⒈对系统程序员不透明的应当是。
A Cache
B 系列机各档不同的数据通路宽度
C 指令缓冲器
D 虚拟存储器
⒉计算机系统结构不包括。
A 主存速度
B 机器工作状态
C 信息保护
D 数据表示
⒊属于计算机系统考虑的是。
A 主存采用MOS还是TTL
B 主存采用多体交叉还是单体结构
C 主存的编址方式
D 主存频宽的确定
⒋从计算机系统结构上来看，机器语言程序员所看到机器属性是。
A 计算机软件所要完成的功能
B 计算机硬件所要完成的功能
C 编程要用到的硬件组织
D 计算机各部件的硬件实现
⒌系列机软件应做到。
A 向后兼容，力争向上兼容性
B 向前兼容，力争向上兼容性
C 向后兼容，力争向下兼容性
D 向前兼容，力争向下兼容性
⒍利用时间重叠概念实现并行处理的是。
A 多处理机
B 相联处理机
C 并行（阵列）处理机动性
D 流水处理机
⒎计算机中优化使用的操作码编码方法是。
A 霍夫曼编码
B ASCII 编码
C 扩展操作码
D BCD码
⒏程序员编程时使用的地址是。
A 物理地址
B 主存地址
C 有效地址
D 逻辑地址
⒐块冲突率最高的cache地址映象方式是。
A 组相联
B 直接相联
C 段面相联
D 全相联
⒑影响流水线最大吞吐率是。
A 各个功能段的时间
B 最快功能段的时间
C 最慢功能段的时间
D 最后一个功能段的时间
⒒非线性流水线是指。
A 一次运算中使用流水线中的多功能段
B 一次运算中多次使用流水线中的某些多功能段
C 流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同
D 流水线的各功能段在各种运算中有不同的组合
⒓Cache地址映象中块冲突率最低的是映象是。
A 全相联
B 页相联
C 直接相联
D 组相联
⒔有8个结点的PM2I单级网络的PM2-0(j)=(j-20)mod 8=
A (7 6 5 4 3 2 1 0)
B (0 1 2 3 4 5 6 7)
C (7 5 3 1) (6 4 2 0) D(0 2 4 6) (1 3 5 7)
⒕有8个结点的PM2I单级网络的PM2+0(j)=(j+20)mod 8=
A (7 6 5 4 3 2 1 0)
B (0 1 2 3 4 5 6 7)
C (7 5 3 1) (6 4 2 0) D(0 2 4 6) (1 3 5 7)
⒖能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属于。
A SIMD
B SISD
C MIM
D D MISD
⒗下列说法正确的是。
A 一次重叠是一次解释一条指令
B 一次重叠是同时解释相邻两条指令
C 流水方式是同时只能解释两条指令
D 一次重叠是可同时解释多条指令⒘通道程序执行结束后引起的中断是。
A I/O中断
B 程序性中断
C 内中断
D 机器校验中断
⒙打印机适合连接在。
A 数组多路通道
B 字节多路通道
C 选择通道
D 任意一种通道
⒚disk适合连接在。
A 数组多路通道或选择通道
B 字节多路通道
C 数组多路通道或字节多路通道
D 任意一种通道
⒛
21.通道程序执行结束后引起的中断是。
A 访管中断定
B I/O中断
C 外中断
D 程序性中断
22.利用时间重叠概念实现并行处理主是。
A 流水处理机动
B 多处理机
C 相联处理机动
D 并行（阵列）机
23.数据表示是一部分。
A 软件的
B 硬件的
C 软硬件交界面的
D 非软非硬的
24. 是促使计算机系统结构发展的最重要的因素
A 软件
B 硬件
C 固件
D 器件
25.计算机系统结构研究的范围不包括。
A 指令系统的定义
B 计算机系统性能的评价
C 软硬件界面的定义
D 加法器的结构
26.交换互连网(立方体结构)编号为011的PE的3个相邻PE的编号是。
A 001，010，111
B 100，101，111
C 101，110，111
D 001，101，110
27. 交换互连网(立方体结构)编号为000的PE的3个相邻PE的编号是。
A 001，010，111
B 100，101，111
C 101，110，111
D 001，010，100
28. 在Cache更新策略中，在Cache不命中时把数据同时写入Cache和M M的策略是
。
A 写回法
B 写直达法(全写法)
C 按写分配法
D 不安写分配法
29. 在Cache更新策略中，在Cache不命中时把数据从M M调入Cache的策略是
。
A 写回法
B 写直达法(全写法)
C 按写分配法
D 不安写分配法
30. 相关专用通路。
A 解除数据相关性
B 减少数据相关引起的流水线停顿
C 解除控制相关性
D 不能缓解流水线的相关性问题
31. 开发粗粒度并行主要采用。P184
A 硬件手段
B 软件手段
C 软硬件同时并举
D 指令级并行
32. 开发细粒度并行主要采用。P184
A 硬件手段
B 软件手段
C 软硬件同时并举
D 作业级并行
33. SIMD结构主要实现的是的。P200
A 作业级并行
B 任务级并行
C 指令操作级并行
D 指令内操作步骤并行
34. MIMD结构主要实现的是的。P200
A 作业级并行
B 任务级并行
C 指令操作级并行
D 指令内操作步骤并行
35. 设计互连网络时应考虑的特征有个。P190
A 4
B 3
C 2
D 1
36. 归约机按归约模型可分为。
A 数值归约和串归约
B 串归约和图归约
C 数值归约和图归约
D 指令归约和数值归约
37. 模拟是采用解决执行方法。
A 纯硬件
B 以软件为主，硬件为辅
C 纯软件
D 以硬件为主，软件为辅
38. 仿真是采用解决执行方法。
A 纯硬件
B 以软件为主，硬件为辅
C 纯软件
D 以硬件为主，软件为辅
39. 对Amdahl提出关于计算机系统结构定义中所提到的“程序员”比较一致的看法是。
A 机器语言程序员或编译程序员
B 应用程序员
C 高级语言程序员
D 任何程序员
40. RWC(真实世界计算机)计划的主要研究内容有方面。
A 3
B 4
C 1
D 2
41. 在程序执行中有个方面因素会引起顺序控制流发生变化。P72
A 1
B 3
C 4
D 2
42 依数据令牌的不同数据流计算机可分为两大类。
A 数值流和非数值流
B 静态和动态
C 数值流和图流
D 令牌流和非令牌流
二、填空
⒈程序的局部性包括的局部性和的局部性。
⒉CPU的Channel 输入输出指令的基本功能主要是：，
以及。
⒊虚拟存储器对程序员是透明的，对程序员是不透明
的。
⒋通道按信息传送方式可分为，，三
类通道。
⒌设通道数据传送周期选择一次设备的时间为T S，传送一个字节的时间是T D，则传
送n个字节的选择通道的极限流量是= 。
⒍设通道数据传送周期选择一次设备的时间为T S，传送一个字节的时间是T D，则有
K台I/O设备的成组传送极限流量= ，
⒎在“一次重叠”解释时，第k条指令需等待第k-1条指令执行后才能形成，称此
时发生了相关。
⒏在“一次重叠”解释时，第k条指令的源数据与第k-1条指令的结果数据的地址
一样，称此时发生了相关。
⒐多功能流水线各功能段同时只能按某一种功能联接的称为流水线。
⒑多功能流水线各功能段同时可以按不同的运算或功能联接工作，此流水线称为
流水线。
⒒消除流水线速度瓶颈的方法有和两种方法。P81
⒓解决重叠和流水线中的操作数相关，不外乎是和两
种方法。P85
⒔系列机软件兼容必须做到向兼容，尽可能争取向兼
容。
⒕提高计算机系统并行性重叠的主要技术途径有时间重叠、和
。
⒖多处理机可以有同构型、和三种。
⒗多处理机有和两种基本构型。
⒘并行性主要是指和两重含义。
⒙多处理机系统在系统结构上可分为耦合和耦合系
统。
⒚按连接方式分，流水线可分为流水线和流水线。
⒛按功能分类，流水线可分为流水线和流水线。
21.评价存储器性能的基本要求是大容量、和低价格。
22.解决重叠和流水中的操作数相关，有推后法和两种方法。
23.从对执行程序或指令的控制方式上，将计算机系统分为由控制驱动的流
和由数据驱动的流方式，按驱动的归约方式和模式驱动的匹配
方式。
24.流水线按工作方式可分为流水线和流水线。
25.流水线按处理级别可分为操作部件级、级和级三种。
26.根据处理数据令牌的不同，数据流机的基本结构可分为和两大类。
27.一个指令系统的设计主要是确定它的、、操作及对操作数的
访问方式。
28.对实现基本操作来讲，指令系统的不同只是反映在和不一样。
29.指令系统设计原则是应特别注意如何支持、简易地将源程序翻译成
。
30.在指令系统设计时应注意、、、。
31.指令系统结构的分类主要是依据在CPU中以何种存储方式来存放操作数。按照
这一特征，可将指令系统结构分为型、型、型三类。
32.计算机应用对系统结构不断提出的最基本要求是、和
。
33.在RISC结构中为了减少过程调用中保存现场和建立新现场，以及返回时恢复现场
等辅助操作，通常将全部寄存器分成若干组，称为。
34.对实现基本操作来讲，指令系统的不同只是反映在和。P42
35.一般指令系统由和两类指令组成。P42
36.指令系统结构的分类主要是依据在CPU中以何种存储方式来存放操作数。按照
这一特征，可将指令系统结构分为、和型三类。P43
37.通用寄存器型指令系统中，按照ALU指令有多少个个操作数需要到存储器中去存取，可以进一步分为、和
型三类。P44
38. 阵列机可分为两个基本结构，和。P185
39. 在数据流计算机中信息项以操作包和“数据令牌”形式出现，其中数据包由
，和组成。P228
40. AI处理的基本要点是基本知识的，和地加以利用。P242
41. “数据令牌”由和组成。P228
42. 构成函数程序的主要成份是、和。P235
43. 人工智能研究的关键在于和。P244
44. 阵列机通常由一个、N个M个和
一个组成。P185
45. 存储器的命中率是和之比。P128
46. 紧耦合系统按所用处理机类型是否相同，常见的组合可分为
和两种基本构型。P201
47. 在层次存储结构价格体系中命中判断和数据传输对较高层次而言应由实现，对较低层次而言应由实现。
48.依据处理数据令牌的不同，数据流机可分为和两在类。P232
49.通常流水过程中会出现、和三种相关。P83
50. 数据相关冲突可分为、和三种类型P87
51. I/O控制操作：包括、。P158
三、计算
⒈假定要在一个时钟速率为40MHz的标量处理机上执行一个典型测试程序，该程序
中含有4种类型指令，每种指令的条数和每种指令的CPI如下所示：
访存指令(Cache不命中时)200008
②根据①所得的CPI值，计算相应的MIPS速率。
⒉假定要在一个时钟速率为40MHz的标量处理机上运行具有200000条指令的目标代
码，程序中含有4种类型指令，根据程序实验结果，已知指令混合比和每种指令
的CPI如下所示：
指令类型混合比CPI
ALU60%1 Load/Store指令(Cache命中时)18%2
转移指令12%4访存指令(Cache不命中时)10%8
④根据①所得的CPI值，计算相应的MIPS速率。
⒊某模拟机有10条机器指令，使用频度分别为：，，，，，
，，，，，。
⑴写出等长操作码编码的平均码长；
⑵构造霍夫曼树；
⑶写出只有两种码长的最短的霍夫曼扩展编码及其平均码长。
⒋某模拟机有7 条机器指令，使用频度分别为：，，，，，
，。
⑴写出等长操作码编码的平均码长；
⑵构造霍夫曼树；
⑶写出只有两种码长的最短的霍夫曼扩展编码及其平均码长。
⒌有一个具有5个功能段组成的乘、加双功能的静态流水线，“乘”由1→2→3→4
完成，“加”由1→5→4完成，各段时延均为t（见下图），输出可直接返回输入
或存入缓冲存储器。现计算长度均为8的A、B两个向量对应元素求和的连乘积。
静态双功能流水线图
⑴画出完成此运算的流水线的运行时空图；
⑵完成全部运算需要多少个t其效率是多少
★解：（共10分，时空图对了给3分。计算时公式对了而结果错了扣1分，公式错了全扣）
⑴时空图(4分)
⑵(6分，每个答案3分) T P=15/25Δt =3/5Δt E=(8×3Δt+7×4Δt)/(25×Δt)=52/125=
⒍有一个具有4个功能段组成浮点加的静态流水运算器，各段时延均为t（见下图），
输出可直接返回输入或存入缓冲存储器。现以下述方式计算
Z=[a+b]+[c+d]+[e+f]+[g+h]
⑴画出完成此运算的流水线的运行时空图；
⑵分析其吞吐率和效率。
⒎采用组相联映象的Cache容量为1KB，要求Cache的每一块能在1个主存周期内
从主存读取。主存结构是模4交叉，每个分体宽为32位，总容量为256KB。用按
地址访问访问存储器构成相联目录表实现主存地址到Cache地址的变换，并约定
用4路比较电路。请设计此相联目录表，求出该表行数、总位数和比较电路的位
数。
⒏对于一个有如下特征的虚拟存储系统：
40位虚拟地址
16KB页面
36位物理地址
①每个进程的页表的总长度是多少
②假定TLB用两路组相联方式的Cache，块长为8个字（4B），总容量为16KB，写出其地址格式。
⒐假设Cache的工作速度为主存的5倍，且Cache被访问的概率为90%，则采用Cache
后，整个存储系统获得多高的加速成比胡越明P103
⒑某字节多路通道欲连接6台外设，其数据传输速率见下表。而通道选择设备时间
需s，每个字节传送需s，问通道能否胜任所有设备同时工作
⒒设通道在数据传送期中，选择设备需μs，传送一个字节数据需μs。
①其低速设备每隔250μs发出一个字节数据传送请求，问最多可接多少台这种设
备
②若有A～E共5种高速设备，要求字节传送的时间时间如表，其时间单位为μs。
若一次通信传送的字节数不少于1024B，问哪些设备可挂在此通道
⒓如果某一计算任务用向量方式求解比用标量方式求解要快20倍，称可用向量方式
求解部分所花时间占总的时间的百分比为可向量化百分比。问为达到加速比为2，
可向量化百分比应是多少
⒔某系统某一功能改进后其速度是原来的10倍，而该功能的处理时间仅为整个系统
运行时间的40%，则用此增强功能方法后，整个系统的性能提高多少
⒕设二级虚拟存储器的T V1=10-7s，T V2=10-2s，若要求访问时间T V达到1ms，问访问
一级存储器的命中率应是多少
⒖设Cache块为16字，对于下列2种M M结构：
⑴如果M M的访问延时为4个时钟周期，访存地址和1个字的传输时间各为1时钟个周期，数据传输后还需1个周期的恢复时
间，问这两种M M结构在Cache访问失效时的块访问时间各是多少
⑵假设Cache命中时的指令平均执行时间为周期，平均每条指令访存时间为次，Cache的命中命中率为99%，问这两种M M结
构中指令的平均执行时间。
⒗设1个任务的处理时间为64s，CPU在这段时间内始终忙于处理，I/O处理时间为
36s。为了提高系统性能，有两种方案：使CPU的速度增加1倍，或者使CPU和
I/O的处理速度同时增加1倍。计算这两种情况下的处理时间。
⒘设16 个处理器编号分别为0，1，…，15。采用单级互网互连，当互连函数分别为⑴Cube3
⑵PM2-3
⑶Shuffle
⑷Btterfly
⑸Exchange
时第11号处理器各与哪一个处理器相连。
⒙设16个处理器编号分别为0，1，…，15。采用单级互网互连，当互连函数分别为⑴Cube3
⑵PM2-3
⑶Shuffle
⑷Btterfly
⑸Exchange
时第9号处理器各与哪一个处理器相连。
⒚某模拟机有7 条机器指令，使用频度分别为：，，，，，
，。
⑴写出等长操作码编码的平均码长；
⑵构造霍夫曼树；
⑶写出只有两种码长的最短的霍夫曼扩展编码及其平均码长。
⒛某模拟机有10条机器指令，使用频度分别为：I1：，I2：，I3：，I4：，
I5：，I6：，I7：，I8：，I9：，I10：。
⑴写出等长操作码编码的平均码长；
⑵构造霍夫曼树；
⑶写出只有两种码长的最短的霍夫曼扩展编码及其平均码长。胡越民书P123
21.某模拟机有10条机器指令，使用频度分别为：I1：，I2：，I3：，I4：，
I5：，I6：，I7：，I8：，I9：，I10：。
⑴写出等长操作码编码的平均码长；
⑵构造霍夫曼树；
⑶写出只有两种码长的最短的霍夫曼扩展编码及其平均码长。
22.假定要在一个时钟速率为40MHz的标量处理机上执行一个典型测试程序，该程序
⑵根据①所得的CPI值，计算相应的MIPS速率。
⑶计算总的CPU执行时间T CPU。
23.某模拟机有9 条机器指令，使用频度分别为：I1：，I2：，I3：，I4：，
I5：，I6：，I7：，I8：，I9：
⑴写出等长操作码编码的平均码长；
⑵构造霍夫曼树；
⑶写出只有两种码长的最短的霍夫曼扩展编码及其平均码长。
24.一台流水计算机A的工作频率为25MHz，平均CPI为4。计算机B是A的改进型，
有一条5段的线性指令流水线，时钟频率为20 MHz。问：
⑴若在A和B两台计算机上执行含有100条指令的程序，则计算机B对A的加速
比是多少
⑵在执行上述程序时，计算机A和B的MIPS速率各是多少
25.
⑴写出禁止表F
⑵画出该流水线状态图，确定其最佳调度方案和最小平均流水速率。
⑶计算按此流水线调度方案执行8个任务所需的时间。
⑷计算按此流水线在执行8个任务时的吞吐率、加速比和利用率。胡越明书P229
26.某单功能非线性流水线的预约表如下：
123456789
S1**
S2***
S3*
S4**
S5**
⑴写出禁止表F和冲突向量C。
⑵画出该流水线状态图，确定其最佳调度方案和最小平均流水速率。
⑶计算按此流水线调度方案执行8个任务所需的时间。
⑷计算按此流水线在执行8个任务时的吞吐率、加速比和利用率。
27. 假定要在一个时钟速率为40MHz的标量处理机上运行具有200000条指令的目标
代码，程序中含有4种类型指令，根据程序实验结果，已知指令混合比和每种指
令的CPI如下所示：
指令类型混合比CPI
ALU43%1
Load/Store指令(Cache命中时)21%2
转移指令24%2
访存指令(Cache不命中时)12%2
①计算在单处理机上执行该程序的平均CPI。
②根据①所得的CPI值，计算相应的MIPS速率。
28 某台计算机只有Load/Store指令能对M M进行读/写操作,其他指令只能对寄存器
进行操作。根据实验的结果，已知每种指令所占的比例和CPI如下表所示：
指令类型混合比CPI
ALU43%1
Load/Store指令(Cache命中时)21%2
转移指令24%2
访存指令(Cache不命中时)12%2
②假设程序由M条指令组成，算术逻辑运算中，25%的指令两个操作数中的一个已在寄存器中，另一个必须在算术逻辑指令
执行前用Load指令从M M中读取到寄存器中。因此，有人建议增加另一种算术逻辑指令，其特点是一个操作数取自寄存器中，另一个操作数取自M M，即寄存器-存储器型。做假设这种指令的CPI等于2，同时转移指令的CPI变为3。求新指令系统的平均CPI。
胡越明P22
29.某计算机字长32位，包含两个选择通道和一个多路通道，每个选择通道上连接2
台磁盘机和2台磁带机，多路通道上连接2台行式打印机、两2台读卡机和10台
终端。假定各设备传输速率如下：
磁盘机：800KBps
磁带机：200KBps
行打机：
读卡机：
终端：1KBps
求该计算机系统的最大I/O数据传输速率。张春元P170
30. 一个字节多路通道连接有5台设备，它们的数据传输率如下表：
设备名称D1D2D3D4D5
数据传输速率(KB/s)1002010
⑴计算这个字节多路通道的实际工作流量。
⑵为了使通道能够正常上作，请设计通道的最大流量和工作周期
31. 一个字节多路通道连接D1、D2、D3、D4、D5共5台，这些设备分别每10μs、30μs、30μs、50μs和75μs向通道发出一次数据传
送的服务请求。回答下列问题：
⑴计算这个字节多路通道的实际流量和工作周期。
⑵如果设计字节多路通道的最大流量正好等于实际流量，并假定对数据传输率高
的设备，通道响应它的数据传送请求助优先级也高。5台设备在0时刻同时向通
道发出第一次传送数据的请求，并在以后的时间里按照各自的数据传输率连续
工作。画出通道分时为各台设备服务的时间关系图，并计算这个字节多路通道
处理完各台设备的第一次数据传送请求的时刻。
⑶从时间关系图上可以发现什么问题如何解决这个问题
解
⑴这个字节多路通道的实际流量为f byte＝(1/10+1/30+1/30+1/50+1/75)=s
通道助工作周期为t＝1/ f=5μs/B，包括通道选择设备的时间T s和为设备传送1
个字节所用的时间T d。
⑵5台设备向通道请求传送数据和通道为它们服务的时间关系如图所示。
向上的箭头表示设备的数据传送请求，有阴影的长方形表示通道响应设备的请
求并为设备服务所用的时间间隔，包括通道选择设备的时间和为设备传送一个
字节所用的时间，这两部分时间之和为5μs。
在图，5台设备在。时刻同时向通道发出第数据的请求．通道处理各个设备第一次请求时间如下：处理完设备D1的第一次请求的时刻为5μs。
处理完设备D2的第一次请求的时刻为10μs。
处理完设备D3的第一次请求的时刻为20μs。
处理完设备D4的第一次请求的时刻为30μs。
设备D5的第一次请求没有得到响应，直到第85Ps通道才开始响应设备D‘的服务请求，这时，设备已经发出了2个传送数据的服务请求，因此，第＝次传送的数据有可能要丢失。
⑶由图可知，当字节多路通道的最大流量与连接在这个通道上的所有设备的数据流量之和非常接近时，如果传输速度高的设备
频繁发出服务请求，并且优先得到响应，那么某些低速设备可能在很长的一段时间内得不到响应。
32.—个4段的双输入端规格化浮点加法流水线（见下图），每段经过时问10ns，输出可直接返回输入或将结果暂存下相应缓冲器中。
问最少需经多少时间能求出i
i
a
∑
=
10
1
：
⑴
在下坐标中画出完成此运算的流水线的运行时空图(横坐标每小格代表10ns，纵坐标每小格代表1个功能段)；（4分）y
⑵流水线从开始流入到结果流出这段时间的实际吞吐率T P和效率E P。（6分，每问3分）
答案
解：
⑴时空图(4分)
⑵(6分)
T P=9/17△t E P=（46+34）/ (174)=36/68=%
33.有一个流水线由四段组成，其中每当流经第三段时，总要在该段循环一次才能流到第四段(见下图)。如果每段经过一次的时间都
是Δt，现连续输入10个任务，问：
⑴当在流水线的输入端每Δt时间输入任务时，该流水线会发生什么情况{2分}
⑵画处理10个任务的时空图。（4分）
⑶求连续处理10个任务的实际吞吐率T P和效率E P。（4分，每问2分）
答案
解：⑴产生流水线的阻塞（产生流水线的停顿或断流或不连续）（2分）
⑵时空图(4分)
⑶(6分) T P=10/23△t期E P=（103+102）/ (234)=50/92= %
34. 假设一台计算机的I/O处理占10％，当其CPU性能改进到原来的10倍时，而I/O性能仅改进为原来的两倍时，则加速比是多少
答案
解：改进后I/O的运行时间是原来的1/2，CPU为原来的1/100。所以SP=1/2+100)=
35. 在一个4段的流水线处理机上需经7柏才能完成一个任务，其预约表如下表所示。
⑴分别写出延迟禁止表F、冲突向量；
⑵画出流水线状态转移图，求出最小平均延迟及流水线的最大吞吐率及其调度时的最佳方案。
时间
段号t1t2t3t4t5t6t7
S1×××
S2××
S3×
S4××
答案
解：⑴禁止表F={2，4，6}；初始冲突向量C=（101010）
⑵状态转移图
最小的平均延迟为4拍。此时流水线的最大吞吐率T pmax=1/4（任务/拍）
⑶①最佳调度方案宜选其中按(1，7)周期性助调度的方案
接(1，7)调度方案输入6个任务、全部完成的时间为1+7+1+7+1+7=24(拍)
实际吞吐率T p=6/24（任务/拍）
②若按(3、5)调度方案输入6个任务．全部完成的时间为3+5+3+5+3+7=26(拍)
调度方案平均延迟
（1，7）4
（3，5）4
（5，3）4
55
实际吞吐率T p=6/26（任务/拍）
③若按(3、5)调度方案输入6个任务．全部完成的时间为5+3+5+3+5+7=28(拍)
实际吞吐率T p=6/28
（任务/拍）可见最传的方案应当为(1，7)调度方案。
36.假设T m是主存的R/W时间，Cache的工作速度为主存的5倍，且Cache访问命中的概率为90％，则
⑴求平均访问时间。⑵采用Cache后，与单独使用主存比性能提高多少(4分)
答案
解：
⑴Cache的工作速度为主存的5倍。则Cache访问时间T C= T m/5。
T a＝×T m+×T m/5= T m (4分)
⑵性能为原来的1/＝倍，即提高了倍。(4分)
或用阿姆达尔定律求解：
57
3
5
9
9
1
1
.
.
.
S p=
+
-
=
37. 下图给出了一个非线性流水线。若有4条指令依次间隔4Δt进入流水线。请画出时空图，并求出实
际吞吐率和效率。
若要使流水线每隔2Δt流出一个结果，应减少流水线上哪个功能段的经过时间应减少到多少，方
能满足要求（10分）
答案
解：解：（共10分，时空图对了给3分。计算时公式对了而结果错了扣1分，公式错了全扣）
⑴时空图：
⑵吞吐率T p=4/(22Δt) 效率=(38Δt+42Δt)/(422Δt)=40/88=5/11
将Ⅲ号功能段时时间减少为1Δt（或Ⅲ号功能段的总通过时时间为2Δt），方能满足要求。
38. 某模拟机有9 条机器指令，使用频度分别为：I1：，I2：，I3：，I4：，I5：，I6：，I7：，I8：，I9：（10分）
⑴写出等长操作码编码的平均码长；
⑵构造霍夫曼树；
⑶写出只有两种码长的最短的霍夫曼扩展编码及其平均码长。
答案
解：解：（共10分，霍夫曼树编码不唯一，但平均码长的计算结果是唯一的，计算时公式对了而结果错了扣1分；公式错了全扣）
⑴等长操作码平均码长为4位。
⑵霍夫曼树
所以霍夫曼编码：
I1：10，I2：00，I3：1110，I4：1101，I5：1100，I6：111110，I7：11110，I8：01，I9：111111平均码长：2（++）+4（++）+5+6（+）=
⑶只有两种编码的最短霍夫曼扩展编码是
I1：00，I2：01，I8：10，I3：11000，I4：11001，I5：11010，I6：11011，I7：11100，I9：11101平均码长：2（++）+5（+++++）=2..74
四、回答问题
⒈硬件和软件在什么意义上是等效的在什么意义上又是不等效的
⒉计算机系统结构的定义是什么软件移植途径有哪些
⒊计算机系统的Flynn分类法是按什么来分类的共分哪几类
⒋将16进制数(8C5A3E00)16转换为等值的十进制数。
⒌通道分哪3种类型简述各自的工作原理
⒍CPU写Cache时，会发生Cache与主存的对应复本内容不一致的现象，有哪些解决
方法简述这些方法是如何解决Cache与主存的对应复本内容不一致的。
⒎什么是静态数据流计算机什么是动态数据流计算机
⒏多处理机与并行处理机与流水线机有什么不同
⒐人工智能计算机有哪些特征
⒑程序中数据相关性有哪几种
⒒简述指令系统设计的基本思想。P42
⒓简述指令系统设计原则和注意事项。
⒔简述MIMD与SIMD有什么不同
⒕简述需求模型工作原理。
⒖什么是归约机P235
⒗简述并行性的开发策略P184
⒘I/O子系统的性能衡量标准包括哪些P179
⒙I/O处理机的主要工作是什么P178
⒚简述并行程序设计设计语言的开发方法。哪种方法较为现实P211
⒛简述数据流计算机机工作原理。P228
21.流水线操作中有会出现哪几种相关P83
22. 简述多核处理器的主要优点。陆鑫达著第2版P338
23. 简述多核处理器的思想。陆鑫达著第2版P338
24. 在CRAY-1机上，设向量长度均为32，所用浮点功能执行部件的执行时间分别为：加法需
6拍，相乘需7拍，从存储器读数需6拍，打入寄存器及启动功能部件(包括存储器)各需
1拍。问下列指令组中指令是否可以链接哪些指令可以并行执行试说明其原因并分别计
算出指令组全部完成所需的拍数。
V0←存储器
V3←V1+V2
V4←V0*V3
V6←V4+V5
25.在CRAY-1 向量流水处理机上，加法流水线处理时间为6 拍，乘法为7 拍，取数为6 拍、求倒数为14 拍、寄存器写入及启动
功能部件各需一拍。问下列各指令组中哪些指令可以链接哪些指令不可链接哪些指令可以并行执行试说明原因并分别计算各指令组运算所需的时间，假设向量长度均为32。
V0←存储器
V1←V2 + V3
V4←V5 * V6
★答：三条指令可并行执行：执行时间= 1+7+1+31 = 40 (流水周期)
26.在CRAY－1向量流水处理机上，加法流水线处理时间为6拍，乘法为7拍，取数为6拍、求
倒数为14拍、寄存器写入及启动功能部件各需一拍。问下列指令组中哪些指令可以链接哪些指令不可链接哪些指令可以并行执行试说明原因并分别计算各指令组运算所需的时间，假设向量长度均为32（8分，每问2分）
V0←存储器
V3←V1+V2
V4←V0*V3
存储器←V4
★解：指令1，2条指令互不相关且处理时间相同，而与第3条指令相关，则第1，2条指令并行。
第1，2条指令与第3条可链接。
而指令4与指令3存在相关，可链接执行；
执行时间＝(1+6+1)+(1+7+1) +(1+6+1)+31＝56 (流水周期) ~
结构动力学作业 姓名： 学号：
目录 1.力插值法 (1) 1.1分段常数插值法 (1) 1.2分段线性插值法 (4) 2.加速度插值法 (7) 2.1常加速度法 (7) 2.2线加速度法 (9) 附录 (12) 分段常数插值法源程序 (12) 分段线性插值法源程序 (12) 常加速度法源程序 (13) 线加速度法源程序 (13)
1.力插值法 力插值法对结构的外荷载进行插值，分为分段常数插值法和分段线性插值法，这两种方法均适用于线性结构的动力反应计算。 1.1分段常数插值法 图1-1为一个单自由度无阻尼系统，结构的刚度为k ，质量为m ，位移为y (t )，施加的外力为P (t )。图1-2为矩形脉冲荷载的示意图，图中t d 表示作用的时间，P 0表示脉冲荷载的大小。 图1-1 单自由度无阻尼系统示意图 图1-2 矩形脉冲荷载示意图 对于一个满足静止初始条件的无阻尼单自由度体系来说，当施加一个t d 时间的矩形脉冲荷载，此时结构在t d 时间内的位移反应可以用杜哈梅积分得到： 0()sin ()2 (1cos )(1cos ) (0) t st st d P y t t d m t y t y t t T ωττω πω=-=-=-≤≤? (1-1) 如果结构本身有初始的位移和速度，那么叠加上结构自由振动的部分，结构的位移反应为： 02()cos sin (1cos ) (0 )st d y t y t y t t y t t T πωωω =+ +-≤≤ (1-2)
图1-3 分段常数插值法微段示意图 对于施加于结构任意大小的力，将其划分为Δt 的微段，每一段的荷载都为一个常数(每段相当于一个矩形的脉冲荷载)，如图1-3所示，则将每一段的位移和速度写成增量的形式为： 1cos t sin t (1cos t)i i i i y P y y k ωωωω +=?+ ?+-? (1-3) i+1/sin t cos t sin t i i i y P y y k ωωωωω =-?+ ?+ ? (1-4) 程序流程图如下
计算机专业类课程 实 验 报 告 课程名称：嵌入式微处理器系统及应用学院：计算机科学与工程 专业：计算机科学与技术 学生姓名：廖雪平 学号：2011060120003 指导教师：陈丽蓉 日期：2014年5月15日 电子科技大学计算机学院实验中心
电子科技大学 实验报告 实验一 实验名称：熟悉嵌入式系统软件开发工具与环境 一、实验学时：4 二、实验内容和目的： AR熟悉嵌入式系统软件开发工具与环境 M处理器指令编程基础实验 ARM处理器工作模式实验 ARM处理器异常处理实验 编写2段汇编程序，一段实现数据区的拷贝，另一段实现对第一个程序的调用，完成参数传递和返回值的传递。数据拷贝程序需要判断传递参数的正确性：源数据区和目的数据区不能重叠，如果重叠则不进行拷贝操作，并返回错误码（1），否则进行数据拷贝并返回成功码（0）。 三、实验原理： M处理器指令编程基础。 ARM处理器工作模式 ARM处理器异常处理 四、实验器材（设备、元器件） Pc机、开发板 五、实验步骤 1、了解并连接开发板。 2、运行程序熟悉环境并对开发板进行测试。 3、编写程序并调试运行 4、完成实验内容。 5、调试并撰写实验报告。 六、实验数据及结果分析： 实验代码：
实验截图： 电子科技大学计算机学院实验中心
七、实验结论、心得体会和改进建议： 实验本身不会很难，但初次开发还是不太熟练，不过本实验让我更加熟练了ARM汇编的开发，以及熟悉了ARM的开发流程以及开发环境 电子科技大学计算机学院实验中心
电子科技大学 实验报告 实验二 一、实验名称：UART串口通讯实验 二、实验学时：4 三、实验内容和目的： 1）在已有串口驱动软件及测试程序的基础上，修改测试程序，尝试对串口的各项通讯参数进行修改，并调整相应的与主机的连接配置，以便修改参数后的串口仍然 能够正常通讯； 2）通过查阅芯片手册，尝试自行实现串口的初始化函数，替代已有驱动软件库中的串口初始化函数，并通过测试程序验证自行编写的函数的正确性。 四、实验原理：UART串口通讯原理 五、实验器材（设备、元器件） pc、开发板、相关环境 六、实验步骤： 1、了解实验内容 2、修改测试程序调整连接配置以便修改参数后的串口仍然能够正常通讯 2、编写实验代码 3、测试验证自行编写的函数的正确性。 七、实验数据及结果分析： 实验代码：
结构动力学大作业 对于如下结构，是研究质量块的质量变化和在简支梁上位置的变化对整个系统模态的影响。 1 以上为一个简支梁结构。集中质量块放于梁上，质量块距简支梁的左端点距离为L. 将该简支梁简化为欧拉伯努利梁，并离散为N 个单元。每个单元有两个节点，四个自由度。 单元的节点位移可表示为： ]1122,,,e v v δθθ?=? 则单元内一点的挠度可计作： 带入边界条件： 1 3 32210)(x a x a x a a x v +++=0 1)0(a v x v ===3 322102)(L a L a L a a v L x v +++===1 10 d d a x v x ===θ2 321232d d L a L a a x v L x ++===θ1 0v a =
[]12 3 4N N N N N = 建立了单元位移模式后，其动能势能均可用节点位移表示。单元的动能为： 00111()222 l l T T T ke e e e e y E dx q N Ndxq q mq t ρρ?===??? 其中m 为单元质量阵，并有： l T m N Ndx ρ=? 带入公式后积分可得： 222215622541322413354 1315622420133224l l l l l l l m l l l l l l ρ-?? ??-??= ?? -?? ---? ? 单元势能可表示为 22 200 11()()22 2 T l l T T e pe e e e q y E EI dx EI N N dxq q Kq x ?''''== =??? 其中K 为单元刚度矩阵，并有 ()l T K EI N N dx ''''=? 2 23 2212 612664621261266264l l l l l l EI k l l l l l l l -????-??=??---??-?? 以上为单元类型矩阵，通过定义全局位移矩阵，可以得到系统刚度矩阵和系统质量矩 1 1θ=a )2(1)(3211222θθ+--=L v v L a )(1)(22122133θθ++-= L v v L a 1232133222231)(θ???? ??+-+???? ??+-=L x L x x v L x L x x v 2 2232332223θ??? ? ??-+???? ??-+L x L x v L x L x 2 4231211)()()()()(θθx N v x N x N v x N x v +++=
西北工业大学 2012年硕士研究生入学考试试题答案 试题名称：材料科学基础试题编号：832说明：所有答题一律写在答题纸上第页共页 一、简答题（每题10分，共50分） 1.请简述滑移和孪生变形的特点？ 答： 滑移变形特点： 1）平移滑动：相对滑动的两部分位向关系不变 2）滑移线与应力轴呈一定角度 3）滑移不均匀性：滑移集中在某些晶面上 4）滑移线先于滑移带出现：由滑移线构成滑移带 5）特定晶面，特定晶向 孪生变形特点： 1) 部分晶体发生均匀切变 2) 变形与未变形部分呈镜面对称关系，晶体位向发生变化 3) 临界切分应力大 4) 孪生对塑变贡献小于滑移 5) 产生表面浮凸 2.什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？ 答：由低浓度处向高浓度处扩散的现象称为上坡扩散。应力场作用、电场磁场作用、晶界内吸附作用和调幅分解反应等情况下可能发生上坡扩散。扩散驱动力来自自由能下降，即化学位降低。 3.在室温下，一般情况金属材料的塑性比陶瓷材料好很多，为什么？纯 铜与纯铁这两种金属材料哪个塑性好？说明原因。 答：金属材料的塑性比陶瓷材料好很多的原因：从键合角度考虑，金属材料主要是金属键合，无方向性，塑性好；陶瓷材料主要是离子键、共价键，共价键有方向性，塑性差。离子键产生的静电作用力，限制了滑移进行，不利于变形。 铜为面心立方结构，铁为体心立方结构，两者滑移系均为12个，但面心立方的滑移系分布取向较体心立方匀衡，容易满足临界分切应力。且面心立方滑移面的原子堆积密度比较大，因此滑移阻力较小。因而铜的塑性好于铁。 4.请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相 区中，相成分的变化规律。
材料科学与工程 1．培养目标 培养在金属材料、无机非金属材料、光电信息功能材料、电子材料与器件、复合材料领域的科学与工程方面具有较宽基础知识、从事材料设计、研究、开发和技术管理的高级工程技术人才。 2．课程设置 主要课程：材料科学基础、物理化学、材料工程基础、材料现代研究方法、金属材料、光电材料、功能材料、复合材料、电子技术与控制、计算机系列课程等。 3．深造与就业方向 毕业生可继续攻读本专业及相关专业的硕士研究生，近三年本科考取研究生比例60%以上。 毕业生就业实行双向选择，毕业后可到研究所、企业从事科学研究、设计、生产管理、工程技术应用及高等院校的教学工作。 4．学制/学位 本科四年制/工学学士 材料科学与工程专业四年制本科培养方案 Cultivating Scheme of 4-year Undergraduate Course- Material and Enginee ring Speciality 一、培养目标 本专业培养具备金属材料及无机非金属材料科学与工程方面的知识，能在材料制备、成型加工、材料结构研究与分析等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。
Ⅰ.Scheme Objectives The objectives of this scheme are to provide students of this major with t he technology and engineering knowledge of metal and inorganic-nonmetal mat erials, in order to make them outstanding engineers who are capable of underta king works of science research, technique and appliance design, manufacturing process management. 二、培养要求 本专业学生主要学习材料科学及各类材料加工工艺的基础理论与技术和有关设备的设计方法，受到现代机械工程师的基本训练，具有从事材料制备、加工成型研究、进行各类材料加工工艺及设备设计、生产组织管理的基本能力。Ⅱ.Requirements Students of this speciality shall learn the basic theories of material science and methods of material processing and how to design related equipment. The y also shall be trained to be modern mechanic engineers who are capable of d oing research works about material fabricating, forming, processing and related equipment design. At same time, they also should have the ability of fundame ntal management of manufacture process. 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： Student of this major must fulfill the following requirements: （1）具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力； （2）具有较系统地掌握本专业领域宽广的理论基础知识，主要包括材料科学、力学、机械学、电工与电子技术、计算机系列课程、热加工工艺基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识； （3）具有本专业必需的计算、测试、文献检索能力和基本工艺操作等基本技能及较强的计算机和外语应用能力；
金艳霞通信2班201203110210 实验五Linux交叉编译平台 一、实验目的 1.掌握一些基本的linux读写操作 2.利用vcc编译c程序 3.通过nfs挂载到实验箱中，利用交叉编译执行文件 二．实验设备 1.Arm9试验箱 2.Pc机 3.Linux系统服务器 三．实验过程及实验结果 1.连接电脑箱 2.设置交叉编译环境 启动putty.exe 登陆192.168.1.116 3.添加软件包至实验目录： ①[shiyan@localhost ~]$ cd /home/shiyan ②[shiyan@localhost ~]$ tar –zxvf arm-linux-gcc-3.4.4-glib-2.3.5-static.tar.gz tar -zxvf arm-linux-gcc-3.4.4-glib-2.3.5-static.tar.gz ③[shiyan@localhost201203110210] $export PATH=$PATH:/home/shiyan/201203110210/opt/crosstool/arm-linux/gcc-3.4.4-glib-2. 3.5/arm-linux/bin ④[shiyan@localhost 201203110210]$ set OSTYPE=linux-gnu PATH=/usr/lib/qt-3.3/bin:/usr/kerberos/bin:/usr/local/bin:/bin:/usr/bin:/home/shiya n/bin:/home/shiyan/opt/crosstool/arm-linux/gcc-3.4.4-glibc-2.3.5/arm-linux/bin:/ho me/shiyan/opt/crosstool/arm-linux/gcc-3.4.4-glibc-2.3.5/arm-linux/bin:/home/shiyan /opt/crosstool/arm-linux/gcc-3.4.4-glibc-2.3.5/arm-linux/bin 可以看出路径已添加 ⑤[shiyan@localhost 201203110210]$ arm-linux-g再按tab arm-linux-g++ arm-linux-gcc arm-linux-gcc-3.4.4 arm-linux-gccbug arm-linux-gcov ⑥[shiyan@localhost 201203110210]$ arm-linux-gcc arm-linux-gcc: no input files 此时出错，无此文件 3.测试程序 ①创建hello.c [shiyan@localhost ~]$ vi hello.c
材料性能学 第一章材料单向静拉伸的力学性能 一、名词解释。 1.工程应力:载荷除以试件的原始截面积即得工程应力σ，σ=F／A0。 2.工程应变：伸长量除以原始标距长度即得工程应变ε，ε=Δl／l0。 3.弹性模数：产生100％弹性变形所需的应力。 4.比弹性模数（比模数、比刚度）：指材料的弹性模数与其单位体积质量的比值。（一般适用于航空业） 5.比例极限σp：保证材料的弹性变形按正比关系变化的最大应力，即在拉伸应力—应变曲线上开始偏离直线时的应力值。 6.弹性极限σe：弹性变形过渡到弹-塑性变形（屈服变形）时的应力。 7.规定非比例伸长应力σp：即试验时非比例伸长达到原始标距长度(L0)规定的百分比时的应力。 8.弹性比功(弹性比能或应变比能) a e: 弹性变形过程中吸收变形功的能力，一般用材料弹性变形达到弹性极限时单位体积吸收的弹性变形功来表示。 9.滞弹性：是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。 10.粘弹性：是指材料在外力作用下，弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。 11.伪弹性：是指在一定的温度条件下，当应力达到一定水平后，金属或合金将产生应力诱发马氏体相变，伴随应力诱发相变产生大幅的弹性变形的现象。 12.包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形（1-4%），然后再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 13.内耗：弹性滞后使加载时材料吸收的弹性变形能大于卸载时所释放的弹性变形能，即部分能量被材料吸收。（弹性滞后环的面积） 14.滑移：金属材料在切应力作用下,正应力在某面上的切应力达到临界切应力产生的塑变,即沿一定的晶面和晶向进行的切变。 15.孪生：晶体受切应力作用后,沿一定的晶面(孪生面)和晶向(孪生方向)在一个区域内连续性的顺序切变,使晶体仿佛产生扭折现象。 16.塑性：是指材料断裂前产生塑性变形的能力。 17.超塑性：在一定条件下，呈现非常大的伸长率(约1000％)，而不发生缩颈和断裂的现象。 18.韧性断裂：材料断裂前及断裂过程中产生明显的塑性变形的断裂过程。 19.脆性断裂：材料断裂前基本上不产生明显的宏观塑性变形，没有明显预兆，往往表现为突然发生的快速断裂过程。 20.剪切断裂：材料在切应力的作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。 21.解理断裂：在正应力的作用下，由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂。 22.韧性：是材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 23.银纹：聚合物材料在张应力作用下表面或内部出现的垂直于应力方向的裂隙。当光线照射到裂隙面的入射角超过临界角时，裂隙因全反射而呈银色。 24.河流花样：在电子显微镜中解理台阶呈现出形似地球上的河流状形貌，故名河流状花样。 25.解理台阶：解理断裂断口形貌中不同高度的解理面之间存在台阶称为解理台阶。 26.韧窝：微孔聚集形断裂后的微观断口。 27.理论断裂强度：在外加正应力作用下，将晶体中的两个原子面沿着垂直于外力方向拉断所需的应力称为理论断裂强度。 28.真实断裂强度：用单向静拉伸时的实际断裂拉伸力Fk除以试样最终断裂截面积Ak所得应力值。 29.静力韧度：通常将静拉伸的σ——ε曲线下所包围的面积减去试样断裂前吸收的弹性能。 二、填空题。 1. 整个拉伸过程的变形可分为弹性变形，屈服变形，均匀塑性变形，不均匀集中塑性变形四个阶段。 2. 材料产生弹性变形的本质是由于构成材料原子（离子）或分子自平衡位置产生可逆位移的反应。 3. 在工程中弹性模数是表征材料对弹性变形的抗力，即材料的刚度，其值越大，则在相同应力下产生的弹性变形就越小。
实验报告 （ 2011 / 2012 学年第二学期） 课程名称ARM嵌入式系统原理与开发 实验名称嵌入式Linux交叉开发环境建立与程序开发实验时间2012 年 6 月21 日指导单位计算机学院 指导教师王诚 学生姓名颜泽鑫班级学号B09011027 学院(系) 通信与信息工程专业电子信息工程
实验一、熟悉Linux开发环境 实验目的： 熟悉Linux开发环境，学会基于S3C2410的Linux开发环境的配置和使用，学习使用Linux操作系统的常用命令。使用Linux的armv4l-unknown-linux-gcc编译，使用基于NFS方式的下载调试，了解嵌入式开发的基本过程。 实验内容与要求： 使用Redhat Linux 9.0操作系统环境，安装ARM-Linux的开发库及编译器。创建一个新目录，并在其中编写hello.c和Makefile文件。学习在Linux下的编程和编译过程，以及ARM开发板的使用和开发环境的设置。下载已经编译好的文件到目标开发板上运行。 学会集成环境的安装与开发。 实验设备及工具（包括软件调试工具）： 硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式实验平台、PC机Pentium 500以上, 硬盘10GB以上。 软件：PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0＋MINICOM＋ARM-LINUX开发环境。 实验过程： 运行PC机上的Linux系统，进入系统后，建立工作目录，所用语句如下：[root@zxt smile]# mkdir hello [root@zxt smile]# cd hello 编写的hello.c如下： #include
西北工业大学 2004年硕士研究生入学考试试题 试题名称：材料科学基础（A 卷） 试题编号：832 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 2 页 一、简答题：（共40分，每小题8分） 1.请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？ 2.请简述影响扩散的主要因素有哪些。 3.临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？ 4.有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？ 5.合金强化途径有哪些？各有什么特点？ 二、计算作图题（共60分，每小题12分） 1.求]111[和]120[两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。 2.氧化镁（MgO ）具有NaCl 型结构，即具有O2-离子的面心立方结构。问： 1）若其离子半径 +2Mg r =，-2O r ＝，则其原子堆积密度为多少？ 2）如果+2Mg r /-2O r ＝，则原子堆积密度是否改变？ 3.已知液态纯镍在×105 Pa （1大气压），过冷度为319 K 时发生均匀形核， 设临界晶核半径为1nm ，纯镍熔点为1726 K ，熔化热ΔHm＝18075J/mol ， 摩尔体积Vs ＝mol ，试计算纯镍的液－固界面能和临界形核功。 4.有一钢丝（直径为1mm ）包复一层铜（总直径为2mm ）。若已知钢的屈服强 度σst ＝280MPa ，弹性模量Est ＝205GPa ，铜的σCu ＝140MPa ，弹性模量E Cu ＝110GPa 。问： 1）如果该复合材料受到拉力，何种材料先屈服？ 2）在不发生塑性变形的情况下，该材料能承受的最大拉伸载荷是多少？ 3）该复合材料的弹性模量为多少？ 三、综合分析题：（共50分，每小题25分） 1.某面心立方晶体的可动滑移系为]101[ )111(、 。
第一章 单自由度系统 1.1 总结求单自由度系统固有频率的方法和步骤。 单自由度系统固有频率求法有：牛顿第二定律法、动量距定理法、拉格朗日方程法和能量守恒定理法。 1、 牛顿第二定律法 适用围：所有的单自由度系统的振动。 解题步骤：（1） 对系统进行受力分析,得到系统所受的合力； （2） 利用牛顿第二定律∑=F x m ,得到系统的运动微分方程； （3） 求解该方程所对应的特征方程的特征根，得到该系统的固有频率。 2、 动量距定理法 适用围：绕定轴转动的单自由度系统的振动。 解题步骤：（1） 对系统进行受力分析和动量距分析； （2） 利用动量距定理J ∑=M θ ,得到系统的运动微分方程； （3） 求解该方程所对应的特征方程的特征根，得到该系统的固有频率。 3、 拉格朗日方程法： 适用围：所有的单自由度系统的振动。 解题步骤：（1）设系统的广义坐标为θ，写出系统对于坐标θ的动能T 和势能U 的表达式；进一步写求出拉格朗日函数的表达式：L=T-U ； （2）由格朗日方程 θ θ??-???L L dt )( =0，得到系统的运动微分方程； （3） 求解该方程所对应的特征方程的特征根，得到该系统的固有频率。 4、 能量守恒定理法 适用围：所有无阻尼的单自由度保守系统的振动。
解题步骤：（1）对系统进行运动分析、选广义坐标、写出在该坐标下系统的动能T 和势能U 的表达式；进一步写出机械能守恒定理的表达式 T+U=Const （2）将能量守恒定理T+U=Const 对时间求导得零,即0) (=+dt U T d ，进一步得到系统的运动微分方程； （3） 求解该方程所对应的特征方程的特征根，得到该系统的固有频率。 1.2 叙述用衰减法求单自由度系统阻尼比的方法和步骤。 用衰减法求单自由度系统阻尼比的方法有两个：衰减曲线法和共振法。 方法一：衰减曲线法。 求解步骤：（1）利用试验测得单自由度系统的衰减振动曲线，并测得周期和相邻波峰和波谷的幅值i A 、1+i A 。 （2）由对数衰减率定义 )ln( 1 +=i i A A δ， 进一步推导有 2 12ζ πζδ-= ， 因为ζ较小， 所以有 π δζ2= 。 方法二：共振法求单自由度系统的阻尼比。 （1）通过实验，绘出系统的幅频曲线， 如下图：
中国地质大学(北京) 实验报告 课程名称：嵌入式系统 实验名称：嵌入式 Linux Socket编程 姓名：程维安 学号: 1010122231 班级： 10101222 指导教师：曾卫华 评分： 实验时间：二零一六年四月
实验题目：嵌入式Linux Socket编程 一、实验目的 通过实验熟悉Linux环境，掌握Linux串口和网络应用程序开发。学会串口的设置，串口数据收发处理，阻塞型I/O和非阻塞型I/O，SOCKET套接字，多线程编程基础，Server和Client端程序设计。 二、实验内容和步骤 1.4.4.3交叉编译工具的PATH已经生效，在任意目录下能够执行arm-linux-gcc –v； 2.nfs网络文件系统的配置： ○1打开nfs1175.exe； ○2配置板子ip，使其和电脑ip在同一个网段（使用命令ifconfig eth0 115.25.74.176 netmask 255.255.255.0）； ○3挂载：在板子上运行 #mount -t nfs -o nolock 115.25.74.175:/d/share_vm /mnt/nfs ○4使用 cd /mnt/nfs 进入nfs共享目录，ls 显示共享目录下的文件； 3.仔细阅读提供的代码server.c和client.c Target为服务器，Ubuntu为客户端； 4．交叉编译server.c、本地编译client.c(因为用到多线程编程，在编译语句后面加上 -lpthread)； 5.在板子上运行server可执行文件：#cd /mnt/nfs#ls -l server 看看前面的字串里面有没有“x”， 如没有则表明没有可执行的权限，需要用命令加入server的执行权限：#chmod 777 server，运行server 代码 #./server； 6.在ubuntu上运行client程序：#./client 115.25.74.176； 7．观察服务器端和客户端的提示信息。 三、程序流程框图和源码 1.流式套接字工作过程，如图1所示
第七章影响线 一判断题 1. 图示梁AB与A0B0，其截面C与C0弯矩影响线和剪力影响线完全相同。（X） 题1图题2图 2. 图示结构Q E影响线的AC段纵标不为零。（X） 3. 图示梁K截面的M K影响线、Q K影响线形状如图a、b所示。 4. 图示梁的M C影响线、Q C影响线形状如图a、b所示。 5. 图示梁的M C影响线、M B影响线形状如图a、b所示。 6. 图示结构M B影响线的AB段纵标为零。 7. 图示梁跨中C截面弯矩影响线的物理意义是荷载P=1作用在截面C的弯矩图形。（X） 8. 用静力法作静定结构某量值的影响线与用机动法作该结构同一量值的影响线是不等价 的。（X） 9. 求某量值影响线方程的方法，与恒载作用下计算该量值的方法在原理上是相同的。（√） 10. 影响线是用于解决活载作用下结构的计算问题，它不能用于恒载作用下的计算。（X） 11. 移动荷载是指大小，指向不变，作用位置不断变化的荷载，所以不是静力荷载。（X） 12. 用静力法作影响线，影响线方程中的变量x代表截面位置的横坐标。（X） 13. 表示单位移动荷载作用下某指定截面的内力变化规律的图形称为内力影响线。（√） 14. 简支梁跨中截面弯矩的影响线与跨中有集中力P时的M图相同。（X） 15. 简支梁跨中C截面剪力影响线在C截面处有突变。（√） 16. 绝对最大弯矩是移动荷载下梁的各截面上最大的弯矩。（√） 17. 静定结构及超静定结构的内力影响线都是由直线组成。（X） 18. 图示结构Q C影响线的CD段为斜直线。 19. 图示结构K断面的剪力影响线如图b所示。（√） 题19图 20. 用机动法作得图a所示Q B左结构影响线如图b。 题20图题21图 21. 图示结构a杆的内力影响线如图b所示 22. 荷载处于某一最不利位置时，按梁内各截面得弯矩值竖标画出得图形，称为简支梁的弯
西北工业大学 2011年硕士研究生入学考试试题参考答案 试题名称：材料科学基础（A卷）试题编号：832 说明：所有答题一律写在答题纸上第 1 页共 7 页 一、简答题（每题10分，共50分） 1.请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、 螺位错的主要特征。 答：刃型位错： 1)1晶体中有一个额外原子面，形如刀刃插入晶体 2)2刃位错引起的应力场既有正应力又有切应力。 3)3位错线可以是折线或曲线, 但位错线必与滑移（矢量）方向垂直 4)4滑移面惟一 5)5位错线的移动方向与晶体滑移方向平行（一致） 6)6位错线与柏氏矢量垂直 螺型位错： 1)1上下两层原子发生错排，错排区原子依次连接呈螺旋状 2)2螺位错应力场为纯切应力场 3)3螺型位错与晶体滑移方向平行，故位错线一定是直线 4)4螺型位错的滑移面是不惟一； 5)5位错线的移动方向与晶体滑移方向相互垂直。 6)6位错线与柏氏矢量平行 2.何谓金属材料的加工硬化？如何解决加工硬化对后续冷加工带来的困 难？ 答：随变形量增大，强度硬度升高，塑形下降的现象。软化方法是再结晶退火。 3.什么是离异共晶？如何形成的？ 答：在共晶水平线的两个端部附近，由于共晶量少，领先相相依附在初
生相上，另一相独立存在于晶界，在组织学上失去共晶体特点，称为离异共晶。有时，也将端部以外附近的合金，在非平衡凝固时得到的少量共晶，称为离异共晶。 4. 形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。 答：只有置换固溶体才可能形成无限固溶体。且两组元需具有相同的晶体结构、相近的原子半径、相近的电负性、较低的电子浓度。原因：溶质原子取代了溶剂原子的位置，晶格畸变较小，晶格畸变越小，能量越低。电负性相近不易形成化合物。电子浓度低有利于溶质原子溶入。 5. 两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni ，另一个含 50%Ni ，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？ 答：50%Ni 的偏析严重，因为液固相线差别大，说明液固相成分差别大，冷速较快不容易达到成分均匀化。 二、 作图计算题（每题15分，共60分） 1、写出{112}晶面族的等价晶面。 答： )21()12()11()211()12()11( )211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++= 2、 请判定下列反应能否进行：]001[]111[2]111[2a a a →+ 答：几何条件： ]001[]002[2 ]111[2]111[2a a a a ==+，满足几何条件 能量条件： ( )2 2 2 2 2 2 32 2 2222 2222 2 211 004311121)1()1(2a a b a a a b b =++==?? ? ??+++??? ??+-+-=+ 不满足能量条件，反应不能进行。
1． 有关晶面及晶向附图2.1所示。 2． 见附图2.2所示。 3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。 {110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。
{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。 )121()112()112()211()112()121( ) 211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++= 共12个等价面。 4． 单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。 6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。 Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。 7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。 8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。 9． 9. 0.4×10-18/个原子。 10． 1.06×1014倍。 11． (1) 这种看法不正确。在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。 (2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。 12． (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de 位 错线平行。 (2)在上述切应力作用下，位错线de 将向左(或右)移动，即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。在位错线沿滑移面旋转360°后，在晶体表面沿柏氏矢量方向产生宽度为一个b 的台阶。
结构动力学试题 2016年4月 重庆交通大学结构工程硕士研究生考试 1.试述结构动力问题和静力问题的主要区别（10分） 答：结构静力学相比，动力学的复杂性表现在： （1）动力问题具有随时间而变化的性质； （2）数学解答不是单一的数值，而是时间的函数； （3）惯性力是结构内部弹性力所平衡的全部荷载的一个重要部分； （4）引入惯性力后涉及到二阶微分方程的求解； （5）需考虑结构本身的动力特性：刚度分布、质量分布、阻尼特性分布的影响。 2.什么是结构动力系统的阻尼？一般结构系统的阻尼有何特性？在结构分析中 阻尼问题的处理方法有哪些？（20分） 答：（1）结构在震动过程中的能量耗散作用称为阻尼； （2）阻尼的特性：a、阻尼耗能与质量（反映附属部分大小）和刚度（反映位移大小）有关。b、难以采用精确的理论分析方法； （3）对于多自由度体系：在结构动力分析中，通常从系统响应这个角度来考虑阻尼，而且能量的损耗是由外界激励来平衡的。一个振动系统可能存在多种不同类型的阻尼，一般来说，要用数学的方法来精确描述阻尼目前是比较困难的。因此，人们根据经验提出了一些简化模型，常用的阻尼模型有黏性阻尼和结构阻尼。黏性阻尼系统：黏性阻尼的特点是阻尼力和运动速度成真封闭。 在用振型叠加法进行分析时，能否将联立的运动方程化为解耦的一系列单自由度运动方程，将取决于阻尼矩阵的性质，即结构的振型是否关于阻尼阵满足正交条件。如果满足阻尼阵的正交条件，则采用振型叠加法分析时，就可以把多自由度体系的动力反应问题化为一系列单自由度问题求解；如果不满足阻尼阵的正交条件，则对位移向量用振型展开后，关于振型坐标的运动方程成为耦联的，必须联立求解，与解耦方程相比，增加了难度和计算量。 3.试述多自由度体系振型矩阵关于质量矩阵和刚度矩阵的正交性的意义，并写出广义正交性的表达式且加以证明。（20分） 答：（1）由振型关于质量、刚度正交性公式可知，i振型上的惯性力在j振型上作的虚功为0。由此可知，既然每一主振型相应的惯性力在其他主振型上不做功，那么它的振动能量就不会转移到别的主振型上去。换句话说，当一个体系只按某一主振型振动时，不会激起其他主振型的振动。这说明各个主振型都能单独出现，彼此线性无关。这就是振型正交的物理意义。一是可用于校核振型的正确性；二是在已知振型的条件下，可以通过折算质量与折算刚度计算对应的频率。而更主要的是任一同阶向量均可用振型的线性组合来表示，在受迫振动分析中，利用振型的正交性，在阻尼矩阵正交的假设下可使运动方程解藕. （2）振型正交性的证明在Clough书中应用的是Betti互易定理，就像D’Alember 原理一样考虑了惯性力，是运动学中功的互等定理。实际振型正交性的证明可
《嵌入式系统导论》实验报告 学院： 学号： 姓名： 上海工程技术大学 电子电气工程学院
实验一 GPIO（按键和LED）实验 一、实验要求 1 、掌握基于STM32F103微控制器的嵌入式系统、仿真器和开发用PC机之间的连接方法，能够搭建基于STM32F103微控制器的嵌入式系统交叉开发环境。 2 、熟悉常用的嵌入式开发工具KEIL MDK或IAR EWARM的操作环境和基本功能（包括编辑、编译、链接、调试和下载等），学会创建、配置和管理STM32工程，掌握嵌入式程序的基本调试方法，学会使用逻辑分析仪窗口和外设窗口等信息窗口调试嵌入式程序。 3 、理解LED和按键的构件原理，学会设计它们与微控制器间的接口电路 4 、掌握STM32F103微控制器GPIO的工作原理，熟悉STM32的GPIO库函数 5 、学会使用STM32的GPIO库函数在KEIL MDK或IAR EWARM下开发基于LED和按键的简单嵌入式应用程序 二、实验环境 1 、硬件： ALIENTEK STM32F103嵌入式开发板 2 、软件： KEIL MDK或IAR EWARM 三、实验内容 1 、流水灯实验一： 在KEIL MDK或IAR EWARM 中建立STM32工程，并使用GPIO库函数和延时循环设计基于无限循环架构的嵌入式应用程序，使开发板上的红色LED以一定周期闪烁。 采用软件仿真的方式调试程序，通过“Logic Analyzer”，观察程序模拟运行时连接红色LED的引脚PA8上的输出波形。 采用硬件下载的方式调试程序，观察程序下载硬件运行时红色LED的闪烁情况。 2 、按键控制LED实验： 在KEIL MDK或IAR EWARM 中建立STM32工程，并使用GPIO库函数设计基于无限循环架构的嵌入式应用程序，实现以下功能：当按键KEY0按下时，目标板上红色LED点亮；当按键KEY0释放时，目标板上红色LED熄灭。 采用软件仿真的方式调试程序，通过“Logic Analyzer”和“Peripherals→GPIOC”，观察程序模拟运行时连接红色LED的引脚PA8和连接按键KEY0的PC5上的输出波形。 采用硬件下载的方式调试程序，观察程序下载硬件运行时按键KEY0按下和释放时红色LED的点亮和熄灭情况。 四、硬件设计 1 、发光二极管（红色LED）、按键（KEY0）与嵌入式微控制器（STM32F103）的接口电路
结构动力学大作业（威尔逊- 法） ： 学号： 班级： 专业：
威尔逊-θ法原理及应用 【摘要】在求解单自由度体系振动方程时我们用了常加速度法及线加速度法等数值分析方法。在多自由度体系中，也有类似求解方法，即中心差分法及威尔逊-θ法。实际上后两种方法也能求解单自由度体系振动方程。对于数值方法，有三个重要要求：收敛性、稳定性及精度。本文推导了威尔逊-θ法的公式，并利用MATLAB 编程来研究单自由度体系的动力特性。 【关键词】威尔逊-θ法 冲击荷载 阻尼比 【正文】威尔逊-θ法可以很方便的求解任意荷载作用下单自由度体系振动问题。实际上，当 1.37θ>时，威尔逊-θ法是无条件收敛的。 一、威尔逊-θ法的原理 威尔逊-θ法是线性加速度法的一种拓展（当1θ=时，两者相同），其基本思路和实现方法是求出在时间段[],t t t θ+?时刻的运动，其中1θ≥，然后通过插得到i t t +?时刻的运动（见图 1.1）。 图 1.1 1、公式推导 推导由t 时刻的状态求t t θ+?时刻的状态的递推公式： 对τ积分
{}{}{}{}{}{})(623 2 t t t t t t t y y t y y y y &&&&&&&-?+++=?++θτ θτττ {}{}{}{}{})2(6)(2t t t t t t t y y t y t y y &&&&&+?+?+=?+?+θθθθ {}{}{}{}{}t t t t t t t y y t y y t y &&&&&26 )()(62-?--?=?+?+θθθθ []{}{} {}[]{}{}{}[]{}{}{})223()26)(6( )(2t t t t t t t t t t y t y y t c y y t y t m P P P R &&&&&&?++?++?+?+-+=?+θθθθθ 2、MA TLAB 源程序： clc;clear; K=input('请输入结构刚度k(N/m)'); M=input('请输入质量(kg)'); C=input('请输入阻尼(N*s/m)'); t=sym('t');%产生符号对象t Pt=input('请输入荷载); Tp=input('请输入荷载加载时长(s)'); Tu=input('请输入需要计算的时间长度(s) '); dt=input('请输入积分步长(s)'); Sita=input('请输入θ'); uds=0:dt:Tu;%确定各积分步时刻 pds=0:dt:Tp; Lu=length(uds); Lp=length(pds); if isa(Pt,'sym')%荷载为函数 P=subs(Pt,t,uds); %将荷载在各时间步离散 if Lu>Lp P(Lp+1:Lu)=0; end elseif isnumeric(Pt)%荷载为散点 if Lu<=Lp
实验一熟悉嵌入式系统开发环境 一、实验目的： 1．熟悉嵌入式系统硬件实验平台 2．掌握超级终端配置方法。 3. 掌握嵌入式系统开发环境配置，ARM-Linux下NFS服务器的配置方法 4. 掌握常用的 Linux下shell命令 二、实验设备及工具： 硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式实验仪、PC机pentumn500以上、硬盘40G以上、内存大于256M。 软件：PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0 、MINICOM 、AMRLINUX开发环境 三、实验内容 : (1)掌握嵌入式系统实验平台上的各类借接口的位置； (2)配置windows的超级终端，熟悉vivi的命令行，bootload、kernel、root 和用户程序的介绍； (3)配置linux的终端，配置网络服、Ip地址，开发目录共享，挂载等。 四、实验步骤： 1.掌握嵌入式系统实验平台上的各类接口的位置 UP-TECH S2410/P270 DVP 的硬件配置如表 1.2.1 所示 实物如图 1.2.1 所示：
2.配置windows的超级终端，熟悉vivi的命令行，bootload、kernel、root 和用户程序的介绍； 1）配置windows的超级终端： a)用串口线将 PC 机与 ARM 开发板连接好后，将 UP-TECH S2410、P270 DVP 开发板 开机，然后点击 PC 机上的开始“菜单”然后找到“附件”中“通讯”选项中的“超级终端”， b)然后在超级终端里进行配置，在“名称”中输入要建立的超级终端的名字。 c)在“连接时使用”一栏选择可用的串口号，（这里根据自己的实际情况进行选择）。 d)在“每秒位数”中选择“115200”，“数据流控制”选择“无”，然后点击“确定”按 钮，设置完毕。 2）学习并掌握如下命令： ls，cd ，pwd，cat，more，less，mkdir，rmdir ，rm，mv，cp，tar，ifconfig 3. Linux下minicom的使用与程序挂载 a)打开虚拟机，启动linux； b)新建终端，输入minicom来启动实验箱；