西北工业大学网络教育学院
2018年4月大作业（附答案）学习中心：课程名称：机械设计
操作系统 一、1.什么是操作系统？从资源管理看操作系统的功能有哪些？答：(1).操作系统是一个系统软件，它能有效地管理和控制计算机系统中的各种硬件和软件资源、合理组织计算机的工作流程，方便用户使用的程序和数据的集合。 (2).a.处理机管理：分配和控制处理机 b.存储器管理：分配及回收内存 c. I/O(Input/Output)设备管理：I/O分配与操作 d.文件管理：文件存取、共享和保护（详见课本P2-3） 2.什么叫并发性？什么叫并行性？ 答：并发性：两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生。 并行性：两个或两个以上事件在同一时刻发生。 3.试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。 答：及时性：实时系统要求更高 [分时系统:秒级(一般情况）实时系统: 微秒级甚至更小] 交互性：分时系统交互性更强 可靠性：实时系统要求更高（详见课本P9和P11） 三、1.在操作系统中为什么要引入进程的概念？它与程序的区别和联系是怎样的？ 答：（1）程序在并发执行方式下，运行时具有异步性的特征，“程序”这个静态概念已经不足以描述程序的执行过程。这样，就需要一个数据结构PCB来记录程序的状态，以及控制其状态转换所需的一些信息。因此，将PCB、程序、数
据三者组成一个完整的实体，就是进程实体。进程是程序的一次执行，引入进程的概念，便于操作系统对于程序的运行进行控制。 （2）区别：1）程序是指令的有序集合，是静态的，进程是程序的执行，是动态的。2）进程的存在是暂时的，程序的存在是永久的。3）进程的组成应包括程序和数据。除此之外，进程还应由记录进程状态信息的“进程控制块”组成。 联系：程序是构成进程的组成部分之一，一个进程的运行目标是执行它所对应的程序。如果没有程序，进程就失去了其存在的意义。从静态的角度看，进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。 2.什么是进程的互斥与同步？ 答：进程互斥：指两个或两个以上的进程由于竞争资源而形成的制约关系。 进程同步：指两个或两个以上的进程由于某种时序上的限制而形成的相互合作的制约关系。 3.一个进程进入临界区的调度原则是什么？ 答：①如果有若干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。②任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。③进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区。④如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现“忙等”现象。 4.说明进程的结构、特征和基本状态。 答：进程是程序在其数据集合上的一次运行活动，是资源分配和独立调度的基本单位。进程由程序、数据和进程控制块组成 进程的特征：动态性、并发性、独立性、异步性
西北工业大学 《信号与系统》实验报告 西北工业大学
a. 上图分别是0 b. 以上是代码，下图是运行结果 由上图可看出，图上一共有3个唯一的信号。当k=1和k=6的时候的图像是一样的。因为档k= 1时，wk=(2*PI)/5,k=6时，wk=2PI+(2*PI)/5,即w6 = 2PI+w1，因为sin函数的周期是2PI，所以他俩的图像是一样的 c.代码如下： 图像如下： 可得出结论：如果2*pi/w0不是有理数，则该信号不是周期的 1.3离散时间信号时间变量的变换 a. nx=[zeros(1,3) 2 0 1 -1 3 zeros(1,3)];图像如下： b. 代码如下： x=zeros(1,11); x(4)=2; x(6)=1; x(7)=-1; x(8)=3; n=-3:7; n1=n-2; n2=n+1; n3=-n; n4=-n+1; y1=x； y2=x； y3=x； y4=x； c: 代码和结果如下结果 下图是结果图 第四章 平面机构的力分析 题4-7 机械效益Δ是衡量机构力放大程度的一个重要指标，其定义为在不考虑摩擦的条件下机构的输出力（力矩）与输入力（力矩）之比值，即Δ=d r d r F F M M //=。试求图示各机构在图示位置时的机械效益。图a 所示为一铆钉机，图b 为一小型压力机，图c 为一剪刀。计算所需各尺寸从图中量取。 （a ） (b) (c) 解：(a)作铆钉机的机构运动简图及受力 见下图（a ） 由构件3的力平衡条件有：02343=++R R r F F F 由构件1的力平衡条件有：04121 =++d R R 按上面两式作力的多边形见图（b ）得 θcot ==?d r F F （b ）作压力机的机构运动简图及受力图见（c ） 由滑块5的力平衡条件有：04565=++R R F F G 由构件2的力平衡条件有：0123242 =++R R R 其中 5442R R = 按上面两式作力的多边形见图（d ），得t F G = ? (c) 对A 点取矩时有 b F a F d r ?=? a b =? 其中a 、b 为F r 、F d 两力距离A 点的力臂。t F G = ? (d) (a) (b)d r R41 F R43 F d G 题4-8 在图示的曲柄滑块机构中，设已知l AB=0.1m，l BC=0.33m，n1=1500r/min（为常数），活塞及其附件的重量G3=21N，连杆质量G2=25N，J S2=0.0425kg·m2，连杆质心S2至曲柄销B的距离l BS2=l BC/3。试确定在图示位置时活塞的惯性力以及连杆的总惯性力。 解：1) 选定比例尺, 绘制机构运动简图。(图(a) ) 2(b) 4-1 (c) 3) 确定惯性力 活塞3 连杆2 （顺时针） (图(a) ) 实验四进程与线程一、实验目的 （1）理解进程的独立空间； （2）理解线程的相关概念。 二、实验内容与要求 1、查阅资料，掌握进程创建和构造的相关知识和线程创建和构造的相关知 识，了解C语言程序编写的相关知识； 2、理解进程的独立空间的实验内容及步骤 （1）编写一个程序，在其 main（）函数中定义一个变量 shared，对其进行循环加/减操作，并输出每次操作后的结果； （2）使用系统调用 fork（）创建子进程，观察该变量的变化； （3）修改程序把 shared变量定义到 main（）函数之外，重复第（2）步操作，观察该变量的变化。 3、理解线程的实验步骤 （1）编写一个程序，在其 main（）函数中创建一个（或多个）线程，观察该线程是如何与主线程并发运行的。输出每次操作后的结果； （2）在 main()函数外定义一个变量shared（全局变量），在main()中创建一个线程，在 main()中和新线程shared进行循环加/减操作，观察该变量的变化； （3）修改程序把shared变量定义到 main（）函数之内，重复第（2）步操作，观察该变量的变化。 4、对整个实验过程进行分析总结，给出详细步骤； (1) 观察上述进程执行结果，并分析原因； (2) 提交源程序清单，并附加流程图与注释。 三、实验过程 1、进程的与线程的创建和构造 (1).进程的创建和构造 进程简单来说就是在操作系统中运行的程序，它是操作系统资源管理的最小单位。但是进程是一个动态的实体，它是程序的一次执行过程。进程和程序的区别在于：进程是动态的，程序是静态的，进程是运行中的程序，而程序是一些保存在硬盘上的可执行代码。 新的进程通过克隆旧的程序（当前进程）而建立。fork()和clone()（对于线程）系统调用可用来建立新的进程。 （2）线程的创建和构造 线程也称做轻量级进程。就像进程一样，线程在程序中是独立的、并发的执行路径，每个线程有它自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量。但是，与独立的进程相比，进程中的线程之间的独立程度要小。它们共享内存、文件句柄和其他每个进程应有的状态。 线程的出现也并不是为了取代进程，而是对进程的功能作了扩展。进程可以支持多个线程，它们看似同时执行，但相互之间并不同步。一个进程中的多个线程共享相同的内存地址空间，这就意味着它们可以访问相同的变量和对象，而且它们从同一堆中分配对象。尽管这让线程之间共享信息变得更容易，但你必须小心，确保它们不会妨碍同一进程里的其他线程。 线程与进程相似，是一段完成某个特定功能的代码，是程序中单个顺序的流控制，但与进程不同的是，同类的多个线程是共享同一块内存空间和一组系统资 第3章课后习题参考答案 3—1 何谓速度瞬心?相对瞬心与绝对瞬心有何异同点? 答：参考教材30~31页。 3—2 何谓三心定理?何种情况下的瞬心需用三心定理来确定? 答：参考教材31页。 3-3试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号P，，直接标注在图上) (a) (b) 答： 答： （10分） (d) （10分） 3-4标出图示的齿轮一连杆组合机构中所有瞬心，并用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比ω1/ω3。 答：1)瞬新的数目： K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=15 2)为求ω1/ω3需求3个瞬心P 16、P 36、P 13的位置 3） ω1/ω3= P 36P 13/P 16P 13=DK/AK 由构件1、3在K 点的速度方向相同，可知ω3与ω1同向。 3-6在图示的四杆机构中，L AB =60mm ，L CD =90mm,L AD =L BC =120mm, ω2=10rad/s,试用瞬心法求： 1)当φ=165°时，点的速度vc ； 2)当φ=165°时，构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及速度的大小； 3)当V C =0时，φ角之值(有两个解)。 解：1）以选定的比例尺μ机械运动简图（图b ） 2）求vc 定出瞬心p12的位置（图b ） 因p 13为构件3的绝对瞬心，则有 ω3=v B /lBp 13=ω2l AB /μl .Bp 13=10×0.06/0.003× v c =μc p 13ω3=0.003×52×2.56=0.4(m/s) 3)定出构件3的BC 线上速度最小的点线上速度最小的点必与p13点的距离 最近，故丛p13引BC 线的垂线交于点 v E =μl.p 13E ω3=0.003×46.5× 评语: 课中检查完成的题号及题数： 课后完成的题号与题数： 成绩: 指导教师: 实验报告三 实验名称：七、八日期：2013.05.23 班级：10011007 学号：2010302555 姓名：杨宏志实验七理解线程的相关概念 1. 实验目的 理解当操作系统引入线程的概念后，进程是操作系统独立分配资源的单位，线程成为系统调度的单位，与同一个进程中的其他线程共享程序空间。 2. 实验预习内容 预习线程创建和构造的相关知识，了解C语言程序编写的相关知识。 3. 实验内容及步骤 （1）编写一个程序，在其main（）函数中创建一个（或多个）线程，观察该线程是如何与主线程并发运行的。输出每次操作后的结果； （2）在main()函数外定义一个变量shared（全局变量），在main()中创建一个线程，在main()中和新线程shared 进行循环加/减操作，观察该变量的变化； （3）修改程序把shared 变量定义到main（）函数之内，重复第（2）步操作，观察该变量的变化。 4. 实验总结 (1) 观察上述程序执行结果，并分析原因； (2) 提交源程序清单，并附加流程图与注释。思考：分析进程和线程的不同之处。 5. 具体实现 1）观察线程并发性： #include 第三章 平面机构的运动分析 题3-3 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号P ij 直接标注在图上) 解： 1 P 13(P 34)13 ∞ 题3-4 在图示在齿轮-连杆机构中,试用瞬心法求齿轮1与齿轮3 的传动比w1/w3. P 13 P 23 P 36 3 D 6 52 C 4 B P 16A 1 P 12 解：1）计算此机构所有瞬心的数目 152 ) 1(=-=N N K 2）为求传动比31ωω需求出如下三个瞬心16P 、36P 、13P 如图3-2所示。 3）传动比31ω计算公式为： 13 1613 3631P P P P =ωω 题3-6在图a 所示的四杆机构中，l AB =60mm ，l CD =90mm ，l AD =l BC =120mm ，ω2=10rad/s ，试用瞬心法求： 23 1） 当φ=165°时，点C 的速度Vc ； 2） 当φ=165°时，构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及速度的大小； 3） 当Vc=0时，φ角之值（有两个解） 解：1) 以选定比例尺,绘制机构运动简图。(图3-3 ) 2）求V C ，定出瞬心P 13的位置。如图3-3（a ） s rad BP l l v l AB AB B 56.213 23=== μωω s m CP v l C 4.0313==ωμ 3）定出构件3的BC 线上速度最小的点E 的位置。 因为BC 线上速度最小的点必与P 13点的距离最近，所以过P 13点引BC 线延长线的垂线交于E 点。如图3-3（a ） s m EP v l E 375.0313==ωμ 4）当0=C v 时，P 13与C 点重合，即AB 与BC 共线有两个位置。作出0=C v 的两个位置。 量得 ?=4.261φ ?=6.2262φ 题3-12 在图示的各机构中，设已知各构件的尺寸、原动件1以等角速度ω1顺时针方向转动。试用图解法求机构在图示位置时构件3上C 点的速度及加速度。 试卷总分:100 得分:98 一、单选题 (共 50 道试题,共 100 分) 1. 在（）中，不可能产生系统抖动的现象。 A.固定分区管理 B.请求页式管理 C.段式管理 D.机器中不存在病毒时 正确答案: 2. 主要由于（）原因，使UNIX易于移植。 A.UNIX是由机器指令编写的 B.UNIX大部分用汇编少部分用C语言编写 C.UNIX是用汇编语言编写的 D.UNIX小部分用汇编大部分用C语言编写 正确答案: 3. 磁盘是共享设备，每一时刻（）进程与它交换信息。 A.可有任意多个 B.限定n个 C.至少有一个 D.最多有一个 正确答案: 4. 操作系统是一种（）。 A.应用软件 B.系统软件 C.通用软件 D.工具软件 正确答案: 5. 操作系统提供的系统调用大致可分为（）等几类。 A.文件操作类、资源申请类、控制类、设备调用类 B.文件操作类、资源申请类、控制类、信息维护类 C.文件操作类、资源申请类、信息维护类、设备调用类 D.资源申请类、控制类、信息维护类、设备调用类 正确答案: 6. 并发性是指若干事件在（）发生。 B.同一时间间隔内 C.不同时刻 D.不同时间间隔内 正确答案: 7. 引入多道程序技术后，处理机的利用率（）。 A.降低了 B.有所改善 C.大大提高 D.没有变化，只是程序的执行方便了 正确答案: 8. 一个进程被唤醒意味着（）。 A.该进程重新占有了CPU B.进程状态变为就绪 C.它的优先权变为最大 D.其PCB移至就绪队列的队首 正确答案: 9. 进程间的基本关系为（）。 A.相互独立与相互制约 B.同步与互斥 C.并行执行与资源共享 D.信息传递与信息缓冲 正确答案: 10. 下列方法中哪一个破坏了“循环等待”条件？（） A.银行家算法 B.一次性分配策略（即预分配策略） C.剥夺资源法 D.资源有序分配 正确答案: 11. 存储管理的目的是（）。 A.方便用户 B.提高内存利用率 C.A和B D.增加内存实际容量 第一章 习 题 1-1 画出下列各信号的波形：(1) f 1(t)=(2-e -t )U(t); (2) f 2(t)=e -t cos10πt×[U(t -1)-U(t-2)]。 答案 （1）)(1t f 的波形如图1.1（a ）所示. (2) 因t π10cos 的周期 s T 2.0102== ππ ,故)(2t f 的波形如图题1.1(b)所示. 1-2 已知各信号的波形如图题1-2所示，试写出它们各自的函数式。 答案 )1()]1()([)(1-+--=t u t u t u t t f )]1()()[1()(2----=t u t u t t f )]3()2()[2()(3----=t u t u t t f 1-3 写出图题1-3所示各信号的函数表达式。 答案 2 002121 )2(21121)2(21 )(1≤≤≤≤-?????+-=+-+=+=t t t t t t t f )2()1()()(2--+=t u t u t u t f )] 2()2([2sin )(3--+-=t u t u t t f π )3(2)2(4)1(3)1(2)2()(4-+---++-+=t u t u t u t u t u t f 1-4 画出下列各信号的波形：(1) f 1(t)=U(t 2-1); (2) f 2(t)=(t-1)U(t 2-1); (3) f 3(t)=U(t 2-5t+6); (4)f 4(t)=U(sinπt)。 答案 (1) )1()1()(1--+-=t u t u t f ,其波形如图题1.4(a)所示. 第四章 平面机构的力分析 题4-7 机械效益Δ是衡量机构力放大程度的一个重要指标，其定义为在不考虑摩擦的条件下机构的输出力（力矩）与输入力（力矩）之比值，即Δ=d r d r F F M M //=。试求图示各机构在图示位置时的机械效益。图a 所示为一铆钉机，图b 为一小型压力机，图c 为一剪刀。计算所需各尺寸从图中量取。 （a ） (b) (c) 解：(a)作铆钉机的机构运动简图及受力 见下图（a ） 由构件3的力平衡条件有：02343=++R R r F F F 由构件1的力平衡条件有：04121 =++d R R 按上面两式作力的多边形见图（b ）得 θcot ==?d r F F （b ）作压力机的机构运动简图及受力图见（c ） 由滑块5的力平衡条件有：04565=++R R F F G 由构件2的力平衡条件有：0123242 =++R R R 其中 5442R R = 按上面两式作力的多边形见图（d ），得t F G = ? (c) 对A 点取矩时有 b F a F d r ?=? a b =? 其中a 、b 为F r 、F d 两力距离A 点的力臂。t F G = ? (d) (a)(b) d r R41 F R43 F d G 题4-8 在图示的曲柄滑块机构中，设已知l AB=0.1m，l BC=0.33m，n1=1500r/min（为常数），活塞及其附件的重量G3=21N，连杆质量G2=25N，J S2=0.0425kg·m2，连杆质心S2至曲柄销B的距离l BS2=l BC/3。试确定在图示位置时活塞的惯性力以及连杆的总惯性力。 解：1) 选定比例尺, mm m l 005 .0 = μ绘制机构运动简图。(图(a) ) 2）运动分析：以比例尺vμ作速度多边形，如图(b) 以比例尺 a μ作加速度多边形如图4-1 (c) 2 44 . 23 s m c p a a C ='' =μ2 2 2 2100 s m s p a a S = '' =μ 2 2 2 1 5150 s BC c n l a l a BC t B C= '' = = μ μ α 3) 确定惯性力 活塞3：) ( 3767 3 3 3 3 N a g G a m F C S I = - = - =方向与c p''相反。 连杆2：) ( 5357 2 2 2 2 32 N a g G a m F S S I = - = - =方向与 2 s p'相反。 ) (8. 218 2 2 2 m N J M S I ? = - =α（顺时针） 总惯性力：) ( 5357 2 2 N F F I I = = ') ( 04 .0 2 2 2 m F M l I I h = =(图(a) ) 评语: 成绩: 指导教师: 实验报告二 日期：2013-5-16 实验名称：构造进程家族树 理解进程的独立空间 一、实验目的： 1. 通过创建若干个子进程，构造进程家族树，分析进程家族树的结构关系；学 习相关系统调用（例如，getpid（）和getppid（）等）的使用方法。 2. 理解进程是操作系统独立分配资源的单位，进程拥有自己相对独立的程序空 间。 二、实验内容： 1. 进程的创建：编制一段程序，使用系统调用fork()创建三个子进程，在各个子 进程中再使用系统调用fork()进一步创建子进程，如此重复，构造一棵进程家 族树。分别使用系统调用getpid（）和getppid（）获取当前进程和父进程的 进程标识号并输出。 2. （1）编写一个程序，在其main（）函数中定义一个变量shared，对其进行循 环加/减操作，并输出每次操作后的结果； （2）使用系统调用fork（）创建子进程，观察该变量的变化； （3）修改程序把shared 变量定义到main（）函数之外，重复第（2）步操作，观察该变量的变化。 三、项目要求及分析： 1.学习进程构造的相关知识，学习获取进程相关信息的系统调用函数。利用系统调用getpid（）和getppid（）所获得的进程标识号信息,验证是否进程间关系是否满足要求的进程家族树。 2.了解进程创建和构造的相关知识，了解C语言程序编写的相关知识。 观察进程执行结果，根据进程间的执行关系思考原因，并和线程进行比较。 四、具体实现： 4.1 流程图 1.进程家族树 Pid_1=fork() Pid_2=fork() Pid_1<0? error Pid_1==0? 输出pid 和ppid Pid_2<0? ERROR Y N Y Y Pid_2==0? Pid_2_1=fork() Pid_2_1<0? ERROR Y Y Pid_2_1==0? 输出pid 和ppid Pid_2_2=fork() N Y pid1>0?Pid_2_1>0? Pid_2_2<0? ERROR Pid_2_2==0? 输出pid 和ppid N Y Pid_2>0? Pid_3=fork() Pid_3<0? ERROR Pid_3==0? 输出pid 和ppid N N Y Y Y Y N N Y N Y 2. 操作系统 一、1.什么是操作系统从资源管理看操作系统的功能有哪些 答：(1).操作系统是一个系统软件，它能有效地管理和控制计算机系统中的各种硬件和软件资源、合理组织计算机的工作流程，方便用户使用的程序和数据的集合。 (2).a.处理机管理：分配和控制处理机 b.存储器管理：分配及回收内存 c. I/O(Input/Output)设备管理：I/O分配与操作 d.文件管理：文件存取、共享和保护（详见课本P2-3） 2.什么叫并发性什么叫并行性 答：并发性：两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生。 并行性：两个或两个以上事件在同一时刻发生。 3.试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。 答：及时性：实时系统要求更高 [分时系统 :秒级(一般情况）实时系统: 微秒级甚至更小]交互性：分时系统交互性更强 可靠性：实时系统要求更高（详见课本P9和P11） 三、1.在操作系统中为什么要引入进程的概念它与程序的区别和联系是怎样的 答：（1）程序在并发执行方式下，运行时具有异步性的特征，“程序”这个静态概念已经不足以描述程序的执行过程。这样，就需要一个数据结构PCB来记录程序的状态，以及控制其状态转换所需的一些信息。因此，将PCB、程序、数据三者组成一个完整的实体，就是进程实体。进程是程序的一次执行，引入进程的概念，便于操作系统对于程序的运行进行控制。 （2）区别：1）程序是指令的有序集合，是静态的，进程是程序的执行，是 动态的。2）进程的存在是暂时的，程序的存在是永久的。3）进程的组成应包括程序和数据。除此之外，进程还应由记录进程状态信息的“进程控制块”组成。 联系：程序是构成进程的组成部分之一，一个进程的运行目标是执行它所对应的程序。如果没有程序，进程就失去了其存在的意义。从静态的角度看，进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。 2.什么是进程的互斥与同步 答：进程互斥：指两个或两个以上的进程由于竞争资源而形成的制约关系。 进程同步：指两个或两个以上的进程由于某种时序上的限制而形成的相互合作的制约关系。 3.一个进程进入临界区的调度原则是什么 答：①如果有若干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。②任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。③进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区。④如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现“忙等”现象。 4.说明进程的结构、特征和基本状态。 答：进程是程序在其数据集合上的一次运行活动，是资源分配和独立调度的基本单位。进程由程序、数据和进程控制块组成 进程的特征：动态性、并发性、独立性、异步性 进程状态有就绪、执行和阻塞。就绪转换为执行由于进程调度，执行转换为就绪由于时间片到，执行转换为阻塞由于等待外部事件，阻塞转换为就绪由于外部事件发生了。 六、1.段页式管理中，怎样访问内存，取得某一条数据或指令 答：在段页式系统中，为了获得一条数据或指令，须三次访问内存。 第一次是访问内存中的段表，从中取得页表始址； 第二次是访问内存中的页表，从中取出该页所在的物理块号，并将该块号与 1—1填空题： 1．机械是机器和机构的总称。 机械原理课程的研究内容是有关机械的基本理论问题。 2．各种机构都是用来传递与变换运动和力的可动的装置。 如：齿轮机构、连杆机构、凸轮机构等。 3．凡用来完成有用功的机器是工作机。 如：机床、起重机、纺织机等。 凡将其它形式的能量转换为机械能的机器是原动机。 如：电动机、蒸气机、内燃机等。 4．在机器中，零件是制造的单元，构件是运动的单元。 5．机器中的构件可以是单一的零件，也可以是由多个零件装配成的刚性结构。 在机械原理课程中，我们将构件作为研究的基本单元。 6．两个构件直接接触形成的可动联接称为运动副。 7．面接触的运动副称为低副，如移动副、转动副等。 点或面接触的运动副称为高副，如凸轮副、齿轮副等。 8．构件通过运动副的连接而构成的可相对运动的系统是运动链，若组成运动链的各构件构成首尾封闭的系统称为闭链，若未构成首尾封闭的系统称为开链。 9．在运动链中，如果将其中一个构件固定而成为机架，则该运动链便成为机构。10．平面机构是指组成机构的各个构件均在同一个平面上运动。 11．在平面机构中，平面低副提供 2 个约束，平面高副提供 1 个约束。12．机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称为机构的自由度。13．机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目应等于机构的自由度的数目。1—2试画出图示平面机构的机构示意图，并计算自由度（步骤：1）列出完整公式，2） 带入数据，3）写出结果）。其中： 图a) 唧筒机构――用于水井的半自动汲水机构。图中水管4直通水下，当使用者来回摆动手柄2时，活塞3将上下移动，从而汲出井水。 解：自由度计算：画出机构示意图： n= 3 p L= 4 p H= 0 p'= 0 F'= 0 F=3n－(2p l＋p h－p′)－F′ = 3×3－（2×4＋0－0）－0 = 1 图b) 缝纫机针杆机构原动件1绕铰链A作整周转动，使得滑块2沿滑槽滑动，同时针杆作上下移动，完成缝线动作。 解：自由度计算：画出机构示意图： n= 3 p L= 4 p H= 0 p'= 0 F'= 0 F=3n－(2p l＋p h－p′)－F′ = 3×3－(2×4＋0－0)－0 = 1 1—3试绘出图a)所示偏心回转油泵机构的运动简图(各部分尺寸由图中直接量观察方向 3 2 4 1 4 3 2 1 班级：10011007 学号：2010302541 姓名：陈一凡 实验七理解线程的相关概念 一．实验目的 理解当操作系统引入线程的概念后，进程是操作系统独立分配资源的单位，线程成为系统调度的单位，也是系统并发运行的独立单位。同一个进程中的各个线程共享进程的地址空间。 二．实验内容 （1）编写一个程序，在其main （）函数中创建一个（或多个）线程，观察该线 程是如何与主线程并发运行的。输出每次操作后的结果； （2）在main()函数外定义一个变量int shared （全局变量），在main()中创建一 个线程，在main()中和新线程shared 进行循环加/减操作，观察该变量的变化； （3）修改程序把int shared 变量定义到main （）函数之内，重复第（2）步操作， 观察该变量的变化； （4）编写一个程序，在其main （）函数中创建至少两个线程，在这些线程中分 别说明（定义）名称相同的整型变量（例如，int x ；），分别在各个线程中修改这些变量，试观察这些变量值的变化。 开始 创建主进程 设置局部变量shared Sleep 1 S 创建线程 Shared++ 输出Shared 的值 结束 开始 设置全局变量shared 创建主进程 Sleep 1 S 创建线程 Shared++ 输出Shared 的值 结束 实验八请求分页存储管理设计 一、实验目的 模拟存储管理常用的请求分页存储管理技术，通过本实验使学生更加深入的理解虚拟内存的思想和主要的页面淘汰算法。 二、实验内容 (1) 通过随机数产生一个指令行列，共320条指令，指令中的地址按下述原则生成：50%的指令是顺序执行；25%的指令均匀分布在前地址部分；25%的指令均匀分布在后地址部分。 (2) 具体实验办法是：在[0，319]之间选一起始点M；顺序执行一条指令，即第M+1条；向前地址[0，M-1]中执行一条指令M；顺序执行一条指令，即第M+1条；向后地址[M+2，319]中执行一条指令M。如此继续，直至产生320条指令。使用产生随机数的函数之前，首先要初始化设置RAN()产生序列的开始点， SRAND(400)；然后计算随机数，产生指令序列。例如： a[0]=1.0*rand()/32767*319+1； a[1]=a[0]+1； a[2]=1.0*rand()/32767*(a[1]-1)+1； a[3]=a[2]+1； a[4]=319-1.0*rand()/32767*(a[3]-1)；其中rand()和srand()为Linux操作系统提供的函数分别进行初始化和产生随机数，多次重复使用这5条指令，产生以后的指 第二章 机构的结构分析 题2-11 图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。 解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(图2-11a) 2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故 3=n 3=l p 1=h p 01423323=-?-?=--=h l p p n F 原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。 分析：因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。故需增加构件的自由度。 3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或用一个高副来代替一个低副。 (1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-11b)。 (2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-11c)。 (3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-11d)。 1 1 (c) 题2-11 (d) 5 4 3 6 4 (a) 5 3 2 5 2 1 5 43 6 4 2 6 (b) 3 2 1 讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（相当于增加3个自由度）和1个低副（相当于引入2个约束），如图2-1（b ）（c ）所示，这样就相当于给机构增加了一个自由度。用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度，如图2-1（d ）所示。 题2-12 图a 所示为一小型压力机。图上，齿轮1与偏心轮1’为同一构件，绕固定轴心O 连续转动。在齿轮5上开有凸轮轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C 轴上下摆动。同时，又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C 轴上下移动。最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G 使冲头8实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。 解：分析机构的组成： 此机构由偏心轮1’（与齿轮1固结）、连杆2、滑杆3、摆杆4、齿轮5、滚子6、滑块7、冲头8和机架9组成。偏心轮1’与机架9、连杆2与滑杆3、滑杆3与摆杆4、摆杆4与滚子6、齿轮5 第9章课后参考答案 9-1何谓凸轮机构传动中的刚性冲击和柔性冲击？试补全图示各段s v一、一曲线，并指出哪些地方有刚性冲击，哪些地方有柔性冲击？ 答凸轮机构传动中的刚性冲击是指理论上无穷大的惯性力瞬问作用到构件上，使构件产生强烈的冲击；而柔性冲击是指理论上有限大的惯性力瞬间作用到构件上，使构件产生的冲击。 s-S , v-S , a-S曲线见图。在图9-1中B，C处有刚性冲击，在0, A，D，E处有柔性冲击。 9—2何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？ 答在用包络的方法确定凸轮的工作廓线时，凸轮的工作廓线出现尖点的现象称为变尖现象：凸轮的工作廓线使推杆不能实现预期的运动规律的现象件为失真现象。变尖的工作廓线极易磨损，使推杆运动失真.使推杆运动规律达不到设计要求，因此应设法避免。变尖和失真现象可通过增大凸轮的基圆半径.减小滚子半 题9-1图 径以及修改推杆的运动规律等方法来避免。 9—3力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角的确定是否一样？为什么？答力封闭与几何封闭凸轮机沟的许用压力角的确定是不一样的。因为在回程阶 段-对于力封闭的凸轮饥构，由于这时使推杆运动的不是凸轮对推杆的作用力F，而是推杆所受的封闭力.其不存在自锁的同题，故允许采用较大的压力角。但为?4^ y 5 J 曲 使推秆与凸轮之间的作用力不致过大。也需限定较大的许用压力角。而对于几何形状封闭的凸轮机构，则需要考虑自锁的问题。许用压力角相对就小一些。 9—4 一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子？问是否可行？为什么？ 答不可行。因为滚子半径增大后。凸轮的理论廓线改变了.推杆的运动规律也势必发生变化。 9—5 一对心直动推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推程压力角稍偏大，拟采用推杆偏置的办法来改善，问是否可行？为什么？ 答不可行。因为推杆偏置的大小、方向的改变会直接影响推杆的运动规律. 而原凸轮机构推杆的运动规律应该是不允许擅自改动的。 9-6 在图示机构中，哪个是正偏置？哪个是负偏置？根据式(9-24)说明偏置方向对凸轮机构压力角有何影响？ S 9-6 答由凸轮的回转中心作推杆轴线的垂线?得垂足点，若凸轮在垂足点的速度沿推杆的推程方向?刚凸轮机构为正偏置?反之为负偏置。由此可知?在图示机沟中，两个均为正偏置。由 , ds/d me tan J(r0 e2) s 可知.在其他条件不变的情况下。若为正偏置(e前取减号).由于推程时(ds/d S )为正.式中分子ds/d5 -evds/d S ,故压力角a减小。而回程时，由于ds/d S 为负,式中分子为 |(ds/d S )-e|=| (ds/d S ) |+ |e| >ds/d S。故压力角增大。负偏置时刚相反，即正偏置会使推程压力角减小，回程压力角增大；负偏置会使推程压力角增大，回程压力角减小。9—7试标出题9—6a图在图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从图示位置转过90。后推杆的位移；并标出题9—6b图推杆从图示位置升高位移s时，凸轮的转角和凸轮机构的压力角。 解如图(a)所示，用直线连接圆盘凸轮圆心A和滚子中心B，则直线AB与推杆导路之间所夹的锐角为图示位置时凸轮机构的压力角。以A为圆心，AB为半径作圆，得凸轮的理论廓线圆。连接A与凸轮的转动中心O并延长，交于凸轮的理论廓线于C点。以O 为圆心.以OC为半径作圆得凸轮的基圆。以O为圆心，以O点到推杆导路的距离OD 为半径作圆得推杆的偏距圆；。延长推杆导路线交基圆于G-点，以直线连接0G。过0点作0G的垂线，交基圆于E点。过E 点在偏距圆的下侧作切线?切点为H点?交理论廓线于F点，则线段EF的长即为凸轮从图示位置转过90后推杆的位移s。 实验报告三 理解线程的相关概念 实验名称： 日期：2013.5 请求分页存储管理设计 班级： 学号：2010302554 姓名：王振10011007 一、实验目的： 1. 理解线程的相关概念 理解当操作系统引入线程的概念后，进程是操作系统独立分配资源的单位，线程成为系统调度的单位，与同一个进程中的其他线程共享程序空间。 2. 请求分页存储管理设计 模拟存储管理常用的请求分页存储管理技术，通过本实验使学生更加深入的理解虚拟内存的思想和主要的页面淘汰算法。 二、实验内容： 1. 理解线程的相关概念 线程创建和构造的相关知识，了解C语言程序编写的相关知识。 2. 请求分页存储管理设计 学习虚拟存储器的相关基础知识，了解请求分页存储管理系统的原理和具体实现过程，熟悉各种主要的页面调度算法。 三、项目要求及分析： 1. 理解线程的相关概念 （1）编写一个程序，在其main（）函数中创建一个（或多个）线程，观察该线 程是如何与主线程并发运行的。输出每次操作后的结果； （2）在main()函数外定义一个变量shared（全局变量），在main()中创建一个线 程，在main()中和新线程shared 进行循环加/减操作，观察该变量的变化； （3）修改程序把shared 变量定义到main（）函数之内，重复第（2）步操作， 观察该变量的变化。 2. 请求分页存储管理设计 (1) 通过随机数产生一个指令行列，共320条指令，指令中的地址按下述原则生 成：50%的指令是顺序执行；25%的指令均匀分布在前地址部分；25%的指令 均匀分布在后地址部分。 (2) 具体实验办法是：在[0，319]之间选一起始点M；顺序执行一条指令，即第 M+1条；向前地址[0，M-1]中执行一条指令M；顺序执行一条指令，即第M+1 西工大2020年4月《计算机操作系统》作业机考参考答案 试卷总分:100 得分:96 一、单选题(共50 道试题,共100 分) 完整答案：wangjiaofudao 1. 一作业进入内存后，则所属该作业的进程初始时处于（）状态。 A.运行 B.等待 C.就绪 D.收容 正确答案:C 2.用户在一次计算过程中，或者一次事物处理中，要求计算机完成所做的工作的集合，这是指（）。 A.进程 B.程序 C.作业 D.系统调用 正确答案:C 3. 下列方法中哪一个破坏了“循环等待”条件？（） A.银行家算法 B.一次性分配策略（即预分配策略） C.剥夺资源法 D.资源有序分配 正确答案:D 4. 现代操作系统的基本特征是（）、资源共享和操作的异步性。 A.多道程序设计 B.中断处理 C.程序的并发执行 D.实现分时与实时处理 正确答案:C 5. 操作系统中采用缓冲技术的目的是为了增强系统（）的能力。 A.串行操作 B.控制操作 C.重执操作 D.并行操作 正确答案: 6. 进程间的基本关系为（）。 A.相互独立与相互制约 B.同步与互斥 C.并行执行与资源共享 D.信息传递与信息缓冲 正确答案: 7. 碎片现象的存在使得（）。 A.内存空间利用率降低 B.内存空间利用率提高 C.内存空间利用率得以改善 D.内存空间利用率不影响 正确答案: 8. 进程和程序是两个既有联系又有区别的概念，下面描述中，（）是错误的。 A.进程是动态的，程序是静态的 B.一个程序可对应多个进程 C.进程有生命周期，而程序相对是永久的 D.程序是可以并发执行的 正确答案: 9. 外存（如磁盘）上存放的程序和数据（）。 A.可由CPU直接访问 B.必须在CPU访问之前移入内存 C.必须由文件系统管理 D.必须由进程调度程序管理 正确答案: 10. 只能在核心态下执行的指令是（）。 A.读时钟日期 B.屏蔽所有中断 C.改变文件内容 D.调用库函数 正确答案: 11. 下述几种引起进程永远等待的情况中，只有（）是属于死锁问题。 A.进程申请系统中不存在的资源 B.进程申请的资源数超过了系统资源总数 C.由于程序性错误引起的循环等待 西工大18春《计算机操作系统》在线作业 1、A 2、C 3、A 4、B 5、B 一、单选题共25题，100分 1、操作系统采用缓冲技术，能够减少对CPU的（）次数，从而提高资源的利用率。 A中断 B访问 C控制 D依赖 正确答案是：A 2、操作系统的发展过程是（）。 A设备驱动程序组成的原始操作系统，管理程序，操作系统 B原始操作系统，操作系统，管理程序 C管理程序，原始操作系统，操作系统 D管理程序，操作系统，原始操作系统 正确答案是：C 3、操作系统提供的系统调用大致可分为（）等几类。 A文件操作类、资源申请类、控制类、设备调用类 B文件操作类、资源申请类、控制类、信息维护类 C文件操作类、资源申请类、信息维护类、设备调用类 D资源申请类、控制类、信息维护类、设备调用类 正确答案是：A 4、允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统，称为（）。 A批处理操作系统 B分时操作系统 C实时操作系统 D多处理机操作系统 正确答案是：B 5、文件系统中文件被按照名字存取是为了（）。 A方便操作系统对信息的管理 B方便用户的使用 C确定文件的存取权限 D加强对文件内容的保密 正确答案是：B 6、请求分页存储管理中，若把页面尺寸增加一倍，在程序顺序执行时，则一般缺页中断次数会（）。 A增加 B减少 C不变 D可能增加也可能减少 正确答案是：B 7、设备管理的主要程序之一是设备分配程序，当进程请求在内存和外设之间传送信息时，设备分配程序分配设备的过程通常是（）。 A先分配设备，再分配控制器，最后分配通道 B先分配控制器，再分配设备，最后分配通道 C先分配通道，再分配设备，最后分配控制器 D先分配通道，再分配控制器，最后分配设备 正确答案是：A 8、设有三个作业J1,J2,J3,它们的到达时间和执行时间如下表：作业名到达时间执行时间J1 8:00 2小时J2 8:45 1小时J3 9:30 0.25小时它们在一台处理器上按单道运行，若采用短作业优先调度算法，则此三作业的执行次序是（）。 AJ3,J2,J1 BJ1,J2,J3 CJ1,J3,J2 DJ3,J1,J2 正确答案是：C 9、在操作系统中，用户在使用I/O设备时，通常采用（）。 A物理设备名 B逻辑设备名 C虚拟设备名 D设备牌号 正确答案是：B 10、用户通过终端使用计算机系统控制作业执行的方式称为（）控制方式。 A联机 B脱机 C假脱机 D自动 正确答案是：A 11、通道是一种（）。 AI/O端口 B数据通道 CI/O专用处理机 D软件工具 正确答案是：D 12、关于操作系统的叙述（）是不正确的。 A“管理资源的程序” B“管理用户程序执行的程序”西北工业大学机械原理课后答案第4章
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