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哈工大结构风工程课后习题答案

结构风工程课后思考题参考答案

二、大气边界层风特性

1 对地表粗糙度的两种描述方式：指数律和对数律（将公式写上）。

2 非标准地貌下的风速换算原则（P14）和方法（P15公式）。

3 脉动风的生成：近地风在流动过程中由于受到地表因素的干扰，产生大小不同的涡旋，这些涡旋的迭加作用在宏观上表现为速度的随机脉动。在接近地面时，由于受到地表阻力的影响，导致风速减慢并逐步发展为混乱无规则的湍流。

脉动风的能量及耗散机制：而湍流运动可以看做是能量由低频脉动向高频脉动过渡，并最终被流体粘性所耗散的过程。在低频区漩涡尺度较大，向中频区（惯性子区）、高频区（耗散区）漩涡尺度逐渐减小，小尺度涡吸收由惯性子区传递过来的能量，能量最终被流体粘性所耗散。

4 Davenport谱的特点：先写出公式

通过不同水平脉动风速谱的比较：

（1）D谱不随高度变化，而其他谱（如Kaimal谱、Solari谱、Karman谱）则考虑了近地湍流随高度变化的特点；（D谱不随高度变化，在高频区符合-5/3律，没有考虑近地湍流随高度变化的特点；）

（2）D谱的谱值比其它谱值偏大，会高估结构的动力反应，计算结果偏于保守。

（3）S u(0)=0,意味着L u=0，与实际不符。

5 湍流度随高度及地面粗糙程度的变化规律：随地面粗糙度的增大而增大，随高度的增加而减小。

积分尺度随高度及地面粗糙程度的变化规律：大量观测结果表明，大气边界层中的湍流积分尺度是地面粗糙度的减函数，而且随着高度的增加而增加。

功率谱随高度及地面粗糙程度的变化规律：随着高度增大和粗糙度的减小，能量在频率上的分布趋于集中，谱形显得高瘦；随着高度减小和粗糙度的增大，能量在频率上的分布趋于分散，谱形显得扁平。

相干函数随高度及地面粗糙程度的变化规律：随地面粗糙度的增大而减小，随高度的增加而增大。

6 阵风因子与峰值因子的区别：阵风因子G=U’/U,是最大风速与平均风速的比值；峰值因子g=u max/σu是最大脉动风速与脉动风速均方根的比值。

联系：二者可以相互换算：G=(U’+gσu)/U’=1+gσu/U’=1+gI U。

三、钝体空气动力学理论

1 钝体绕流的主要特征有：

（1）粘性效应：气体粘性随温度升高而增大，液体粘性随温度升高而减小。

（2）边界层的形成：由于粘性效应，使靠近物体表面的空气流动速度减慢，形成气流速度从表面等于零逐渐增大到与外层气流速度相等，形成近壁面流动现象。

（3）边界层分离：如果边界层内的流体微粒速度因惯性力减小到使靠近表面的气流倒流，便出现了边界层分离。

（4）再附：在一定条件下，自建筑物前缘分离的边界层会偶然再附到建筑物表面，这时附面层下会形成不通气的空腔，即分离泡。每隔一段时间分离泡破裂产生较大的风吸值，产生一个风压脉冲。

（5）钝体尾流：对于细长钝体，漩涡脱落是在其两侧交替形成的。漩涡脱落时导致建筑物出现横向振动的主要原因。

（6）下冲气流：由于受到迎风面的建筑物的阻挡作用，使部分气流转向下方形成漩涡，从而在地面上出现反向气流。

2 流体与固体在本构特性上的差异：

流体与变形速度紧密相关，而固体在

弹性阶段剪应力不随变形速度变化而

变化。

（1）固体：弹性体与变形速度无关，

理想弹性体在达到屈服应力后随变形速度增大而增大。（2）液体：牛顿液体、非牛顿液体、理想流体。

粘性流体中，不仅产生剪应力，还会产生附加的法向应力。基于牛顿流体的本构关系：P4

3 N-S方程中各项及反应的物理意义。P4~P5

瞬态项：即局部导数，代表同一位置处，由于时间变化而引起的速度变化，反映了场的非定常性。

对流项：即变位导数，代表同意瞬时，由于空间位置变化引起的速度变化，反映了场的非均匀性。

源项：与原始压力有关，且一直都存在。

耗散项：涉及动力粘性系数，与粘性有关，为非线性项。

4 拟定常假定以及基于该假定的脉动风压系数推导：P4~P5

5 气动导纳的作用:是结构形状、尺寸以及来流湍流特性的函数，用于描述风速谱与气动力谱之间的频率传递关系，作用是用准定常的气动力来表达非定常的气动力。它是通过气动导纳函数χ2来实现，将一个真实物体的表面风压修正到完全相关的理想状态。

气动导纳随折减频率的变化规律：随频率的增加而减小，说明高频率的小尺度涡更易丧失相关性。

6 以圆柱绕流为例，叙述亚临界、超临界和高超临界区的流动特性：

（1）亚临界区（3×102

7 叙述几种改变雷诺数效应的方法：

（1）提高表面粗糙度和来流湍流度均可减小临界雷诺数，提高最小阻力系数。其根本在于促进了转捩的提前发生。（2）采用尖角方柱。尖角方柱的阻力系数基本不随R e变化，分离点位置固定在迎风尖角处。

（3）改变压力或温度。（4）改变流场介质。

8 斯托拉哈数及其随雷诺数的变化规律（以圆柱为例进行说

明）：

斯托拉哈数是流体惯性力与粘性力的比值，摆出公式。随雷

诺数的变化规律：

（1）在亚临界区，漩涡周期性脱落，S t约等于0.19，基本

保持不变；

（2）在超临界区，漩涡随机脱落，S t突增至0.4以上，并随R e的增大而减小；（3）在高超临界区，漩涡规则脱落，S t跳跃至0.2以下，约为0.19~0.30，并随R e的增大而增大。

四、结构风振响应分析与等效静力风荷载确定

1 频响函数随频率比的变化规

律：

当β<1时，H随β增大而略呈增大趋势；

当β在1附近时，结构将发生共振加强，H突然增大，当β=1时H达到峰值1/4ξ2k2；当β>1后，H随β增大而减小。

2 。

3 阵风荷载因子法与惯性力法的区别:

（1）基本思想不同：

阵风荷载因子法基本思想：用峰值响应与平均响应的比值（阵风荷载因子）来反映结构对脉动风的放大作用。

惯性力法基本思想：从结构动力平衡方程出发，研究峰值响从结构动力平衡

方程出发，研究峰值响应对应的真实最不利荷载。

（2）计算思路不同：

阵风荷载因子法：通过极值动力响应得到阵风荷载因子，求出等效静风荷载，并得到结构在等效静风荷载作用下的静力响应。

惯性力法：结构在脉动风荷载作用下的动力响应，可以看作在广义外荷载作用下的静力响应。结合特征值方程，仅考虑第1阶振型的惯性力作用求得最大静力等效荷载和总静风荷载。

（3）适用条件不同：

阵风荷载因子法：适用于刚度较大的结构。惯性力法：适用于结构刚度较小的结构。

4 等效静风荷载的计算中需要注意的事项：

（1）结构在脉动风荷载作用下的动力响应，可以看作在广义外荷载作用下的静力响应。

（2）仅考虑第1阶振型的惯性力作用

（3）计算结构其它响应时（如高层结构的各高度处的剪力和弯矩），将有可能低估结构响应。

（4）该方法适用于结构刚度较小的结构。

5 如何根据结构的响应特点判断响应类型；

（1）按响应方向判断：A若为顺风向响应，则一般为顺风向抖振；B若为横风向响应，则为一般为涡激振动或横风向弯曲驰振；C若既有顺风向又有横风向响应，则为横风向与顺风向振动的组合。

（2）按照失稳方式判断：A若为弯曲或扭着的单自由度气弹失稳，则为驰振；B若为弯扭耦合的气弹失稳，则为颤振。

（3）按响应性质判断：A若为由来流的速度脉动引起的结构随机振动,为抖振；B因结构自身或其它结构形成的涡旋引起的结构受迫振动，为涡激振动；C在某些情况下，激励部分可以产生负阻尼成分，当风速达到某值时负阻尼大于正阻尼，此时振幅增大，直到产生失稳式破坏，则为自激振动。

6 针对不同的风振响应类型，可采取哪些措施来提高结构的抗风性能

（1）顺风向抖振振动，提高结构的抗风性能措施：可以通过增大结构或构件刚度，或减小质量，从而增大结构基频，使得横风向共振响应区后移，增大背景响应区所占比例，从而减小顺风向抖振响应。

（2）横风向涡激响应的控制措施：A增加结构构件。最常用的是在结构中增加拉索式构件或加强层。B安装耗散材料或装置。C设置调频阻尼器。

（3）横风向弯曲驰振的控制措施：安装调质阻尼器(TMD)提高结构阻尼比以提高临界风速；对矩形截面采用倒角的方法以降低升力系数的负斜率的绝对值，从

而提高临界风速；加大结构刚度，提高基频；加大结构的密度和阻尼。

架空输电导线的驰振（舞动）的控制措施：选择合理的线路走向，避开舞动多发地区及微气象、微地形区域；适当提高线路的机械及电气强度，以提高线路抗舞动的能力；对敏感区段加装防舞装置。通过改变导线特性抑制舞动；通过提高导线系统的自阻尼抑制舞动；通过扰乱沿档气流来抑制舞动；采取有效的防覆冰措施抑制舞动。

（4）颤振响应的控制措施：

A避免各种固有频率互相接近。对于弯扭颤振来讲，应通过改变系统的刚度与质量的大小与分布，防止频率比接近1，使扭转振动与弯曲振动不合拍。B提高结构或构件弯曲刚度与扭转刚度；C 合理降低结构或构件的重心。

7 横风向涡激共振P11与驰振临界风速P15计算。

五、风洞试验技术与数据分析

1 直流风洞与回流风洞的优劣分析P2

2 简述哈工大风洞的主要性能指标：

哈尔滨工业大学风浪联合实验室是一座闭口回流式矩形截面风洞，风洞电机额定功率为907千瓦。有大小两个试验段，小试验段尺寸为4.0m宽、3.0m高、25m长；大试验段为风浪联合试验段，单独作为风洞试验段时其尺寸为6.0m宽、3.6m高、50m长，水槽的尺寸为5.0m宽、4.5m高、50m长，水槽段有一个5.0宽，5.0长，22m深的深井，在同类边界层风洞中目前仅加拿大西安大略大学和香港科技大学拥有造波系统，是国内唯一能够实现风浪联合作用结构试验的大型试验平台。同时在大试验段安装了人工模拟降雨系统，可进行风-雨联合试验以及风-雨-浪联合试验。

试验风速范围从3m/s～50m/s（小试验段）和3m/s～30m/s（大试验段）连续可调，流场性能良好，试验区流场的速度不均匀性小于1%、湍流度小于0.46%、平均气流偏角小于0.5度。在小试验段安装了两个用于边界层建筑结构模型试验的自动转盘系统。两个转盘的直径均为 2.5m，可分别用于刚性测压模型和气动弹性模型。

类型：单回流闭口双实验段风洞平面尺寸：88.6m×23.3m

小试验段：4.0m(宽)×3.0m (高)×25m (长)

大试验段： 6.0m (宽)×3.6m (高)×50m(长)

水槽：50m (长)×5.0m (宽)×4.5m (深)

深井：10.0m (长)×5.0m (宽)×22.5m (深)

最大风速：50m/s（小试验段），30m/s （大试验段）

最大波高：0.4米波浪周期：0.5秒－5秒

3 简述风洞的评价指标：

（1)清楚所建风洞的用途与需求(风洞)

（2）对试验段流场品质的要求：参照国军标《高速风洞和低速风洞流场品质规范》（GJB1179-91)对航空航天类风洞的规定指标：气流均匀性、方向场均匀性、轴向静压梯度、气流湍流度、气流稳定性、点气流偏角、平均气流偏角。（3）风洞能量比尽量高，通常在3~7之间。风洞能量比＝试验段气流动能流率/动力系统输入风洞的功率

（4）风洞噪声和振动小：动力系统设计、各段地基的处理、拐角二次分离的防止等。

（5）风洞的适用性和测试准确性。模型准备和模型装拆方便；风洞使用可靠、维修容易；数采和控制系统可靠且自动化程度高；风洞做小的改动即可适用于多种任务。配套计算机及测试仪器精度高且可靠；试验测量受电场干扰小。

边界层风洞流场品质指标建议、收缩比。

4 简述皮托管、热线风速仪、电子扫描阀、测力天平的工作原理：

皮托管：目前使用的皮托管是一根双层结构的弯成直角的金属小管，如图5-la)所示。在皮托管的头部迎流方向开一个小孔A，称总压孔。在皮托管的头部下游某处又开有若干小孔B，称为静压孔。皮托管所测得的流速是皮托管头部顶端所对的那一点流速。当皮托管没有插入流场时，设某一点的流速为u，静压为P。为了测得该点流速，我们将皮托管顶端的小孔A对准此点，并使皮托管轴线与流向平行。这时由于插入了皮托管，A点的流速被滞止为零，压力由原来的静压ρ上升为滞止压力ρ0(或称总压P0)。ρ0不但包含了流体原来的静

压力ρ，而且还包含了由流体功能转化为静压力的部分。也即如包含了流速U的信息。只要从ρ0中将原来的静压ρ减去，就可得到流速值u。为了从理论上建立总压和静压之差与流速的关系，我们先假设流体流动为理想的不可压缩流体的定常流动。根据理想的不可压缩流体的伯努利方程，对于A点及下游B点可列出如下关系式：这就是皮托管测量流速的理论公式。式中，ρ为被测流体的密度；（P0-P)为总压和静压之差，可用差压计来测量

热线风速仪：流速计的一种，它的作用原理是将感测元件——一根通以电流而被加热的细金属丝置于通道中，当气体流过它时则将带走一定的热量，此热量与流体的速度有关。其流速的确定，常用的有两种方法：一是定电流法，即加热金属丝的电流不变，气体带走一部分热量

后金属丝的温度就降低，流速愈大温度降

低得就愈多；测得金属丝的温度则可得知

流速的大小。另一种是定电阻法（即定温度法），改变加热的电流使气体带走的热量得以补充，而使金属丝的温度保持不变（也称金属丝的电阻值不变）；这时

流速愈大则所需加热的电流也愈大，测得加热电流值则可得知流速的大小。

电子扫描阀：

电子扫描阀压力系统是九十年代以来在世界上应用比较广泛

的测压设备。它是一个高度模块化的数据采集系统，可以满

足典型的工业应用，也可以应用于更复杂的风洞和气轮机，配置和操作十分简单。

测力天平：

5 雷诺模型与弗劳德模型的相似参数确定

对于具有尖角的钝体，可放宽Re数一致性条件；

对于近流线形断面，要重视雷诺数相似条件。

6 设计一个刚性模型风洞试验~~~~(>_<)~~~~ 太难

7 用POD方法进行脉动风压场的分析：

POD方法利用脉动风压协方差的本征向量描述建筑结构的脉动风压场。

计算步骤：1. 得到脉动风压场为p(x,y,t) 2.计算脉动风压协方差3.协方差的特征值求解4. 特征向量标准正则化5. 计算主坐标6. 进行分析或用于重构风压场

六、结构抗风设计

1 风振响应分析（内力、位移）、舒适度分析与幕墙抗风分析三者的风荷载取值有何差别？

（1）风振响应分析（内力、位移）:

（2）风振舒适度：通常采用最大加速度来衡量。A为建筑总迎风面积。

对150m以上的高层建筑需进行舒适度验算。

A顺风向最大加速度计算：

w0取对应10年重现期的基本风

压。

M为建筑总质量.

B横风向最大加速度计算

C扭转最大加速度计算

（3）幕墙风荷载取值：

《玻璃幕墙技术规范》JGJ102-2003规定：玻璃幕墙的风荷载标准值应按下式计算，并且不应小于1.0kN/m2。

βgz —阵风系数，大致在1.4~2.0之间。

μsl—局部体型系数，对于檐口附近和边角部位可取-1.8，其余墙面可取-1.0，同时尚应考虑-0.2的内压系数。

2 风振舒适度验算P67-72

3 幕墙抗风验算P85

同济大学砌体结构课后习题复习资料

2-1.极限状态设计法引入了统计数学的概念，考虑了材料强度和荷载的变异性，将单一的安全系数转化成多个系数，分别用于考虑荷载、荷载组合和材料等的不定向影响，并且引入了概率和统计数学的方法；而容许应力设计法和破坏阶段设计法均采用单一的、经验的安全系数K，不一定能适用于不同的材料和荷载组合。 2-2砌体结构的功能要求：安全性、适用性、耐久性，三者统称为可靠性。极限状态的种类和意义：（1）承载能力极限状态，对应于结构或结构构件达到最大承载力或不适合于继续承载的变形；（2）正常使用极限状态，结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项限值。 2-3现行规范中承载力设计公式中如何体现房屋安全等级不同或房屋的设计使用期不同的影响？用结构重要性系数来体现，取值为：对安全等级为一级或设计使用年限为50年以上的结构构件>=1.1,对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，>=1.0;对安全等级为三级或设计使用年限为1-5年的结构构件，>=0.9 2-4现行气体结构设计规范的承载力设计公式中如何体现施工技术、施工管理水平等对结构可靠度的影响？通过砌体结构材料性能分项系数体现。通过现场质量管理，砂浆、混凝土强度，砂浆拌合方式，砌筑工人等讲施工质量控制等级划分为ABC三个等级。等级为A时，分项系数取1.6，等级为C级时，取为1.8. 2-5结构功能函数的含义是什么？结构功能函数Z=g(X1,X2,X3,......Xn),当Z>0,结构处于可靠状态；当Z<0时，结构处于失效状态；当Z=0时，结构处于极限状态。 2-6极限状态的种类有哪些？其意义如何？（同2-2） 2-7失效概率、可靠指标的意义是什么？两者的关系如何？失效概率Pf指结构或构件不能完成预定功能的概率。可靠指标β是衡量结构可靠性的定量指标。β越大，P f越小，反之，P f越大。 2-8砌体承载能力极限状态设计公式中个分项系数是按什么原则确定的？为确定各分项系数，对给定的荷载和材料强度，以及相应的任何一组分项系数，可计算出以该分项系数表示的极限状态设计公式所反映的可靠度。定义一测度函数，以此来衡量不同分项系数的设计公式所反映的可靠度和结构构件承载力极限状态的目标可靠指标的接近度。其中，最接近的一组分项系数就是所要求的规范设计公式中的分项系数。 2-9荷载的标准值、设计值是什么？两者的关系如何？荷载标准值相当于在基准使用期内、正常使用情况下作用在结构上的最大荷载。设计值指进行结构设计时采用的荷载值。荷载标准值经分项系数放大后即为荷载设计值。 2-10砌体材料的标准值、设计值是什么？两者关系如何？

计算机系统结构课后答案

1、数据结构和机器的数据表示之间是什么关系？确定和引入数据表示的基本原则是什么？答：数据表示是能由硬件直接识别和引用的数据类型。数据结构反映各种数据元素或信息单元之间的结构关系。数据结构要通过软件映象变换成机器所具有的各种数据表示实现，所以数据表示是数据结构的组成元素。不同的数据表示可为数据结构的实现提供不同的支持，表现在实现效率和方便性不同。数据表示和数据结构是软件、硬件的交界面。除基本数据表示不可少外，高级数据表示的引入遵循以下原则：（1）看系统的效率有否提高，是否养活了实现时间和存储空间。（2）看引入这种数据表示后，其通用性和利用率是否高。 2、标志符数据表示与描述符数据表示有何区别？描述符数据表示与向量数据表示对向量数据结构所提供的支持有什么不同？答：标志符数据表示指将数据类型与数据本身直接联系在一起，让机器中每个数所都带类型樗位。其优点是：（1）简化了指令系统和程序设计；（2）简化了编译程序；（3）便于实现一致性校验；（4）能由硬件自动变换数据类型；（5）支持数据库系统的实现与数据类型无关；（6）为软件调试和应用软件开发提供支持。缺点是：（1）会增加程序所点的主存空间；（2）在微观上对机器的性能（运算速度）不利。数据描述符指数据的描述与数据分开存放，描述所访问的数据是整块还是单个的，及访问该数据块或数据元素的地址住处它具备标志符数据表示的优点，并减少了标志符数据表示所占的空间，为向量和数组结构的实现提供支持。数据描述符方法优于标志符数据表示，数据的描述与数据分开，描述所访问的数据是整块还是单个的，及访问该数据块或数据元素的地址信息，减少了樗符数据表示所占的窨。用描述符方法实现阵列数据的索引比用变址方法实现要方便，且便于检查出程序中的阵列越界错误。但它不能解决向量和数组的高速运算问题。而在有向量、数组数据表示的向量处理机上，硬件上设置有丰富的赂量或阵列运算指令，配有流水或阵列方式处理的高速运算器，不仅能快速形成向量、数组的元素地址，更重要的是便于实现把向量各元素成块预取到中央处理机，用一条向量、数组指令流水或同时对整个向量、数组高速处理．如让硬件越界判断与元素运算并行。这些比起用与向量、阵列无关的机器语言和数据表示串行实现要高效的多。 3、堆栈型机器与通用寄存器型机器的主要区别是什么？堆栈型机器系统结构为程序调用的哪些操作提供了支持？答：有堆栈数据表示的机器称为堆栈机器。它与一般通用寄存器型机器不同。通用寄存器型

哈工大结构风工程课后习题答案

结构风工程课后思考题参考答案二、大气边界层风特性 1 对地表粗糙度的两种描述方式：指数律和对数律（将公式写上）。 2 非标准地貌下的风速换算原则（P）和方法（P公式）。1514 3 脉动风的生成：近地风在流动过程中由于受到地表因素的干扰，产生大小不同的涡旋，这些涡旋的迭加作用在宏观上表现为速度的随机脉动。在接近地面时，由于受到地表阻力的影响，导致风速减慢并逐步发展为混乱无规则的湍流。脉动风的能量及耗散机制：而湍流运动可以看做是能量由低频脉动向高频脉动过渡，并最终被流体粘性所耗散的过程。在低频区漩涡尺度较大，向中频区（惯性子区）、高频区（耗散区）漩涡尺度逐渐减小，小尺度涡吸收由惯性子区传递过来的能量，能量最终被流体粘性所耗散。 4 Davenport谱的特点：先写出公式通过不同水平脉动风速谱的比较：（1）D谱不随高度变化，而其他谱（如Kaimal谱、Solari谱、Karman谱）则考虑了近地湍流随高度变化的特点；（D谱不随高度变化，在高频区符合-5/3律，没有考虑近地湍流随高度变化的特点；）（2）D谱的谱值比其它谱值偏大，会高估结构的动力反应，计算结果偏于保守。（3）S(0)=0,意味着L=0，与实际不符。uu5 湍流度随高度及地面粗糙程度的变化规律：随地面粗糙度的增大而增大，随高度的增加而减小。积分尺度随高度及地面粗糙程度的变化规律：大量观测结果表明，大气边界层中的湍流积分尺度是地面粗糙度的减函数，而且随着高度的增加而增加。功率谱随高度及地面粗糙程度的变化规律：随着高度增大和粗糙度的减小，能量在频率上的分布趋于集中，谱形显得高瘦；随着高度减小和粗糙度的增大，能量在频率上的分布趋于分散，谱形显得扁平。相干函数随高度及地面粗糙程度的变化规律：随地面粗糙度的增大而减小，随高度的增加而增大。 6 阵风因子与峰值因子的区别：阵风因子G=U'/U,是最大风速与平均风速的比/ σ是最大脉动风速与脉动风速均方根的比值。g=u 值；峰值因子umax联系：二者可以相互换算：G=(U'+gσ)/U'=1+gσ/U'=1+gI。Uuu 三、钝体空气动力学理论 1 钝体绕流的主要特征有：）粘性效应：气体粘性随温度升高而增大，液体粘性随温度升高而减小。1（（2）边界层的形成：由于粘性效应，使靠近物体表面的空气流动速度减慢，形成气流速度从表面等于零逐渐增大到与外层气流速度相等，形成近壁面流动现象。（3）边界层分离：如果边界层内的流体微粒速度因惯性力减小到使靠近表面的气流倒流，便出现了边界层分离。（4）再附：在一定条件下，自建筑物前缘分离的边界层会偶然再附到建筑物表面，这时附面层下会形成不通气的空腔，即分离泡。每隔一段时间分离泡破裂产生较大的风吸值，产生一个风压脉冲。（5）钝体尾流：对于细长钝体，漩涡脱落是在其两侧交替形成的。漩涡脱落时导致建筑物出现横向振动的主要原因。

计算机系统结构习题解答

《计算机系统结构》习题解答第一章(P33) 1.7 (1)从指定角度来看，不必要了解的知识称为透明性概念。 1.8见下表，“√”为透明性概念，“P ”表示相关课文页数。 1.12 已知Se=20 , 求作Fe-Sn 关系曲线。将Se 代入Amdahl 定律得 e n F S 20 19 11 -= 1.13 上式中令Sn=2，解出Fe=10/19≈0.526 1.14 上式中令Sn=10，解出Fe=18/19≈0.947 1.15 已知两种方法可使性能得到相同的提高，问哪一种方法更好。 (1)用硬件组方法，已知Se=40，Fe=0.7，解出Sn=40/12.7≈3.1496（两种方法得到的相同性能） (2)用软件组方法，已知Se=20，Sn=40/12.7，解出Fe=27.3/38≈0.7184（第二种方法的百分比） (3)结论：软件组方法更好。因为硬件组需要将Se 再提高100%（20→40），而软件组只需将Fe 再提高1.84%（0.7→0.7184）。 Sn 20 1

1.17 57.34 .15 5 9.01.01≈= + = n S 1.18 记f ── 时钟频率，T=1/f ── 时钟周期，B ── 带宽（Byte/s ）。方案一：)/(44 11s Byte f T B =?= 方案二：)/(5.3421 %252%752s Byte f T B =??+?= 1.19 由各种指令条数可以得到总条数，以及各百分比，然后代公式计算。 ∑===4 1 510i i IC IC (1)∑==?+?+?+?=? = 4 1 55.108.0215.0232.0245.01)(i i i IC IC CPI CPI (2)806.2555.140 10 55.11040106 66≈=??=?=CPI f MIPS (3)（秒）003876.040055 .110 6 ≈=?= MIPS IC T 1.21 (1)24.21.0812.0418.026.01=?+?+?+?=CPI (2)86.171024.21040106 6 6≈??=?= CPI f MIPS 1.24 记Tc ── 新方案时钟周期，已知CPI = CPI i = 1 原时间 = CPI × IC × 0.95Tc = 0.95IC ×Tc 新时间 = （0.3×2/3+0.7）× IC × Tc = 0.9IC ×Tc 二者比较，新时间较短。第二章(P124) 2.3（忽略P124倒1行～ P125第8行文字，以简化题意）已知2种浮点数，求性能指标。此题关键是分析阶码、尾数各自的最大值、最小值。原图为数据在内存中的格式，阶码的小数点在其右端，尾数的小数点在其左端，遵守规格化要求。

砌体结构课后习题答案最终版.doc

第一章绪论 1.砌体、块体、砂浆这三者之间有何关系？答：由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构称为砌体结构。它是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。 2.哪项措施使砌体结构在地震区的应用得以复兴？答：1950年以来，各工业发达国家对砌体结构进行了研究与改进，块体向高强、多孔、薄壁、大块等方向发展，最重要的是发展了配筋砌体，才使砌体结构能用于地震区，使砌体结构得到了复兴。 3.砌体的基本力学特征是什么？答：抗压强度很高，抗拉强度却很低。因此，砌体结构构件主要承受轴心压力或小偏心压力，而很少受拉或受弯。 4.砌体结构的优缺点对于其应用有何意义？答：砌体结构的主要优点是：1）容易就地取材。砖主要用粘土烧制；石材的原料是天然石；砌块可以用工业废料——矿渣制作，来源方便，价格低廉。2）砖、石或砌块砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性。3）砌体砌筑时，不需要模板和特殊的施工设备。在寒冷地区，冬季可用冻结法砌筑，不需要特殊的保温措施。4）砖墙和砌块墙体有良好的隔声、隔热和保温性能。并有良好的耐火性和耐久性，所以既是较好的承重结构，也是较好的维护结构。砌体结构的缺点是：1）与钢和混凝土相比，砌体的强度较低，因而构件的截面尺寸较大，材料用量多，自重大。2）砌体的砌筑基本上是手工方式，施工劳动量大。3）砌体的抗拉强度和抗剪强度都很低，因而抗震性能较差，在使用上受到一定的限制；砖、石的抗拉强度也不能充分发挥。4）粘土砖需要用粘土制造，在某些地区过多占用农田，

影响农业生产。 5.与其他结构形式相比，砌体结构的发展有何特点？答：相对于其他结构形式，砌体结构的设计理论发展得较晚，还有不少问题有待进一步研究。随着社会和科学技术的进步，砌体结构也需要不断发展才能适应社会的要求。砌体结构的发展方向如下： 1）使砌体结构适应可持续性发展的要求 2）发展高强、轻质、高性能的材料 3）采用新技术、新的结构体系和新的设计理论第二章砌体结构的设计原则 1.极限状态设计法与破坏阶段设计法、容许应力设计法的主要区别是什么？答：极限状态设计法考虑荷载的不确定性以及材料强度的变异性，将概率论引入结构的设计，可以定量估计所设计结构的可靠水平。 2.砌体结构的功能要求是什么？试述极限状态的种类和意义？答：砌体结构在规定的设计使用年限内应满足以下功能要求：安全性、适用性、耐久性；《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）将结构的极限状态分为两大类：承载能力极限状态和正常使用极限状态。前者对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适合于继续承载的变形。后者对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项限值。 3.现行砌体结构设计规范的承载力设计公式中如何体现房屋安全等级不同或房屋的设计使用期不同的影响？答：在计算公式中引入了结构重要性系数，对安全等级为一级或设计使用年限为50年以上的结构构件，不应小于1.1；对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，

计算机系统结构课后答案unit3

第3章总线、中断与输入输出系统 3.1．简要举出集中式串行链接，定时查询和独立请求3种总线控制方式的优缺点。同时分析硬件产生故障时通讯的可靠性。答：集中式串行链连接方式。其过程为： ①所有部件都经公共的“总线请求”线向总线控制器发使用总线申请。 ②当“总线忙”信号未建立时，“总线请求”才被总线控制器响应，送出“总线可用”信号，它串行地通过每个部件。 ③如果某部件未发过“总线请求”，则它将“总线可用”信号往下一部件转，如果某部件发过“总线请求”，则停止“总线可用”信号的传送。 ④该部件建立“总线忙”，并除去“总线请求”，此时该部件获得总线使用权，准备传送数据。 ⑤数据传送期间，“总线忙”维持“总线可用”的建立。 ⑥传送完成后，该部件去除“总线忙”信号和“总线可用”信号。 ⑦当“总线请求”再次建立时，就开始新的总线分配过程。优点：①选择算法简单；②控制总线数少；③可扩充性好；④可靠性高。缺点：①对“总线可用”线及其有关电路失效敏感，②不灵活；③总线中信号传送速度慢。集中式定时查询方式，过程： ①总线上每个部件通过“总线请求”发请求。 ②若“总线忙”信号未建立，则计数器开始计数，定时查询个部件，以确定是谁发的请求。 ③当查询线上的计数值与发出请求的部件号一致时，该部件建立“总线忙”，计数停止，查询也停止。除去“总线请求”，该部件获得总线使用权。 ④“总线忙”维持到数据传送完毕。 ⑤数据传送完，去除“总线忙”。 ⑥当“总线请求”线上有新的请求，就开始下一个总线分配过程。优点：①优先次序灵活性强；②可靠性高。缺点：①控制线数较多；②扩展性较差；③控制较为复杂；④总线分配受限于计数信号，不能很高。集中式独立请求方式，过程：

计算机系统结构_课后答案

习题一 1、解释下列术语计算机系统的外特性：通常所讲的计算机系统结构的外特性是指机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性，即由他们所看到的计算机的基本属性（概念性结构和功能特性）。计算机系统的内特性：计算机系统的设计人员所看到的基本属性，本质上是为了将有关软件人员的基本属性加以逻辑实现的基本属性。模拟：模拟方法是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。可移植性：在新型号机出台后，原来开发的软件仍能继续在升级换代的新型号机器上使用，这就要求软件具有可兼容性，即可移植性。可兼容性是指一个软件可不经修改或只需少量修改，便可由一台机器移植到另一台机器上运行，即同一软件可应用于不同环境。 Amdahl 定律：系统中对于某一部件采用某种更快的执行方式所能获得的系统性能改进程度，取决于这种执行方式被使用的频度或占总执行时间的比例。虚拟机（Virtual Machine ）：指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。 6、 7、假定求浮点数平方根的操作在某台机器上的一个基准测试程序中占总执行时间的20%，为了增强该操作的性能，可采用两种不同的方法：一种是增加专门的硬件，可使求浮点数平方根操作的速度提高为原来的20倍；另一种方法是提高所有浮点运算指令的速度，使其为原来的2倍，而浮点运算指令的执行时间在总执行时间中占30%。试比较这两种方法哪一种更好些。答：增加硬件的方法的加速比23.120 /2.0)2.01(1 1=+-= p S , 另一种方法的加速比176.12 /3.0)3.01(1 2=+-=p S ，经计算可知Sp1>Sp2第一种方法更好些。 9、假设高速缓存Cache 的工作速度为主存的5倍，且Cache 被访问命中的概率

完整版计算机体系结构课后习题原版答案_张晨曦著

第1章计算机系统结构的基本概念 (1) 第2章指令集结构的分类 (10) 第3章流水线技术 (15) 第4章指令级并行 (37) 第5章存储层次 (55) 第6章输入输出系统 (70) 第7章互连网络 (41) 第8章多处理机 (45) 第9章机群 (45) 第1章计算机系统结构的基本概念 1.1 解释下列术语层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。虚拟机：用软件实现的机器。翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。

解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。 Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。

834软件工程基础,哈工大大纲

考试大纲： 2012年硕士研究生入学考试大纲考试科目名称：软件工程基础考试科目代码：[834] 本考试科目考试时间180分钟，满分150分。包括软件工程与C程序设计两部分，每部分各75分。软件工程（75分）一、考试要求要求考生全面系统地掌握软件工程的基本概念、原理、技术和方法，以及软件开发的全过程，并能灵活地运用这些基本知识，为软件开发建立分析模型、设计模型。二、考试内容 1、软件工程的基本概念：软件工程，软件开发生命周期，模型，方法，技术，工具，过程，软件工程环境，软件工程管理，软件开发风险，软件需求，软件设计，自顶向下，分解，抽象，细化，模块化，软件复审，软件测试等。 2、软件开发生命周期模型：各个模型的特点及用途。 3、软件需求 a. 需求分析的任务 b. 需求分析的五大活动 c. 需求获取的常用方法 d. 需求分析的步骤 e. 结构化的分析方法，模型的组成，DFD的建模过程 f. 需求分析验证 g. 需求变更的管理 4、软件设计 a. 软件设计的任务 b. 模块化设计 c. 从结构化分析到结构化设计的过程 d. 数据存储的设计 e. 人机交互的设计 f. 软件复杂性的度量 5、软件质量与测试 a. 软件的质量度量McCall模型及质量保证的活动内容 b. 软件测试的目的和任务 c. 软件测试的种类 d. 黑盒测试与白盒测试方法及测试用例设计 e. 软件测试的步骤 f. 软件的纠错方法 6、软件的维护：维护的种类三、试卷题型结构 1、选择或填空（0-25分） 2、问答题（0-30分）

3、综合分析及设计（0-20分）四、参考书目史济民等，软件工程—原理、方法与应用,高等教育出版社，2003.3 C程序设计（75分）一、考试要求了解高级语言程序设计的基本思想和方法，熟练运用结构化程序设计的三种基本结构编写程序，并要求对面向对象的技术和方法有初步的了解。二、考试内容 1、常量、变量、数据类型、表达式、算法与流程图等基本概念； 2、输入/出等基本语句及简单程序设计； 3、数组、结构体（或记录、数据域）与共用体、文件构造数据类型及其应用； 4、顺序、选择、循环三种程序结构及其应用； 5、函数（子程序、方法）与递归； 6、指针与线性链表； 7、面向对象的基本概念，面向对象分析方法，面向对象的设计，面向对象的实现，面向对象的测试。三、试卷题型结构 1、填空题( 0-20分 ) 2、简答题( 0-20分 ) 3、程序设计( 0-35分 ) 四、参考书目谭浩强著.《C程序设计》，清华大学出版社，1999.12

计算机系统结构课后习题四、五答案

习题四 1.教材P88 存储层次的访问效率e计算公式。 e=T A1/(H T A1+(1-H) T A2) e H T A1+ e(1-H) T A2= T A1 H T A1+ (1-H) T A2= T A1/ e H T A1 -H T A2= T A1/ e- T A2 H (T A1 - T A2) = T A1/ e- T A2 H = T A1/ e- T A2/ (T A1 - T A2) H = T A1(1/ e- T A2/ T A1)/ T A1 (1- T A2/ T A1) H = (1/ e- T A2/ T A1)/ (1- T A2/ T A1) 把题意的条件带入，命中率H=(1/ e- T A2/ T A1)/ (1- T A2/ T A1) =(1/ 0.8- 10-2/ 10-7)/ (1- 10-2/ 10-7) =0.999999975 实际上，这样高的命中率是极难达到的。在主辅存之间增设一级存储器，让其速度介于主存辅存之间，让主存与中间级的访问时间比为1：100，中间级与辅存之间的访问时间比为1：1000，将它们配上相应辅助软硬件，组成一个三级存储层次，这样，可以使第1级主存的命中率降低到 H=(1/ 0.8- 10-5/ 10-7)/ (1- 10-5/ 10-7) =0.997 1.教材P84 每个存储周期能访问到的平均字数 B=(1-(1-λ)m)/λ=(1-0.7532)/0.25 ≈4 既每个存储周期能访问到的平均字数为4。若将λ=25%，m=16代入得

B=(1-(1-λ)m)/λ=(1-0.7516)/0.25 =3.96 既每个存储周期能访问到的平均字数为3.96。可见，模数m不宜太大，否则性能改进不大。 3．教材P81。m个存储体并行的最大频宽B m=W*m/T M，根据题意，实际频宽要低于最大频宽。即实际频宽≤0.6最大频宽。 4*106B/s≤0.6*4 B*m/(2*10-6 s) 4≤0.6* m*4/2 2≤0.6* m 3.333≤ m m取2的幂，即m为4。 4.教材P91。根据题意，画出页表。虚存页号实页号装入位 0 3 1 1 1 1 2 2 0 3 3 0 4 2 1 5 1 0 6 0 1 7 0 0 ⑴发生页面失效的全部虚页号就是页映像表中所有装入位为0的行所对应的虚页号的集合。本题为2，3，5，7。 ⑵按以下虚地址计算主存实地址的情况列表虚地址虚存页号页内位移装入位实页号页内位移实地址 0 0 0 1 3 0 （3*1024+0）3072 3728（3*1024+656） 3 656 0 页面失效页面失效无 1023（0*1024+1023）0 1023 1 3 1023 （3*1024+1023）4095 1024（1*1024+0） 1 0 1 1 0 （1*1024+0）1024 2055（2*1024+7） 2 7 0 页面失效页面失效无 7800（7*1024+632）7 632 0 页面失效页面失效无

混凝土结构与砌体结构设计课后习题答案中册

混凝土结构中册习题答案第11章 11．1 解：1、求支座截面出现塑性铰时的均布荷载q 1 首先计算支座截面极限抗弯承载力M uA ： C20混凝土查得f c =9.6N/mm 2, 316 A s =603mm 2 KNm x h f A M h mm b f f A x y s uA b c y s 6.75)2 94 465(300603)2(94200 6.9300 60300 1=-?=-=<=??= = ξα 按弹性分析：,122 ql M M uA A == kNm l M q uA 2.256 6.7512122 2=?== m kN q /2.251=∴ 2、计算跨中极限抗弯承载力1u M ：2 16 As=402mm 2 mm x 632006.9300402=??= , kNm M u 3.522634653004021=??? ? ? -?= 总弯矩kNm M M M u uA 9.1273.526.751=+=+=总由82 l p M u =总得 m kN l M p u /4.286 9.127882 2=?==总 3、若均布荷载同为p u ,按弹性计算的支座弯矩 kNm M M Ae 3.859.1273 2 32=?== 总则调幅系数114.03 .856 .753.85=-=-= Ae Au Ae M M M β 11．2 解：A s1=A sA =644mm 2/m ， f y =210N/mm 2, h 0=120-20=100mm 01.1410006.9210644h mm x b ξ<=??= , m kNm M u /58.12)214 100(210644=-?= m kNm M M u /2.252==总 2 2 2/6.121 42.2581 8m kN l M p n u =??= ?= 总 11．3 解：塑性铰线位置如图所示。 A B 1 8/10@100 8/10@100 A B a a a l -B 4a l - 2)(31a l -?

计算机体系结构课后答案

计算机体系结构课后答案【篇一：计算机体系结构习题(含答案)】 1、尾数用补码、小数表示，阶码用移码、整数表示，尾数字长p=6（不包括符号位），阶码字长q=6（不包括符号位），为数基值rm=16，阶码基值re=2。对于规格化浮点数，用十进制表达式写出如下数据（对于前11项，还要写出16进值编码）。（1）最大尾数（8）最小正数（2）最小正尾数（9）最大负数（3）最小尾数（10）最小负数（4）最大负尾数（11）浮点零（5）最大阶码（12）表数精度（6）最小阶码（13）表数效率（7）最大正数（14）能表示的规格化浮点数个数 2．一台计算机系统要求浮点数的精度不低于10-7.2，表数范围正数不小于1038，且正、负数对称。尾数用原码、纯小数表示，阶码用移码、整数表示。 (1) 设计这种浮点数的格式 (2) 计算（1）所设计浮点数格式实际上能够表示的最大正数、最大负数、表数精度和表数效率。 3．某处理机要求浮点数在正数区的积累误差不大于2-p-1 ，其中，p是浮点数的尾数长度。 (1) 选择合适的舍入方法。

(2) 确定警戒位位数。 (3) 计算在正数区的误差范围。 4．假设有a和b两种不同类型的处理机，a处理机中的数据不带标志符，其指令字长和数据字长均为32位。b处理机的数据带有标志符，每个数据的字长增加至36位，其中有4位是标志符，它的指令数由最多256条减少到不到64条。如果每执行一条指令平均要访问两个操作数，每个存放在存储器中的操作数平均要被访问8次。对于一个由1000条指令组成的程序，分别计算这个程序在a处理机和b处理机中所占用的存储空间大小（包括指令和数据），从中得到什么启发？ 5．一台模型机共有7条指令，各指令的使用频率分别为35%，25%，20%，10%，5%，3%和2%，有8个通用数据寄存器，2个变址寄存器。 (1) 要求操作码的平均长度最短，请设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。 6．某处理机的指令字长为16位，有双地址指令、单地址指令和零地址指令3类，并假设每个地址字段的长度均为6位。 (1) 如果双地址指令有15条，单地址指令和零地址指令的条数基本相同，问单地址指令和零地址指令各有多少条？并且为这3类指令分配操作码。 (2) 如果要求3类指令的比例大致为1：9：9，问双地址指令、单地址指令和零地址指令各有多少条？并且为这3类指令分配操作码。 7．别用变址寻址方式和间接寻址方式编写一个程序，求c=a+b，其中，a与b都是由n个元素组成的一维数组。比较两个程序，并回答下列问题： (1) 从程序的复杂程度看，哪一种寻址方式更好？

哈尔滨工业大学土木工程学院博士研究生培养方案

学科专业代码：0814 学科专业名称：土木工程一、研究方向 1.岩土工程与地下结构 2.岩石与环境地质工程 3.大跨空间与高层结构 4.钢结构、木结构与组合结构 5.混凝土结构、砌体结构与预应力结构6.桥梁结构与海洋平台结构7.土木工程施工与结构诊治、改造技术8.地震工程与风工程 9.重大工程安全防护与城市防灾减灾 10.高性能混凝土、智能材料与结构

博士生培养方案格式学科专业代码：080104 学科专业名称：工程力学一、研究方向 1. 结构振动、冲击与控制 2.结构损伤、可靠度与健康监测 3.计算结构力学与计算流体力学 4. 土木工程智能材料与结构系统 5. 土木工程结构与系统设计理论二、课程设置

对学术活动的要求：博士研究生在攻读学位期间，应在土木工程一级学科范围内参加5次以上学术研讨活动，并且在学术研讨活动中做至少2次学术报告，其中至少一次使用外文，介绍博士学位论文研究的阶段性进展，记1学分；参加学术活动应有书面记录，做学术报告应有书面材料，并交导师签字认可；博士生在申请学位前，将经导师签字的书面记录及学术报告书面材料交学院研究生教学秘书保管，并记相应学分。院（系）审核意见：分评委员会审批意见：（教授委员会）签字：签字：日期：日期：硕博（本博）连读生培养方案格式学科专业代码：学科专业名称：土木工程一、研究方向 1.岩土工程与地下结构 2.岩石与环境地质工程 3.大跨空间与高层结构 4.钢结构、木结构与组合结构 5.混凝土结构、砌体结构与预应力结构6.桥梁结构与海洋平台结构7.土木工程施工与结构诊治、改造技术8.地震工程与风工程 9.重大工程安全防护与城市防灾减灾 10.高性能混凝土、智能材料与结构二、课程设置

体系结构课后习题答案

3.某模型机有10条指令I1～I10，它们的使用频度分别为0.3，0.24，0.16，0.12，0.07，0.04，0.03，0.02， 0.01，0.01。 (1)计算采用等长操作码表示时的信息冗余量。 (2)要求操作码的平均长度最短，试设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。 (3)只有二种码长，试设计平均码长最短的扩展操作码编码并计算平均码长。 (4)只有二种码长，试设计平均码长最短的等长扩展码编码并计算平均码长。 3.(1)采用等长操作码表示时的信息冗余量为33.5%。 (2)操作码的Huffman编码法如表2.2所示，此种编码的平均码长为2.7位。表2.2 操作码的Huffman编码法、2-5扩展码和2-4等长扩展码编码法 (4)操作码的2-4等长扩展码编码法如表2.2所示，此种编码的平均码长为2.92位。 5.若某机设计有如下格式的指令：三地址指令12种，一地址指令254种，设指令字的长度为16位，每个地址码字段的位数均为4位。若操作码的编码采用扩展操作码，问二地址指令最多可以设计多少种？ 5.二地址指令最多可以设计48种。 6.一台模型机共有9条指令I1～I9，各指令的使用频度分别为30%，20%，20%，10%，8%，6%，3%，2%，1%。该模型机有8位和16位两种指令字长。8位字长指令为寄存器-寄存器（R-R）二地址类型，16位字长指令为寄存器-存储器（R-M）二地址变址寻址类型。 (1)试设计有二种码长的扩展操作码，使其平均码长最短，并计算此种编码的平均码长。 (2)在(1)的基础上，该机允许使用多少个可编址的通用寄存器？ (3)若采用通用寄存器作为变址寄存器，试设计该机的两种指令格式，并标出各字段的位数。 (4)计算变址寻址的偏移地址范围。 6.(1)操作码的2-5扩展码编码法如表2.3所示，此种编码的平均码长为2.9位。表2.3 操作码的Huffman编码法和2-4等长扩展码编码法

计算机体系结构课后习题

第1章计算机系统结构的基本概念试用实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系。答：如在设计主存系统时，确定主存容量、编址方式、寻址范围等属于计算机系统结构。确定主存周期、逻辑上是否采用并行主存、逻辑设计等属于计算机组成。选择存储芯片类型、微组装技术、线路设计等属于计算机实现。计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。计算机实现是计算机组成的物理实现。一种体系结构可以有多种组成。一种组成可以有多种实现。计算机系统设计中经常使用的4个定量原理是什么？并说出它们的含义。答：（1）以经常性事件为重点。在计算机系统的设计中，对经常发生的情况，赋予它优先的处理权和资源使用权，以得到更多的总体上的改进。（2）Amdahl 定律。加快某部件执行速度所获得的系统性能加速比，受限于该部件在系统中所占的重要性。（3）CPU 性能公式。执行一个程序所需的CPU 时间 = IC ×CPI ×时钟周期时间。（4）程序的局部性原理。程序在执行时所访问地址的分布不是随机的，而是相对地簇聚。计算机系统中有三个部件可以改进，这三个部件的部件加速比为：部件加速比1=30；部件加速比2=20；部件加速比3=10 （1）如果部件1和部件2的可改进比例均为30%，那么当部件3的可改进比例为多少时，系统加速比才可以达到10？（2）如果三个部件的可改进比例分别为30%、30%和20%，三个部件同时改进，那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？解：（1）在多个部件可改进情况下，Amdahl 定理的扩展： ∑∑+-= i i i n S F F S )1(1 已知S 1＝30，S 2＝20，S 3＝10，S n ＝10，F 1＝，F 2＝，得：）（）（10/20/0.330/0.30.30.3-11 1033F F +++++= 得F 3＝，即部件3的可改进比例为36%。（2）设系统改进前的执行时间为T ，则3个部件改进前的执行时间为：（++）T = ，不可改进部分的执行时间为。已知3个部件改进后的加速比分别为S 1＝30，S 2＝20，S 3＝10，因此3个部件改进后的执行时间为： T T T T T n 045.010 2.020 3.0303.0'=++= 改进后整个系统的执行时间为：Tn = + = 那么系统中不可改进部分的执行时间在总执行时间中占的比例是： 82.0245.02.0=T T 假设某应用程序中有4类操作，通过改进，各操作获得不同的性能提高。具体数据如下表所示：操作类型程序中的数量（百万条指令）改进前的执行时间（周期）改进后的执行时间（周期）

计算机组成原理和系统结构课后答案概论

1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？略。 1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？略。 1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。略。 1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？略。 1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。 1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？答：指CPU一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。 1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。

它包括主存容量和辅存容量。主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。 1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。（2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。（3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。（4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。（5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。（6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。（7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。（8）将高级语言翻译成机器语言的程序。

计算机体系结构课后习题原版答案张晨曦著

第1章计算机系统结构的基本概念 1.1 解释下列术语层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。虚拟机：用软件实现的机器。翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。透明性：在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。 Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。 CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。测试程序套件：由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序，用来测试计算机在各个方面的处理性能。存储程序计算机：冯·诺依曼结构计算机。其基本点是指令驱动。程序预先存放在计算机存储器中，机器一旦启动，就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序，自动完成由程序所描述的处理工作。系列机：由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。软件兼容：一个软件可以不经修改或者只需少量修改就可以由一台计算机移植到另一台计算机上运行。差别只是执行时间的不同。向上（下）兼容：按某档计算机编制的程序，不加修改就能运行于比它高（低）档的计算机。向后（前）兼容：按某个时期投入市场的某种型号计算机编制的程序，不加修改地就能运行于在它之后（前）投入市场的计算机。兼容机：由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。模拟：用软件的方法在一台现有的计算机（称为宿主机）上实现另一台计算机（称为虚拟机）的指令系统。仿真：用一台现有计算机（称为宿主机）上的微程序去解释实现另一台计算机（称为目标机）的指令系统。并行性：计算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作。只要在时间上相

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