第三章互连网络
3.1 对于一颗K级二叉树（根为0级，叶为k-1级），共有N=2^k-1个节点，当推广至
m-元树时（即每个非叶节点有m个子节点）时，试写出总节点数N的表达式。
答：
推广至M元树时，k级M元树总结点数N的表达式为：
N=1+m^1+m^2+...+m^（k-1）=(1-m^k)*1/(1-m);
3.2二元胖树如图3.46所示，此时所有非根节点均有2个父节点。如果将图中的每个椭圆均视为单个节点，并且成对节点间的多条边视为一条边，则他实际上就是一个二叉树。试问：如果不管椭圆，只把小方块视为节点，则他从叶到根形成什么样的多级互联网络？
答：8输入的完全混洗三级互联网络。
3.3 四元胖树如图3.47所示，试问：每个内节点有几个子节点和几个父节点？你知道那个机器使用了此种形式的胖树？
答：每个内节点有4个子节点，2个父节点。CM-5使用了此类胖树结构。
3.4 试构造一个N=64的立方环网络，并将其直径和节点度与N=64的超立方比较之，你的结论是什么？
答：A N=64的立方环网络,为4立方环（将4维超立方每个顶点以4面体替代得到），直径d=9，节点度n=4
B N=64的超立方网络，为六维超立方（将一个立方体分为8个小立方，以每个小立
方作为简单立方体的节点，互联成6维超立方），直径d=6，节点度n=6
3.5 一个N=2^k个节点的de Bruijin 网络如图3.48
。
。。。
。试问：该网络的直径和对剖宽度是多少？
答：N=2^k个节点的de Bruijin网络直径d=k 对剖宽带w=2^(k-1)
3.6 一个N=2^n个节点的洗牌交换网络如图3.49所示。试问：此网络节点度==？网络直径==？网络对剖宽度==？
答：N=2^n个节点的洗牌交换网络，网络节点度为=2 ，网络直径=n-1 ，网络对剖宽度=4
3.7 一个N=（k+1）2^k个节点的蝶形网络如图3.50所示。试问：此网络节点度=？网络直径=？网络对剖宽度=？
答：N=（k+1）2^k个节点的蝶形网络，网络节点度=4 ，网络直径=2*k ，网络对剖宽度=2^k
3.9 对于如下列举的网络技术，用体系结构描述，速率范围，电缆长度等填充下表中的各项。（提示：根据讨论的时间年限，每项可能是一个范围）
答：
3.10 如图3.51所示，信包的片0，1，2，3要分别去向目的地A，B，C，D。此时片0占据信道CB，片1占据信道DC，片2占据信道AD，片3占据信道BA。试问：1）这将会发生什么现象？
2）如果采用X-Y选路策略，可避免上述现象吗？为什么？
答：1）通路中形成环，发生死锁
2）如果采用X-Y策略则不会发生死锁。因为采用X-Y策略时其实质是对资源（这里是通道）进行按序分配（永远是x方向优先于y方向，反方向路由是y方向优先于x方向），因此根据死锁避免的原则判断，此时不会发生死锁。
3.12 在二维网孔中，试构造一个与X-Y选路等价的查表路由。
答：所构造路由表描述如下：
1）每个节点包括两张路由表x表和y表
2）每个节点包含其以后节点信息，如节点【1，2】x 表内容为:【2，2】【3，2】y 表内容为：【1，3】 选路方法：
节点路由时进行查表：先查x 表即进行x 方向路由，如果查表能指明下一跳方向则直接进入下一跳。如果不能则继续查y 表，直到到达目的地。
第四章 对称多处理机系统
4.1参照图4.20，试解释为什么采用WT 策略进程从2P 迁移到1P 时，或采用WB 策略将包含共享变量X 的进程从1P 迁移到2P 时，会造成高速缓存的不一致。
处理器
高速缓存共享
存储器
迁移写通写总线
过回
之前
图4.20 进程迁移所造成的不一致性
答：采用WT 策略进程从2P 迁移到1P 后，2P 写共享变量X 为X ’，并且更新主存数据为X ’，此时1P 共享变量值仍然为X ，与2P 和主存X ’不一致。采用WB 策略进程从1P 迁移到2P 后，
1P 写共享变量X 为X ’，但此时2P 缓存与主存变量值仍然为X ，造车不一致。
4.2参照图4.21所示，试解释为什么：①在采用WT 策略的高速缓存中，当I/O 处理器将一个新的数据'
X 写回主存时会造成高速缓存和主存间的不一致；②在采用WB 策略的高速缓存中，当直接从主存输出数据时会造成不一致。
处理器
I/O
（写直达）
总线
输入输出（写回）高速缓存I/O处理机
图4.21 绕过高速缓存的I/O 操作所造成的不一致性
答：①中I/O 处理器将数据X ’写回主存，因为高速缓存采用WT 策略，此时P1和P2相应的高速缓存值还是X ，所以造成高速缓存与主存不一致。②直接从主存输出数据X ，因为高速缓存采用WB 策略，可能高速缓存中的数据已经被修改过，所以造成不一致。
4.3 试解释采用WB
策略的写更新和写无效协议的一致性维护过程。其中X 为更新前高速
缓存中的拷贝，'X 为修改后的高速缓存块，I 为无效的高速缓存块。
（b）处理器P 1执行写无效操作后
（c）处理器P 1执行写更新操作后
（a）写操作前
答：处理器P1写共享变量X 为X ’，写更新协议如图(c)所示，同时更新其他核中存在高速缓存拷贝的值为X ’;写无效协议如图(b)所示，无效其他核中存在高速缓存拷贝，从而维护了一致性过程。
4.4 两种基于总线的共享内存多处理机分别实现了Illinois MESI 协议和Dragon 协议，对
于下面给定的每个内存存取序列，试比较在这两种多处理机上的执行代价，并就序列及一致性协议的特点来说明为什么有这样的性能差别。序列①r1 w1 r1 w1 r2 w2 r2 w2 r3 w3 r3 w3；序列②r1 r2 r3 w1 w2 w3 r1 r2 r3 w3 w1；序列③r1 r2 r3 r3 w1 w1 w1
w1 w2 w3；所有的存取操作都针对同一个内存位置，r/w代表读/写，数字代表发出该操作的处理器。假设所有高速缓存在开始时是空的，并且使用下面的性能模型：读/写高速缓存命中，代价1个时钟周期；缺失引起简单的总线事务（如BusUpgr，BusUpd），60个时钟周期；缺失引起整个高速缓存块传输，90时钟周期。假设所有高速缓存是写回式。
答：读写命中、总线事务、块传输分别简记为H、B、T。MESI协议：①BTH H H H BTH BH H H BTH BH H H 共5B+12H+3T=582时钟周期②BTH BTH BTH BH BTH BTH BTH BTH H BH BTH 共10B+12H+8T=1330时钟周期③BTH BTH BTH H BH H H H BTH BTH共6B+10H+4T=730时钟周期。
Dragon协议：①BTH H H H BTH BTH H BTH BTH BTH H BTH 共7B+12H+7T=882时钟周期②BTH BTH BTH BTH BTH BTH H H H H BTTH BTH 共8B+12H+8T=1212时钟周期③BTH BTH BTH H BTH BTH BTH BTH BTH BTH 共9B+10H+9T=1360时钟周期。由结果得出，①、③序列用MESI协议时间更少，而②序列用Dragon协议时间更少。综上可知，如果同一块在写操作之后频繁被多个核读操作采用Dragon协议更好一些，因为Dragon协议写操作后会更新其它核副本。如果一个同多次连续对同一块进行写操作MESI 协议更有效，因为它不需要更新其它核副本，只需要总线事务无效其它核即可。
4.5考虑以下代码段，说明在顺序一致性模型下，可能的结果是什么？假设在代码开始执行
时，所有变量初始化为0。
a.
P1 P2 P3
A=1 U=A V=B
B=1 W=A
b.
P1 P2 P3 P4
A=1 U=A B=1 W=B
V=B X=A
答：顺序一致性模型性下，保护每个进程都按程序序来发生内存操作，这样会有多种可能结果，这里假设最简单情况，即P1、P2、P3依次进行。则a中U = V = W = 1，b中U=X=W=1，V=0。
4.6参照4.6.1中讨论多级高速缓存包含性的术语，假设L1和L2都是2-路组相联，n2>n1，
b1=b2，且替换策略用FIFO来代替LRU，试问包含性是否还是自然满足？如果替换策略是随机替换呢？
答：如果采用FIFO替换策略包含性自然满足，因为L1和L2都是2路组相联，FIFO保证了L1与L2在发生替换时会换出相同的缓存块，维护了包含性。如果采取随机替换策略，存在L1与L2替换不是相同块的情况，故不满足包含性。
4.7针对以下高速缓存情况，试给出一个使得高速缓存的包含性不满足的内存存取序列？
L1 高速缓存容量32字节，2-路组相联，每个高速缓存块8个字节，使用LRU替换算法；L2 高速缓存容量128字节，4-路组相联，每个高速缓存块8个字节，使用LRU 替换算法。
答：假设m1、m2、m3块映射到一级Cache和二级Cache的同一组中，考虑如下内存存取序列R m1，R m2，R m1，R m3，由LRU替换算法知道，当R m3执行后，L1中被替换出的是
m2，L2中被替换出的是m1，此时m1块在L1却不在L2中，不满足包含性。
4.8在4.6中关于分事务总线的讨论中，依赖于处理器与高速缓存的接口，下面情况有可能
发生：一个使无效请求紧跟在数据响应之后，使得处理器还没有真正存取这个高速缓存块之前，该高速缓存块就被使无效了。为什么会发生这种情况，如何解决?
答：考虑如下情景：SMP目录一致性协议中，核1读缺失请求数据块A，主存响应请求传送数据块A给核1，同时核2对数据块A进行写操作，到主存中查得核1拥有副本，向核1发使无效请求。如此，一个使无效请求紧跟在数据响应之后。解决方法，可以使每个核真正存取高速缓存块后向主存发回应，然后再允许其它对此块操作的使无效或其它请求。
4.9利用LL-SC操作实现一个Test&Set操作。
答：Test&Set：ll reg1,location /*Load-locked the location to reg1 */
bnz reg1,lock /* if locatin was locked,try again*/
mov reg2,1 /*set reg2 1*/
sc location,reg2 /*store reg2 conditional into location*/
4.10在4.7.4部分描述具有感觉反转的路障算法中，如果将Unlock语句不放在if条件语句
的每个分支中，而是紧接放在计数器增1语句后，会发生什么问题？为什么会发生这个问题？
答：再进入下一个路障时可能会发生计数器重新清0现象，导致无法越过路障。考虑如下情景：第一次进入路障时，最后两个进入路障的进程分别为1、2。假设最后进入路障的进程为2进程，2进程执行共享变量加一操作并解锁。然后2进程执行一条if条件语句，此时由于某种原因换出或睡眠，而此时共享变量的值已经为p。如果1进程此时
正执行if条件语句，则清零计数器，设置标志，其它进程越过路障。到目前为止没有出现问题，问题出现在下一次进入路障。进程再一次进入路障，此时会执行共享变量加一操作。如果此时2进程被换入或被唤醒，会重新清零共享变量，使之前到达路障的进程的加一操作无效，导致无法越过路障。
第五章大规模并行处理机系统
5.1简述大规模并行处理机的定义，原理和优点？
答：并行处理机有时也称为阵列处理机，它使用按地址访问的随机存储器，以单指令流多数据流方式工作，主要用于要求大量高速进行向量矩阵运算的应用领域。并行处理机的并行性来源于资源重复，它把大量相同的处理单元（PE）通过互联网络（ICN）连接起来，在统一的控制器（CU）控制下，对各自分配来的数据并行地完成同一条指令所规定的操作。PE是不带指令控制部件的算术逻辑运算单元。并行处理机具有强大的向量运算能力，具有向量化功能的高级语言编译程序有助于提高并行处理机的通用性，减少编译时间。
5.2并行处理机有两种基本结构类型，请问是哪两种？并作简单介绍。
答：采用分布存储器的并行处理结构和采用集中式共享存储器的并行处理结构。分布式存储器的并行处理结构中，每一个处理机都有自己的存储器，只要控制部件将并行处理的程序分配至各处理机，它们便能并行处理，各自从自己的存储器中取得信息。而共享存储多处理机结构中的存储器是集中共享的，由于多个处理机共享，在各处理机访问共享存储器时会发生竞争。因此，需采取措施尽可能避免竞争的发生。
5.3简单说明多计算机系统和多处理机系统的区别。
答：他们虽然都属于多机系统但是他们区别在于：（1）多处理机是多台处理机组成的单机
系统，多计算机是多台独立的计算机。（2）多处理机中各处理机逻辑上受同一的OS控制，而多计算机的OS逻辑上独立.(3)多处理机间以单一数据，向量。数组和文件交互作用，多计算机经通道或者通信线路以数据传输的方式进行。（4）多处理机作业，任务，指令，数据各级并行，多计算机多个作业并行。
5.4举例说明MPP的应用领域及其采用的关键技术。
答：全球气候预报，基因工程，飞行动力学，海洋环流，流体动力学，超导建模，量子染色动力学，视觉。采用的关键技术有VLSI，可扩张技术，共享虚拟存储技术。
5.5多处理机的主要特点包括
答：
（1）结构的灵活性。与SIMD计算机相比，多处理机的结构具有较强的通用性，它可以同时对多个数组或多个标量数据进行不同的处理，这要求多处理机能够适应更为多样的算法，具有灵活多变的系统结构。2）程序并行性。并行处理机实现操作一级的并行，其并行性存在于指令内部，主要用来解决数组向量问题；而多处理机的并行性体现在指令外部，即表现在多个任务之间。3）并行任务派生。多处理机是多指令流操作方式，一个程序中就存在多个并发的程序段，需要专门的程序段来表示它们的并发关系以控制它们的并发执行，这称为并行任务派生。
4）进程同步。并行处理机实现操作级的并行，所有处于活动状态的处理单元受一个控制器控制，同时执行共同的指令，工作自然同步；而多处理机实现指令、任务、程序级的并行，在同一时刻，不同的处理机执行着不同的指令，进程之间的数据相关和控制依赖决定了要采取一定的进程同步策略。
5.6在并行多处理机系统中的私有Cache会引起Cache中的内容相互之间以及与共享存储器之间互不相同的问题，即多处理机的Cache一致性问题。请问有哪些原因导致这个问题？答：
1）出现Cache一致性问题的原因主要有三个：共享可写的数据、进程迁移、I/O传输。共享可写数据引起的不一致性。比如P1、P2两台处理机各自的本地高速缓冲存储器C1、C2中都有共享存储器是M中某个数据X的拷贝，当P1把X的值变成X/后，如果P1采用写通过策略，内存中的数据也变为X/，C2中还是X。如果通过写回策略，这是内存中还是X。在这两种情况下都会发生数据不一致性。2）进程迁移引起的数据不一致性。P1中有共享数据X的拷贝，某时刻P1进程把它修改为X/并采用了写回策略，由于某种原因进程从P1迁移到了P2上，它读取数据时得到X，而这个X是“过时”的。3）I/O传输所造成的数据不一致性。假设P1和P2的本地缓存C1、C2中都有某数据X的拷贝，当I/O处理机将一个新的数据X/写入内存时，就导致了内存和Cache之间的数据不一致性。
5.7分别确定在下列两种计算机系统中，计算表达式所需的时间：s=A1*B1+A2*B2+…
A4*B4。a) 有4个处理器的SIMD系统；b) 有4个处理机的MIMD系统。假设访存取指和取数的时间可以忽略不计；加法与乘法分别需要2拍和4拍；在SIMD和MIMD系统中处理器（机）之间每进行一次数据传送的时间为1拍；在SIMD系统中，PE之间采用线性环形互连拓扑，即每个PE与其左右两个相邻的PE直接相连，而在MIMD中每个PE都可以和其它PE有直接的的通路。
答：假设4个PE分别为PE0，PE1，PE2，PE3。利用SIMD计算机计算上述表达式，4个乘法可以同时进行，用时=4个时间单位；然后进行PE0到PE1，PE2到PE3的数据传送，用时=1个时间单位。在PE1和PE3中形成部分和，用时=2个时间单位。接着进行PE1到PE3的部分和传送，用时=1*2=2个时间单位。最后，在PE3中形成最终结果，用时=2个
时间单位。因此，利用SIMD计算机计算上述表达式总共用时=4（乘法）+1（传送）+2（加法）+2（传送）+2（加法）=11个时间单位。而利用MIMD计算机计算上述表达式，除了在第二次传送节省1个时间单位以外，其他与SIMD相同。因此用时=4（乘法）+1（传送）+2（加法）+1（传送）+2（加法）=10个时间单位。
5.8假定有一个处理机台数为p的共享存储器多处理机系统。设m为典型处理机每条执行执行时间对全局存储器进行访问的平均次数。
设t为共享存储器的平均存储时间，x为使用本地存储器的单处理机MIPS速率，再假定在多处理机上执行n条指令。
现在假设p=32,m=0.4,t=1μs,要让多处理机的有效性能达到56MIPS，需要每台处理机的MIPS效率是多少？
A.2
B.4
C.5.83
D.40
答：B
5.9试在含一个PE的SISD机和在含n个PE且连接成一线性环的SIMD机上计算下列求内积的表达式：其中n=2k
∑=?
=
n
i
i i
B A
s
1
假设完成每次ADD操作需要2个单元时间，完成每次MULTIPLY操作需要4个单位时间，沿双向环在相邻PE间移数需1个单位时间
(1) SISD 计算机上计算s 需要多少时间 (2) SIMD 计算机上计算s 需要多少时间
(3) SIMD 机计算s 相对于SISD 计算的加速比是多少？
答：
(1) 4n+2(n-1) (2) 124-++n k (3) ()n
k n n ++-+23124
5.10如果一台SIMD 计算机和一台流水线处理机具有相同的计算性能，对构成它们的主要部件分别有什么要求？
答：一台具有n 个处理单元的SIMD 计算机与一台具有一条n 级流水线并且时钟周期为前者1/n 的流水线处理机的计算性能相当，两者均是每个时钟周
期产生n 个计算结果。但是，SIMD 计算机需要n 倍的硬件（n 个处理单元），而流水线处理机中流水线部件的时钟速率要求比前者快n 倍，同时还需要存储器的带宽也是前者的n 倍。
第六章 机群系统
6.1 试区分和例示下列关于机群的术语： 1）专用机群和非专用机群； 2）同构机群和异构机群； 3）专用型机群和企业型机群。 答：
1） 根据节点的拥有情况，分为专用机群和非专用机群，在专用机群中所有的资源是共享的，
并行应用可以在整个机群上运行，而在非专用机群中，全局应用通过窃取CPU时间获得运行，非专用机群中由于存在本地用户和远地用户对处理器的竞争，带来了进程迁移和负载平衡问题。
2）根据节点的配置分为同构机群和异构机群，同构机群中各节点有相似的的体系，并且使用相同的操作系统，而异构机群中节点可以有不同的体系，运行的操作系统也可以不同。3）专用型机群的特点是紧耦合的、同构的，通过一个前端系统进行集中式管理，常用来代替传统的大型超级计算机系统；而企业型机群是松耦合的，一般由异构节点构成，节点可以有多个属主，机群管理者对节点有有限的管理权。
6.2 试解释和例示一下有关单一系统映像的术语：
1）单一文件层次结构；
2）单一控制点；
3）单一存储空间；
4）单一进程空间；
5）单一输入/输出和网络。
答：
1）用户进入系统后所见的文件系统是一个单一的文件和目录层次结构，该系统透明的将本地磁盘、全局磁盘和其他文件设备结合起来。
2）整个机群可以从一个单一的节点对整个机群或某一单一的节点进行管理和控制。
3）将机群中分布于各个节点的本地存储器实现为一个大的、集中式的存储器。
4）所有的用户进程，不管它们驻留在哪个节点上，都属于一个单一的进程空间，并且共享一个统一的进程识别方案。
5）单一输入/输出意味着任何节点均可访问多个外设。单一网络是任一节点能访问机群中
的任一网络连接。
6.3 就Solaris MC系统回答下列问题：
1）Solaris MC 支持习题6.2 中单一系统映像的哪些特征？不支持哪些特征？
2）对那些Solaris MC 支持的特征，解释一下Solaris MC是如何解决的。
答：
1）支持单一文件层次结构、单一进程空间、单一网络和单一I/O空间。不支持单一控制点和单一的存储空间。
2）Solaris使用了一个叫PXFS的全局文件系统GFS。PXFS文件系统的主要特点包括：单一系统映像、一致的语义及高性能。PXFS通过在VFS/vnode接口上截取文件访问操作实现单一系统映像，保证了单一文件层次结构。
Solaris MC提供了一个全局进程标示符pid可定位系统所有进程，一个进程可以迁移到其他节点，但它的宿主节点中总记录有进程的当前位置，它通过在Solaris核心层上面增加一个全局进程以实现单一进程空间，每个节点有一个节点管理程序，每个本地进程有一个虚拟进程对象vproc，vproc保留每个父进程和子进程的信息，实现了全局进程的管理。
单一网络和I/O空间通过一致设备命名技术和单一网络技术实现。
6.4 举例解释并比较以下有关机群作业管理系统的术语：
1）串行作业与并行作业；
2）批处理作业与交互式作业；
3）机群作业和外来作业；
4）专用模式、空间共享模式、时间共享模式；
5）独立调度与组调度。
答：
1）串行作业在单节点上运行，并行作业使用多个节点。
2）批处理作业通常需要较多的资源，如大量的内存和较长的CPU时间，但不需要迅速的反应；交互式作业要求较快的周转时间，其输入输出直接指向终端设备，这些工作一般不需要大量资源，用户期望它们迅速得到执行而不必放入队列中。
3）机群作业时通过使用JMS功能分布实现的用户作业，用户服务器位于任一主机节点，资源管理器跨越所有的机群节点。外来作业在JMS之外生成的，如NOW上的一个工作站拥有者启动的外部作业，它不提交给JMS。
4）专用模式：任一时候只有一个作业在机群上运行，任一时候也只有一个作业进程分配给一个节点。空间共享模式：多个作业可以在不重叠的节点区域上运行。时间共享模式：在专用模式和空间共享模式下，只有一个用户进程分配给一个节点，但是所有的系统进程或监护程序仍在同一个节点上运行。
5）独立调度：各节点OS进行自己的调度，但这会显著损坏并行作业的性能，因为并行作业的进程间需要交互。组调度：将并行作业的所有进程一起调度。一个进程激活时，所有进程都被激活。
6.5 针对LSF回答下列问题：
1）对LSF的四种作业类型各举一个例子；
2）举一个例子说明外来作业；
3）对一个有1000个服务器的机群，为什么LSF负载分配机制优于：1整个机群只有一个LIM或者2所有LIM都是主机？说明原因。
答：
1）交互式：用户使用lshosts命令就可以列出每个服务器节点的静态资源，实现交互。批处理：lsbatch实用程序允许通过LSF提交、监控和执行批处理作业。串行：用户一旦进入lstcsh shell，发送的每条命令自动在最适合的节点上执行。并行：lsmake实用程序是UNIX make实用程序时一个并行版本，允许在多个节点同时处理一个Makefile。2）不通过LSF执行的称为外来作业。例如执行一些本地作业：字处理，web网络浏览等。3）机群的服务器数目太多，如果只采用一个LIM会导致LIM的负责过重，不能及时的处理响应所有服务器的请求和分派所有机群作业；如果采用2会导致LIM之间相互交换负载信息过多，导致网络通信量过大。
6.6 为什么在分布式文件系统中，UNIX语义难以实现？有哪些放松的文件共享语义？采用放松的文件共享语义会有一些什么缺点？
答：
在UNIX语义中，一个修改过的块应该立刻被所有其他应用程序见到。然而分布式的文件系统中，多个节点可能存放了同一文件块的拷贝，当其中一个节点修改文件可的拷贝时，其他节点不能立刻就知道，这就使得UNIX语义难以实现。放松的文件共享语义有：对话语义、类事物语义、不可改变的共享文件语义等。采用放松的文件共享语义要求应用程序员修改程序代码，以适用这种新的语义，这就增加了程序员的负担。
6.7 试解释在机群并行文件系统中，为什么采用软件RAID、高速缓存机制和预取能够提高文件系统性能。
答：
软件RAID是文件系统负责分布数据和维护容错级别，能够和RAID5有一样的性能，实现机群磁盘间的数据分布，提高了I/O系统的传输带宽。高速缓存是将应用程序要取的块放在
CACHE中，根据局部性原理，应用程序可以基本上从CACHE中读取数据块，而不要通过读取内存或硬盘，提高了读取速度。预取是在真正读取数据块之前就将这些数据块读入内存，这也提高了I/O性能，改善了文件系统性能。
6.8 讨论并行文件系统协作化高速缓存的基本技术前提是什么？这个前提有什么意义？答：
基本技术前提是互联网络的速度很快，一个节点需要的文件块在其他节点的缓存中，那么就不需要从磁盘读，而是直接从其他节点的缓存中读出。这个前提的意义是可以提高系统的性能，使得节点间的协作化缓存变得更有意义。
6.9 回答以下关于Berkeley NOW项目的问题：
1）Berkeley NOW项目支持单一系统映像的哪几个方面？即单入口点、单文件层次结构、单控制点、单存储空间、单进程空间哪个的哪几项？并解释如何支持。
2）解释Berkeley NOW项目用来提高性能的四个结构特征。
3）解释Berkeley NOW项目和SP机群四个体系结构的差异，并讨论各自的优点。
答：
1）通过用户级整个机群软件GLUNIX，提供单一系统映像。开发了一种新的无服务器网络文件系统xFS，以支持单一文件层次结构。
2）主动消息通信协议，支持有效的通信；机群软件GLUNIX提供单一的系统映像、资源管理和可用性；xFS支持可扩放性和单一文件层次结构的高可用性；软件框架WebOS构筑高可用性、渐增可扩放性。
3）SP机群的体系结构特征：每个节点都是RS/600工作站，并有自己的局部磁盘；每个节点内驻留一个完整的AIX；各节点通过其I/O总线连接到专门设计的多级高速网络；
尽量使用标准工作站部件。这样的优点是简单性和灵活性。
6.10考虑xFS，并回答下列问题：
1）解释xFS和集中式文件服务器的两个不同点，并讨论各自的优点；
2）解释xFS用来提高可用性的主要技术；
3）解释xFS用来减轻小—写问题的主要技术。
答：
1）无服务器文件系统xFS将文件服务的功能分布到机器的所有节点上，xFS中所有的服务器和客户的功能由分散的所有节点实现之。这与集中文件服务器的中央存储、中央缓存、中央管理不同。xFS的优点是采用分布式管理和协同文件缓存以及冗余磁盘阵列，这提高了系统的可用性以及I/O的性能和吞吐量。集中式文件服务器会减少缓存的不一致性，管理简单。
2）xFS提高可用性的主要技术是采用廉价冗余磁盘阵列RAID。无工作站文件系统能用来生成软件RAID，以提高性能和高可用性。现在xFS使用单奇偶校验磁盘条。一个文件数据块在多个存储服务器节点上按条划分，在另一个节点上有奇偶校验块。如果一个节点失效，失效磁盘的内容，可利用其余盘和奇偶盘之异或操作重建之。
3）xFS使用日志条的方法解决小—写问题：每个用户首先将写接合到各用户的日志上；然后此日志采用日志段提交给磁盘，每个段系由K-1个日志片组成，它与奇偶校验片以道送给K个存储服务器。
第七章分布式共享存储系统
7.1什么是分布式共享存储系统，它相对于共享存储系统与分布式系统有哪些优点？
答：分布式共享存储系统，是把共享存储器分成许多模块并分布于各处理机之中。分布式系
统中采用消息传递通信，性能提高了，但多地址空间不利于程序员编程。共享存储系统支持传统的单地址空间，但共享必然引起冲突，形成瓶颈，于是分布式共享存储系统结合两者的优点。
7.2释放一致性模型(RC)把处理器一致性(PC)和弱一致性模型(WC)的优点结合在一起了。
试回答下面有关这些一致性模型的问题：
a)比较这三种一致性模型的实现要求。
b)评论每种一致性模型的优缺点。
答：a)处理器一致性要求：①在任一取数操作LOAD允许被执行之前，所有在同一处理器中先于这一LOAD的取数操作都已完成；②在任一存数操作STORE允许执行之前，所有在同一处理器中先于这一STORE的访存操作（包括取数操作和存数操作）都已完成。弱一致性模型要求：①同步操作的执行满足顺序一致性条件；②在任一普通访存操作允许被执行之前，所有在同一处理器中先于这一访存操作的同步操作都已完成；③在任一同步操作允许被执行之前，所有在同一处理器中先于这一同步操作的普通访存操作都已完成。释放一致性模型要求：①在任一普通访存操作允许被执行之前，所有在同一处理器中先于这一访存操作的获取操作acquire都已完成；②在任一释放操作release允许被执行之前，所有在同一处理器中先于这一release的普通访存操作都已完成；③同步操作的执行满足顺序一致性条件。
b)三种模型对存储顺序要求逐渐降低，可优化程度逐渐增加，但是对程序员的要求也越来越高，所以释放性一致性是性能与复杂度的折中。
7.3在DSM系统的顺序一致性存储模型下，有三个并行执行的进程如下所示，试问001110是不是一个合法的输出？并加以解释。
ones表示1矩阵 zeros表示0矩阵 ones(4)表示4x4的1矩阵 zeros(4)表示4x4的0矩阵 zeros(4,5)表示4x5的矩阵 eye(10,10)表示10x10的单位矩阵 rand(4,5)表示4x5的伴随矩阵 det(a)表示计算a的行列式 inv(a)表示计算a的逆矩阵 Jordan(a)表示求a矩阵的约当标准块rank(a)表示求矩阵a的秩 [v,d]=eig(a)对角矩阵 b=a’表示求a矩阵的转置矩阵 sqrt表示求平方根 exp表示自然指数函数 log自然对数函数 abs绝对值 第一章 一、5（1） b=[97 67 34 10;-78 75 65 5;32 5 -23 -59]; >> c=[97 67;-78 75;32 5;0 -12]; >> d=[65 5;-23 -59;54 7]; >> e=b*c e = 5271 11574 -11336 664 1978 3112 （2）a=50:1:100 二、1 、x=-74; y=-27; z=(sin(x.^2+y.^2))/(sqrt(tan(abs(x+y)) )+pi) z = -0.0901 2、a=-3.0:0.1:3.0; >> b=exp(-0.3*a).*sin(a+0.3) 3、x=[2 4;-0.45 5]; y=log(x+sqrt(1+x.^2))/2
y = 0.7218 1.0474 -0.2180 1.1562 4、a*b表示a矩阵和b矩阵相乘 a.*b表示a矩阵和b矩阵单个元素相乘A(m,n)表示取a矩阵第m行，第n列 A(m,:)表示取a矩阵第m行的全部元素A(:,n)表示取a矩阵的第n列全部元素 A./B表示a矩阵除以b矩阵的对应元素， B.\A等价于A./B A.^B表示两个矩阵对应元素进行乘方运算 A.^2表示a中的每个元素的平方 A^2表示A*A 例：x=[1,2,3]; y=[4,5,6]; z=x.^y z= 1 3 2 729 指数可以是标量（如y=2）.底数也可以是标量（如x=2） 5、a=1+2i; >> b=3+4i; >> c=exp((pi*i)/6) c = 0.8660 + 0.5000i d=c+a*b/(a+b) d = 1.6353 + 1.8462i 第二章 二、4、（1） y=0;k=0; >> while y<3 k=k+1; y=y+1/(2*k-1); end >> display([k-1,y-1/(2*k-1)]) ans =
2014年分析化学课后作业参考答案 P25： 1．指出在下列情况下，各会引起哪种误差？如果是系统误差，应该采用什么方法减免？ （1） 砝码被腐蚀； （2） 天平的两臂不等长； （3） 容量瓶和移液管不配套； （4） 试剂中含有微量的被测组分； （5） 天平的零点有微小变动； （6） 读取滴定体积时最后一位数字估计不准； （7） 滴定时不慎从锥形瓶中溅出一滴溶液； （8） 标定HCl 溶液用的NaOH 标准溶液中吸收了CO 2。 答:（1）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （2）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （3）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （4）系统误差中的试剂误差。减免的方法：做空白实验。 （5）随机误差。减免的方法：多读几次取平均值。 （6）随机误差。减免的方法：多读几次取平均值。 （7）过失误差。 （8）系统误差中的试剂误差。减免的方法：做空白实验。 3．滴定管的读数误差为±0.02mL 。如果滴定中用去标准溶液的体积分别为2mL 和20mL 左右，读数的相对误差各是多少？从相对误差的大小说明了什么问题？ 解：因滴定管的读数误差为mL 02.0±，故读数的绝对误差mL a 02.0±=E 根据%100?T E = E a r 可得 %1%100202.02±=?±= E mL mL mL r %1.0%1002002.020±=?±=E mL mL mL r 这说明，量取两溶液的绝对误差相等，但他们的相对误差并不相同。也就是说，当被测定的量较大时，测量的相对误差较小，测定的准确程度也就较高。 4．下列数据各包括了几位有效数字？ （1）0.0330 (2) 10.030 (3) 0.01020 (4) 8.7×10-5 (5) pKa=4.74 (6) pH=10.00 答：（1）三位有效数字 （2）五位有效数字 （3）四位有效数字 （4） 两位有效数字 （5） 两位有效数字 （6）两位有效数字 9．标定浓度约为0.1mol ·L -1 的NaOH ，欲消耗NaOH 溶液20mL 左右，应称取基准物质H 2C 2O 4·2H 2O 多少克？其称量的相对误差能否达到0. 1%？若不能，可以用什么方法予以改善？若改用邻苯二甲酸氢钾为基准物，结果又如何？ 解：根据方程2NaOH+H 2C 2O 4·H 2O==Na 2C 2O 4+3H 2O 可知， 需H 2C 2O 4·H 2O 的质量m 1为：
第一章质点运动学 1、(习题1.1)：一质点在xOy 平面内运动，运动函数为2 x =2t,y =4t 8-。（1）求质点的轨道方程；（2）求t =1 s t =2 s 和时质点的位置、速度和加速度。 解：（1）由x=2t 得， y=4t 2-8 可得： y=x 2 -8 即轨道曲线 （2）质点的位置 ： 2 2(48)r ti t j =+- 由d /d v r t =则速度： 28v i tj =+ 由d /d a v t =则加速度： 8a j = 则当t=1s 时，有 24,28,8r i j v i j a j =-=+= 当t=2s 时，有 48,216,8r i j v i j a j =+=+= 2、（习题1.2）： 质点沿x 在轴正向运动，加速度kv a -=，k 为常数．设从原点出发时速 度为0v ，求运动方程)(t x x =. 解： kv dt dv -= ??-=t v v kdt dv v 001 t k e v v -=0 t k e v dt dx -=0 dt e v dx t k t x -?? =0 00 )1(0 t k e k v x --= 3、一质点沿x 轴运动，其加速度为a = 4t (SI)，已知t = 0时，质点位于x 0=10 m 处，初速度v 0 = 0．试求其位置和时间的关系式． 解： =a d v /d t 4=t d v 4=t d t ? ?=v v 0 d 4d t t t v 2=t 2 v d =x /d t 2=t 2 t t x t x x d 2d 0 20 ?? = x 2= t 3 /3+10 (SI) 4、一质量为m 的小球在高度h 处以初速度0v 水平抛出，求： （1）小球的运动方程； （2）小球在落地之前的轨迹方程； （3）落地前瞬时小球的 d d r t ，d d v t ，t v d d . 解：（1） t v x 0= 式（1） 2gt 21h y -= 式（2） 201 ()(h -)2 r t v t i gt j =+ （2）联立式（1）、式（2）得 2 2 v 2gx h y -= （3） 0d -gt d r v i j t = 而落地所用时间 g h 2t = 所以 0d -2g h d r v i j t = d d v g j t =- 2 202y 2x )gt (v v v v -+=+= 21 20 212202)2(2])([gh v gh g gt v t g dt dv +=+=
5－10 某线性调制系统的输出信噪比为20dB ，输出噪声功率为9 10W ，由发射机输出端到解调器输 入端之间总的传输损耗为100dB ，试求： （1）DSB/SC 时的发射机输出功率； （2）SSB/SC 时的发射机输出功率。 解：设发射机输出功率为S T ，解调器输入信号功率为Si,则传输损耗K= S T /Si=100(dB). （1）DSB/SC 的制度增益G=2，解调器输入信噪比 相干解调时：Ni=4No 因此，解调器输入端的信号功率： 发射机输出功率： （2）SSB/SC 制度增益G=1，则 解调器输入端的信号功率 发射机输出功率： 6-1设二进制符号序列为 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性码波形、双极性码波形、单极性归零码波形、双极性归零码波形、二进制差分码波形及八电平码波形。 解：各波形如下图所示：
6-8已知信息代码为1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1，求相应的AMI码及HDB3码，并分别画出它们的波形图。 解：
6-11设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成总特性为H(ω)，若要求以2/Ts 波特的速 率进行数据传输，试检验图P5-7各种H(ω)是否满足消除抽样点上码间干扰的条件？ (a ) (c ) (d ) 解：无码间干扰的条件是： ??? ??? ?> ≤=???? ? ?+=∑s s i s s eq T T T T i H H π ωπ ωπωω02)( (a ) ??? ? ?? ?> =≤=s s T B T H π ωππ ωω021)( 则 s T B 21= ，无码间干扰传输的最大传码率为：s s B T T B R 212max <= = 故该H (ω)不满足消除抽样点上码间干扰的条件。 (b ) ??? ? ?? ?> =≤=s s T B T H π ωππ ωω0231)( 则 s T B 23= ，无码间干扰传输的最大传码率为：s s B T T B R 232max >= = 虽然传输速率小于奈奎斯特速率，但因为R Bmax 不是2/T s 的整数倍，所以仍然不能消除码间干扰。故该H (ω)不满足消除抽样点上码间干扰的条件。 (c ) 如下图所示，H (ω)的等效H eq (ω)为：
分析化学第五版习题答案详解（下） 第五章配位滴定法 思考题答案 1.EDTA与金属离子的配合物有哪些特点? 答:(1)EDTA与多数金属离子形成1?1配合物;(2)多数EDTA-金属离子配合物稳定性较强(可形成五个五原子环); (3)EDTA与金属配合物大多数带有电荷,水溶性好,反应速率快;(4)EDTA与无色金属离子形成的配合物仍为无色,与有色金属离子形成的配合物颜色加深。 2.配合物的稳定常数与条件稳定常数有何不同?为什么要引用条件稳定常数? 答:配合物的稳定常数只与温度有关,不受其它反应条件如介质浓度、溶液pH值等的影响;条件稳定常数是以各物质总浓度表示的稳定常数,受具体反应条件的影响,其大小反映了金属离子,配位体和产物等发生副反应因素对配合物实际稳定程度的影响。 3.在配位滴定中控制适当的酸度有什么重要意义?实际应用时应如何全面考虑选择滴定时的pH? 答:在配位滴定中控制适当的酸度可以有效消除干扰离子的影响,防止被测离子水解,提高滴定准确度。具体控制溶液pH值范围时主要考虑两点:(1)溶液酸度应足够强以消去干扰离子的影响,并能准确滴定的最低pH值;(2)pH值不能太大以防被滴定离子产生沉淀的最高pH值。
4.金属指示剂的作用原理如何?它应该具备那些条件? 答:金属指示剂是一类有机配位剂,能与金属形成有色配合物,当被EDTA等滴定剂置换出来时,颜色发生变化,指示终点。金属指示剂应具备如下条件:(1)在滴定的pH范围内,指示剂游离状态的颜色与配位状态的颜色有较明显的区别;(2)指示剂与金属离子配合物的稳定性适中,既要有一定的稳定性K’MIn>104,又要容易被滴定剂置换出来,要求K’MY/K’MIn ≥104(个别102);(3)指示剂与金属离子生成的配合物应易溶于水;(4)指示剂与金属离子的显色反应要灵敏、迅速,有良好的可逆性。 5.为什么使用金属指示剂时要限定适宜的pH?为什么同一种指示剂用于不同金属离子滴定时,适宜的pH条件不一定相同? 答:金属指示剂是一类有机弱酸碱,存在着酸效应,不同pH时指示剂颜色可能不同,K’MIn不同,所以需要控制一定的pH值范围。指示剂变色点的lgK’Min应大致等于pMep, 不同的金属离子由于其稳定常数不同,其pMep也不同。金属指示剂不象酸碱指示剂那样有一个确定的变色点。所以,同一种指示剂用于不同金属离子滴定时,适宜的pH条件不一定相同。 6.什么是金属指示剂的封闭和僵化?如何避免? 答:指示剂-金属离子配合物稳定常数比EDTA与金属离子稳定常数大,虽加入大量EDTA也不能置换,无法达到终点,称为指示剂的封闭,产生封闭的离子多为干扰离子。消除方法:可加入掩蔽剂来掩蔽能封闭指示剂的离子或更换指示剂。指示剂或指示剂-金属离子配合物溶解度较小, 使得指示剂与滴定剂的置换速率缓慢,使终点拖长,称为指示剂的僵化。消除方法:可加入适当有机溶剂或加热以增大溶解度。
离散数学习题答案 习题一及答案：（P14-15） 14、将下列命题符号化： （5）李辛与李末是兄弟 解：设p ：李辛与李末是兄弟，则命题符号化的结果是p （6）王强与刘威都学过法语 解：设p ：王强学过法语；q ：刘威学过法语；则命题符号化的结果是p q ∧ （9）只有天下大雨，他才乘班车上班 解：设p ：天下大雨；q ：他乘班车上班；则命题符号化的结果是q p → ` （11）下雪路滑，他迟到了 解：设p ：下雪；q ：路滑；r ：他迟到了；则命题符号化的结果是()p q r ∧→ 15、设p ：2+3=5. q ：大熊猫产在中国. r ：太阳从西方升起. 求下列复合命题的真值： （4）()(())p q r p q r ∧∧???∨?→ 解：p=1，q=1，r=0， ()(110)1p q r ∧∧??∧∧??， (())((11)0)(00)1p q r ?∨?→??∨?→?→? * ()(())111p q r p q r ∴∧∧???∨?→??? 19、用真值表判断下列公式的类型： （2）()p p q →?→? 解：列出公式的真值表，如下所示：
20、求下列公式的成真赋值： （4）()p q q ?∨→ 解：因为该公式是一个蕴含式，所以首先分析它的成假赋值，成假赋值的条件是： ()10p q q ?∨??? ???0 0p q ????? 所以公式的成真赋值有：01，10，11。 【 习题二及答案：（P38） 5、求下列公式的主析取范式，并求成真赋值： （2）()()p q q r ?→∧∧ 解：原式()p q q r ?∨∧∧q r ?∧()p p q r ??∨∧∧ ()()p q r p q r ??∧∧∨∧∧37m m ?∨，此即公式的主析取范式， 所以成真赋值为011，111。 *6、求下列公式的主合取范式，并求成假赋值： | （2）()()p q p r ∧∨?∨ 解：原式()()p p r p q r ?∨?∨∧?∨∨()p q r ??∨∨4M ?，此即公式的主合取范式， 所以成假赋值为100。 7、求下列公式的主析取范式，再用主析取范式求主合取范式： （1）()p q r ∧∨ 解：原式()(()())p q r r p p q q r ?∧∧?∨∨?∨∧?∨∧ ()()()()()()p q r p q r p q r p q r p q r p q r ?∧∧?∨∧∧∨?∧?∧∨?∧∧∨∧?∧∨∧∧ ()()()()()p q r p q r p q r p q r p q r ??∧?∧∨?∧∧∨∧?∧∨∧∧?∨∧∧ 13567m m m m m ?∨∨∨∨，此即主析取范式。
第一章习题 一、单项选择题 1．数据库（DB），数据库系统（DBS）和数据库管理系统（DBMS）之间的关系是（A）。 A. DBS包括DB和DBMS B. DBMS包括DB和DBS C. DB包括DBS和DBMS D. DBS就是DB，也就是DBMS 2. 下面列出的数据库管理技术发展的三个阶段中，没有专门的软件对数据进行管理的是（D）。 I．人工管理阶段 II．文件系统阶段 III．数据库阶段 A. I 和II B. 只有II C. II 和III D. 只有I 3. 下列四项中，不属于数据库系统特点的是（C）。 A. 数据共享 B. 数据完整性 C. 数据冗余度高 D. 数据独立性高 4. 数据库系统的数据独立性体现在（B）。 A.不会因为数据的变化而影响到应用程序 B.不会因为系统数据存储结构与数据逻辑结构的变化而影响应用程序 C.不会因为存储策略的变化而影响存储结构 D.不会因为某些存储结构的变化而影响其他的存储结构
5. 要保证数据库的数据独立性，需要修改的是（C）。 A. 模式与外模式 B. 模式与内模式 C. 三层之间的两种映射 D. 三层模式 6. 要保证数据库的逻辑数据独立性，需要修改的是（A）。 A. 模式与外模式的映射 B. 模式与内模式之间的映射 C. 模式 D. 三层模式 7. 用户或应用程序看到的那部分局部逻辑结构和特征的描述是（C），它是模式的逻辑子集。 A.模式 B. 物理模式 C. 子模式 D. 内模式 8. 下述（B）不是DBA数据库管理员的职责。 A.完整性约束说明 B. 定义数据库模式 C.数据库安全 D. 数据库管理系统设计 9. 常见的数据模型有三种，它们是（B） A 网状、关系和语义 B 层次、关系和网状 C 环状、层次和关系 D 字段名、字段类型和记录 10. 在E-R图中，用来表示属性的图形是（B） A 矩形 B 椭圆形 C 菱形 D 平行四边形 二、填空题 1. 描述数据库全体数据的全局逻辑结构和特性的是_____模式______。 2. ____数据的物理独立性__________是指数据库的物理（存储）结构改变时，
3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？ 解：KPa .1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝 1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。已知该液体密度 为900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。试计算容器中液面上方的表压。 解：kPa Pa gm ρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378 .081.990045.081.9106.13300==-=??-???=-==+ 1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。已知 硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量 流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解: (1) 大管: mm 476?φ h kg ρq m V s /1647918319=?=?= s m d q u V /69.0068.0785.03600/9785.02 21=?== s m kg u G ?=?==211/4.1263183169.0ρ (2) 小管: mm 5.357?φ 质量流量不变 h kg m s /164792= s m d q u V /27.105.0785.03600/9785.02 222=?== 或: s m d d u u /27.1)50 68(69.0)(222112=== s m kg u G ?=?=?=222/4.2325183127.1ρ 1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。 解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～ 2-2’间列柏努 力方程: f W u p g Z u p g Z ∑+++=++222221112 121ρρ
第一章 习题4-1．求图示平面力系的合成结果，长度单位为m。 解：(1) 取O点为简化中心，求平面力系的主矢： 求平面力系对O点的主矩： (2) 合成结果：平面力系的主矢为零，主矩不为零，力系的合成结果是一个合力 偶，大小是260Nm，转向是逆时针。 习题4－3．求下列各图中平行分布力的合力和对于A点之矩。 解：(1) 平行力系对A点的矩是： 取B点为简化中心，平行力系的主矢是： 平行力系对B点的主矩是： 向B点简化的结果是一个力R B和一个力偶M B，且： 1word版本可编辑.欢迎下载支持.
2word 版本可编辑.欢迎下载支持. 如图所示； 将R B 向下平移一段距离d ，使满足： 最后简化为一个力R ，大小等于R B 。 其几何意义是：R 的大小等于载荷分布的 矩形面积，作用点通过矩形的形心。 (2) 取A 点为简化中心，平行力系的主矢是： 平行力系对A 点的主矩是： 向A 点简化的结果是一个力R A 和一个力偶M A ，且： 如图所示； 将R A 向右平移一段距离d ，使满足： 最后简化为一个力R ，大小等于R A 。其几何意义是：R 的大小等于载荷分布的三角形面积，作用点通过三角形的形心。
习题4-4．求下列各梁和刚架的支座反力，长度单位为m。解：(1) 研究AB杆，受力分析，画受力图：列平衡方程： 解方程组： 反力的实际方向如图示。 校核： 结果正确。 (2) 研究AB杆，受力分析，将线性分布的载荷简化成一个集中力，画受力图： 3word版本可编辑.欢迎下载支持.
列平衡方程： 解方程组： 反力的实际方向如图示。校核： 结果正确。(3) 研究ABC，受力分析，将均布的载荷简化成一个集中力，画受力图：列平衡方程： 解方程组： 4word版本可编辑.欢迎下载支持.
第一章计算机系统概论 p.19 1.1 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？ 计算机系统：计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体 计算机硬件：计算机的物理实体 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要 1.2如何理解计算机系统的层次结构？ 实际机器M1向上延伸构成了各级虚拟机器，机器M1内部也可向下延伸而形成下一级的微程序机器M0，硬件研究的主要对象归结为传统机器M1和微程序机器M0，软件研究对象主要是操作系统及以上的各级虚拟机 1.3说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。 机器语言是可以直接在机器上执行的二进制语言 汇编语言用符号表示指令或数据所在存储单元的地址，使程序员可以不再使用繁杂而又易错的二进制代码来编写程序 高级语言对问题的描述十分接近人们的习惯，并且还具有较强的通用性 1.4如何理解计算机组成和计算机体系结构？ 计算机体系结构是对程序员可见的计算机系统的属性 计算机组成对程序员透明，如何实现计算机体系结构所体现的属性 1.5冯·诺依曼计算机的特点是什么？ 由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成 指令和数据以同一形式（二进制形式）存于存储器中 指令由操作码、地址码两大部分组成 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行 以运算器为中心（原始冯氏机） 1.6画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。 计算机硬件各部件 运算器：ACC, MQ, ALU, X 控制器：CU, IR, PC 主存储器：M, MDR, MAR I/O设备：设备，接口 计算机技术指标： 机器字长：一次能处理数据的位数，与CPU的寄存器位数有关 存储容量：主存：存储单元个数×存储字长 运算速度：MIPS, CPI, FLOPS 1.7解释概念 主机：计算机硬件的主体部分，由 CPU+MM（主存或内存）组成 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位 存储元件/存储基元/存储元：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，不能单独存取 存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位 存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数
操作系统教程第5版课后答案 费祥林、骆斌编著 第一章操作系统概论 习题一 一、思考题 1.简述现代计算机系统的组成及层次结构。 答：现代计算机系统由硬件和软件两个部分组成。是硬件和软件相互交织形成的集合体，构成一个解决计算问题的工具。硬件层提供基本可计算的资源，包括处理器、寄存器、内存、外存及I/O设备。软件层由包括系统软件、支撑软件和应用软件。其中系统软件是最靠近硬件的。 2、计算机系统的资源可分成哪几类？试举例说明。 答：包括两大类，硬件资源和信息资源。硬件资源分为处理器、I/O设备、存储器等；信息资源分为程序和数据等。 3.什么是操作系统？操作系统在计算机系统中的主要作用是什么？ 答：操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。 操作系统在计算机系统中主要起4个方面的作用。 （1）服务用户观点——操作系统提供用户接口和公共服务程序 （2）进程交互观点——操作系统是进程执行的控制者和协调者 （3）系统实现观点——操作系统作为扩展机或虚拟机 （4）资源管理观点——操作系统作为资源的管理者和控制者 4.操作系统如何实现计算与操作过程的自动化？ 答：大致可以把操作系统分为以下几类：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。其中批处理操作系统能按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行，实现计算机操作的自动化。又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行，多个作业可自动、顺序地被装入运行。批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器，中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备，这样可以充分利用计算机系统的资源，缩短作业时间，提高系统的吞吐率 5．操作系统要为用户提供哪些基本的和共性的服务？ 答：（1）创建程序和执行程序；（2）数据I/O和信息存取；（3）通信服务；（4）差错检测和处理。为了保证高效率、高质量的工作，使得多个应用程序能够有效的共享系统资源，提高系统效率，操作系统还具备一些其他的功能：资源分配，统计，保护等。 6.试述操作系统所提供的各种用户接口。 答：操作系统通过程序接口和操作接口将其服务和功能提供给用户。程序接口由一组系统调用组成，在应用程序中使用“系统调用”可获得操作系统的低层服务，访问或使用系统管理的各种软硬件资源，是操作系统对外提供服务和功能的手段；操作接口由一组命令和（或）作业控制语言组成，是操作系统为用户提
全新版大学英语综合教程（第二版） 2 TextA 参考答案 Unit 1 Text A After listening 1.much more advanced 2.apply some academic pressure, gave in to his pleas/gave up 3. a duck takes to water 4.memorizing (stuff), thinking 5.ample space to grow Text Organization 1-1 The text begins with an anecdote. 1-2 His thoughts are mainly about different approaches to learning in China and the West. 1-3 He winds up the text with a suggestion in the form of a question. 2. 1, show a child how to do something, or teach by holding the hand; teach children that they should rely on themselves for solutions to problems. 2,give greater priority to developing skills at an early age,believing that creativiy can be promoted over time. Put more emphasis on fostering creativity in young children, thinking skills can be picked up later. Language Sense Enhancement (1) summarizing (2)value originality and independence (3)contrast between (4) in terms of (5)harbor (6)fearful
《数据库系统及应用》（第二版）习题解答习题一 1.什么是数据库？ 数据库是相互关联的数据的集合，它用综合的方法组织数据，具有较小的数据冗余，可供多个用户共享，具有较高的数据独立性，具有安全控制机制，能够保证数据的安全、可靠，允许并发地使用数据库，能有效、及时地处理数据，并能保证数据的一致性和完整性。 2.简要概述数据库、数据库管理系统和数据库系统各自的含义。 数据库、数据库管理系统和数据库系统是三个不同的概念，数据库强调的是相互关联的数据，数据库管理系统是管理数据库的系统软件，而数据库系统强调的是基于数据库的计算机应用系统。 3.数据独立性的含义是什么？ 数据独立性是指数据的组织和存储方法与应用程序互不依赖、彼此独立的特性。这种特性使数据的组织和存储方法与应用程序互不依赖，从而大大降低应用程序的开发代价和维护代价。 4.数据完整性的含义是什么？ 保证数据正确的特性在数据库中称之为数据完整性。 5.简要概述数据库管理员的职责。 数据库管理员的职责可以概括如下： (1)首先在数据库规划阶段要参与选择和评价与数据库有关的计算机软件和硬件，要与数据库用户共同确定数据库系统的目标和数据库应用需求，要确定数据库的开发计划； (2)在数据库设计阶段要负责数据库标准的制定和共用数据字典的研制，要负责各级数据库模式的设计，负责数据库安全、可靠方面的设计； (3)在数据库运行阶段首先要负责对用户进行数据库方面的培训；负责数据库的转储和恢复；负责对数据库中的数据进行维护；负责监视数据库的性能，并调整、改善数据库的性能，提高系统的效率；继续负责数据库安全系统的管理；在运行过程中发现问题、解决问题。 6.文件系统用于数据管理存在哪些明显的缺陷？ 文件系统用于数据管理明显存在如下缺陷： (1)数据冗余大。这是因为每个文件都是为特定的用途设计的，因此就会造成同样的数
3．在大气压力为的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少 解： KPa .1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝 1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。试计算容器中液面上方的表压。 解： kPa Pa gm ρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.133 00==-=??-???=-==+ 1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解: (1) 大管: mm 476?φ h kg ρq m V s /1647918319=?=?= s m d q u V /69.0068.0785.03600 /9785.02 21=?== s m kg u G ?=?==2 11/4.1263183169.0ρ (2) 小管: mm 5.357?φ ! 质量流量不变 h kg m s /164792= s m d q u V /27.105.0785.03600 /9785.02 2 22=?== 或: s m d d u u /27.1)50 68 (69.0)( 222112=== s m kg u G ?=?=?=2 22/4.2325183127.1ρ 1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且 高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。 解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～ 2-2’间列柏努力方程: f W u p g Z u p g Z ∑+++=++ 2 222211 12 121ρρ
七、答案和提示 （一）旁栏思考题 1.为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶？ 答：酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长，因此含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。 2.为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不吃存放时间过长、变质的蔬菜？ 答：有些蔬菜，如小白菜和萝卜等，含有丰富的硝酸盐。当这些蔬菜放置过久发生变质（发黄、腐烂）或者煮熟后存放太久时，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。 3.为什么泡菜坛内有时会长一层白膜？你认为这层白膜是怎么形成的？ 答：形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖。 （二）练习 2.答：果酒的制作主要利用的是酵母菌的酒精发酵，果醋的制作利用的是醋酸菌将酒精转变为醋酸的代谢，腐乳的制作利用的主要是毛霉分泌的蛋白酶等酶类，泡菜的制作利用的是乳酸菌的乳酸发酵。 传统发酵技术都巧妙地利用了天然菌种，都为特定的菌种提供了良好的生存条件，最终的发酵产物不是单一的组分，而是成分复杂的混合物。 七、答案和提示 （一）旁栏思考题 1.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么目的？
答：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。 2.请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如果需要，请选择合适的方法。 （1）培养细菌用的培养基与培养皿 （2）玻棒、试管、烧瓶和吸管 （3）实验操作者的双手 答：（1）、（2）需要灭菌；（3）需要消毒。 （二）倒平板操作的讨论 1.培养基灭菌后，需要冷却到50 ℃左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？ 提示：可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时，就可以进行倒平板了。 2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？ 答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。 3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？ 答：平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。 4.在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？ 答：空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生，因此最好不要用这个平板培养微生物。 （三）平板划线操作的讨论 1.为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？
第一章操作系统引论 思考与练习题 1.什么是操作系统它的主要功能是什么 2.什么是多道程序设计技术多道程序设计技术的主要特点是什么 3.批处理系统是怎样的一种操作系统它的特点是什么 4.什么是分时系统什么是实时系统试从交互性，及时性，独立性，多路性，可靠性等几个 方面比较分时系统和实施系统。 5.实时系统分为哪俩种类型 6.操作系统主要特征是什么 7.操作系统也用户的接口有几种它们各自用在什么场合 8.“操作系统是控制硬件的软件”这一说法确切吗为什么 9.设内存中有三道程序，A,B,C，它们按A~B~C的先后顺序执行，它们进行“计算”和“I/o 操作”的时间如表1-2所示，假设三道程序使用相同的I/O设备。 (1)试画出单道运行时三道程序的时间关系图，并计算完成三道程序要花多少时间。 (2)试画出多道运行时三道程序的时间关系图，并计算完成三道程序要花多少时间。10．将下列左右两列词连接起来形成意义最恰当的5对。 DOS 网络操作系统 OS/2 自由软件 UNIX 多任务 Linux 单任务 Windows NT 为开发操作系统而设计C语言 11．选择一个现代操作系统，查找和阅读相关的技术资料，写一篇关于操作系统如何进行内存管理、存储管理、设备管理和文件管理的文章。
答案 1．答：操作系统是控制和管理计算机的软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，以方便用户使用的程序集合。 2．答：把多个独立的程序同时放入内存，使她们共享系统中的资源。 1）多道，即计算机内存中同时放多道相互独立的程序。 2）宏观上并行，是指共识进入系统的多道程序都处于运行过程。 3）微观上串行，是指在单道处理机环境下，内存中的多道程序轮流地占有CPU，交替执行。 3．答：批处理操作系统是一种基本的操作系统类型。在该系统中用户的作业被成批地输入到计算机中，然后在操作系统的控制下，用户的作业自动的执行。 特点是：资源利用率高。系统吞吐量大。平均周转时间长。无交互能力。 4．答：分时系统：允许多个终端用户同时使用计算机，在这样的系统中，用户感觉不到其他用户的存在，好像独占计算机一样。实时系统：对外输入出信息，实时系统能够 在规定的时间内处理完毕并作出反应。 1）多路性：分时系统是为多个终端用户提供服务，实时系统的多路性主要表现在 经常对多路的现场信息进行采集以及多多个对象或多个执行机构进行控制。 2）独立性：每个终端向实时系统提出服务请求时，是彼此独立的工作、互不干扰。 3）及时性：实时信息处理系统与分时系统对及时性的要求类似，都以人们能够接 受的等待时间来确定。实时控制系统对一时性的要求更高，是以控制对象所要求的 开始截止时间或完成截止时间来确定的。 5．答：（1）实时控制系统（2）实时信息处理系统。 6．答：1）并发性2）共享性3）虚拟性4）不确定性。 7．答：两种，命令接口，程序接口。 命令接口：分为联机命令接口，脱机命令接口，图形用户命令接口。方便用户直接控制自己的作业而提供的接口。 程序接口：又称系统调用，是为了用户在程序一级访问操作系统功能而设置的。8．答：不正确，因为操作系统不仅仅是控制硬件，同时它还控制计算机的软件。9．（1） 20ms+30ms+10ms+30ms+50ms+20ms+10ms+20ms+10ms=200ms （2）
习题解答 【1-1】填空： 1．本征半导体是，其载流子是和。两种载流子的浓度。 2．在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于，而少数载流子的浓度则与有很大关系。 3．漂移电流是在作用下形成的。 4．二极管的最主要特征是，与此有关的两个主要参数是和。 5．稳压管是利用了二极管的特征，而制造的特殊二极管。它工作在。描述稳压管的主要参数有四种，它们分别是、、、和。 6．某稳压管具有正的电压温度系数，那么当温度升高时，稳压管的稳压值将。7．双极型晶体管可以分成和两种类型，它们工作时有和两种载流子参与导电。 8．场效应管从结构上分成和两种类型，它的导电过程仅仅取决于载流子的流动；因而它又称做器件。 9．场效应管属于控制型器件，而双极型晶体管是控制型器件。 10．当温度升高时，双极性晶体管的β将，反向饱和电流I CEO将，正向结压降U BE将。 11．用万用表判断电路中处于放大状态的某个晶体管的类型与三个电极时，测出最为方便。 12．晶体管工作有三个区域，在放大区时，应保证和；在饱和区，应保证和；在截止区，，应保证和。 13．当温度升高时，晶体管的共射输入特性曲线将，输出特性曲线将，而且输出特性曲线之间的间隔将。 解： 1.完全纯净的半导体，自由电子，空穴，相等。 2.杂质浓度，温度。 3.少数载流子，(内)电场力。 4.单向导电性，正向导通压降U F和反向饱和电流I S。 5.反向击穿特性曲线陡直，反向击穿区，稳定电压（U Z），工作电流（I Emin），最大管耗（P Zmax）和动态电阻（r Z） 6.增大; 7.NPN，PNP，自由电子，空穴(多子，少子)。 8.结型，绝缘栅型，多数，单极型。 9.电压，电流。 10.变大，变大，变小。 11.各管脚对地电压; 12.发射结正偏，集电结反偏；发射结正偏，集电结正偏；发射结反偏，集电结反偏。 13.左移，上移，增大.。
第一套题 一、填空题 1、大多数建筑材料均应具备的性质，即材料的（基本性质）。 2、材料的（组成）及（结构）是决定材料性质的基本因素，要掌握材料的性质必须了解材料的（组成）、（结构）与材料性质之间的关系。 3、建筑材料按化学性质分三大类：（有机）、（无机）、（复合材料）。 4、建筑材料的技术性质主要有：（物理）、（力学）、（耐久性）。 5、当水与材料接触时，沿水滴表面作切线，此切线和水与材料接触面的夹角，称（润湿角）。 6、材料吸收水分的能力，可用吸水率表示，一般有两种表示方法：（质量吸水率）和（体积吸水率）。 7、材料在水作用下，保持原有性质的能力，称（耐水性），用（软化系数）表示。 8、材料抵抗压力水渗透的性质称（抗渗性），用（渗透系数）或（抗渗标号）表示。 9、材料抗渗性大小与（孔隙率）和（孔隙特征）有关。 10、材料的变形特征有两种类型（弹性）和（塑性）。 11、根据材料被破坏前塑性变形显著与否，将材料分为（塑性材料）与（脆性材料）两大类。 二、判断题 1、材料的组成，即材料的成分。（√） 2、密实材料因其V、VO、V0`相近，所以同种材料的ρ、ρ0、ρ0/相差不大。（√） 3、松散材料的ρ0、ρ0/相近。（×） 4、材料的体积吸水率就是材料的开口孔隙率。（√） 5、对于多孔的绝热材料，一般吸水率均大于100%，故宜用体积吸水率表示。（√） 6、吸水率就是含水率。（×） 7、孔隙率又称空隙率。（×） 8、冻融破坏作用是从外表面开始剥落逐步向内部深入的。（√） 9、由微细而封闭孔隙组成的材料λ小，而由粗大连通孔隙组成的材料λ大。（√） 10、传热系数与热阻互为倒数。（√） 11、水的比热容最小。（×） 三、选择题 1、某铁块的表观密度ρ0= m /（ A ）。 A、V0 B、V孔 C、V D、V0` 2、某粗砂的堆积密度ρΟ`=m/（D ）。 A、V0 B、V孔 C、V D、V0` 3、散粒材料的体积V0`=（B ）。 A、V+V孔 B、V+V孔+V空 C、V+V空 D、V+V闭 4、材料的孔隙率P=（ E ）。 A、V B、V0 C、V0` D、p` E、PK+PB(开口孔隙率加闭口孔隙率)