哈工大-计算机图形学-作业-圆弧的算法描述
计算机图形学作业
学生：XX
学号：1093710219
日期：2012/3/22
作业1
画1/8圆弧的算法描述（C语言实现）
1.设置半径R 20
2.初始化误差项d= 1-R,X=0,Y=R;
3.绘制点到八分之一圆弧
4.D<0 d = d+2X+3,X=X+1,Y=Y
D>0 d=d+2(X-Y)+5,X=X+1,Y=Y-1;
5.开始loop循环，条件X 代码实现 void BresenhamArc(Point pt) { float flaX,flaY,flaDis,flaR,betXY; /* 初始化半径R，X，Y等参数 */ flaX = 0; flaY = R; flaR =R; /* 注释部分，为了实现放大效果 */ //flaX=flaUpUnit(flaX,WIDTH/2); // flaY=flaUpUnit(flaY,HEIGHT/2); //flaR=flaUpUnit(R,WIDTH/2); // pt.x = flaUpUnit(pt.x,WIDTH/2); // pt.y = flaUpUnit(pt.y,HEIGHT/2); /* 初始化误差项d */ flaDis = 1 - flaR; betXY=flaY-flaX; /* Bresenham算法实现 */ while(betXY>0.000001f) { pt.x=(flaX+pt.x); pt.y=(flaY+pt.y); // pt.x = flaDownUnit(pt.x,WIDTH/2); // pt.y = flaDownUnit(pt.y,HEIGHT/2); DrawPoint(pt); if(flaDis <0.001f)//误差项小于0的情况 { flaDis= flaDis + 2*flaX + 3; } else {//误差项大于0的情况 flaDis = flaDis + 2*(flaX - flaY) +5; flaY = flaY -1; } flaX = flaX +1; printf("X:%10.2f , Y:%10.2f\n",flaX,flaY); betXY=flaY-flaX; } } 递推过程中的X，Y坐标（如图1-1） 图1-1 效果图（图1-2） 注：由于点阵的数太少，进行了放大效果。半径50的效果图如下： 图1-2 作业2 图中算法，从左到右分别是DDA、中点画法和Bresenham算法。算法精度比较 从实现的效果分析，可知DDA的效果略微好于中点画法，而Bresenham算法误差较大。 图2-1 算法对时间的消耗比较 从图2-2的两组数据可以看出，DDA的耗时较长（可能由于DDA进行了大量的浮点运算），中点算法在两组数据中都表现良好，并且耗时稳定（时间单位为微秒级）。Bresenham算法在我的实现中，两次数据差距较大，总体效果好于DDA，略逊于中点算法（所以个人觉得可能硬件实现应该会好得多）。 图2-2 总结 在软实现上，中点算法要好于Bresenham 和DDA算法，DDA由于算法的设计，误差小较小，可是导致了许多的浮点运算，所以比较耗时。 裁剪算法详解 在使用计算机处理图形信息时，计算机部存储的图形往往比较大，而屏幕显示的只是图的一部分。因此需要确定图形中哪些部分落在显示区之，哪些落在显示区之外，以便只显示落在显示区的那部分图形。这个选择过程称为裁剪。最简单的裁剪方法是把各种图形扫描转换为点之后，再判断各点是否在窗。但那样太费时，一般不可取。这是因为有些图形组成部分全部在窗口外，可以完全排除，不必进行扫描转换。所以一般采用先裁剪再扫描转换的方法。 (a)裁剪前 (b) 裁剪后 图1.1 多边形裁剪 1直线段裁剪 直线段裁剪算法比较简单，但非常重要，是复杂图元裁剪的基础。因为复杂的曲线可以通过折线段来近似，从而裁剪问题也可以化为直线段的裁剪问题。常 用的线段裁剪方法有三种：Cohen-Sutherland,中点分割算法和梁友栋－barskey 算法。 1.1 Cohen-Sutherland裁剪 该算法的思想是：对于每条线段P1P2分为三种情况处理。（1）若P1P2完全在窗口，则显示该线段P1P2简称“取”之。（2）若P1P2明显在窗口外，则丢弃该线段，简称“弃”之。（3）若线段既不满足“取”的条件，也不满足“弃”的条件，则在交点处把线段分为两段。其中一段完全在窗口外，可弃之。然后对另一段重复上述处理。 为使计算机能够快速判断一条直线段与窗口属何种关系，采用如下编码方法。延长窗口的边，将二维平面分成九个区域。每个区域赋予4位编码CtCbCrCl.其中各位编码的定义如下： 图1.2 多边形裁剪区域编码图5.3线段裁剪 裁剪一条线段时，先求出P1P2所在的区号code1,code2。若code1=0,且code2=0，则线段P1P2在窗口，应取之。若按位与运算code1&code2≠0，则说明两个端点同在窗口的上方、下方、左方或右方。可判断线段完全在窗口外，可弃之。否则，按第三种情况处理。求出线段与窗口某边的交点，在交点处把线段一分为二，其中必有一段在窗口外，可弃之。在对另一段重复上述处理。在实现本算法时，不必把线段与每条窗口边界依次求交，只要按顺序检测到端点的编码不为0，才把线段与对应的窗口边界求交。 Cohen-Sutherland裁减算法 #define LEFT 1 #define RIGHT 2 #define BOTTOM 4 《数据库系统基础》课后练习题 数据库系统基础 课后练习题 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 《数据库系统基础》课后练习题关系代数、关系元组演算、SQL语言 1.分别用关系代数、元组演算、SQL语句完成CAP数据库的查询。 CAP数据库有四个关系(表)： Customers(cid, cname, city, discnt), 客户定义表，描述了客户的唯一标识 cid，客户名称cname，客户所在的城市city，以及该客户购买产品时所可能给予的折扣discnt Agents(aid, aname, city, percent), 代理商定义表，描述了代理商的唯一标识aid, 代理商名称aname, 代理商所在的城市city，以及该代理商销售产品时所可能给予的佣金/提成percent(以百分比形式表达) 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 《数据库系统基础》课后练习题关系代数、关系元组演算、SQL语言 (1) 找出订单总价大于或者等于$1000的(ordno, pid)对 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 《数据库系统基础》课后练习题关系代数、关系元组演算、SQL语言 (2) 找出所有价格在$0.50和$1.00之间的商品名字，包括边界价格 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 《数据库系统基础》课后练习题关系代数、关系元组演算、SQL语言 (3) 找出订单价格低于$500的(ordno, cname)对，使用一次连接 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 《数据库系统基础》课后练习题关系代数、关系元组演算、SQL语言 (4) 找出所有三月份接受的订单的(ordno, aname)对，使用一次连接 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 2016年哈工大计算机科学与技术专业854考研真题 I．数据结构 一、选择题 1.设n是描述问题规模的非负整数，下面程序片段的时间复杂度是（）。 Int x = n * n; While (x >= 1) { X = x / 2; } A.O(log2n) B.O(n) C.O(nlog2n) D.O(n1/2) 2.需要分配一个较大的存储空间并且插入和删除操作不需要移动，元素满足以上特点的线 性表存储结构是（）。 A.单向链表 B.静态链表 C.线性链表 D.顺序表 3.已知字符串S为”ababcabcacbab”，模式串T为”abcac”。若采用KMP算法进行模式匹配， 则需要（）遍（趟匹配），就能确定T是S的子串。 A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 4.已知某棵二叉树的前序序列是1,2,3,4，则不可能为该二叉树的中序序列的是（）。 A.1,2,3,4 B.2,3,4,1 C.1,4,3,2 D.3,1,4,2 5.将森林F转换为对应的二叉树T，F中任何一个没有右兄弟的结点，在T中（）。 A.没有左子树 B.没有右子树 C.没有左子树和右子树 D.以上都不对 6.一个含有n个顶点和e条边的无向图，在其邻接矩阵存储结构中共有（）个零元素。 A. e B.2e C.n2-2e D.n2-e 7.在一棵高度为2和7阶B树中，所含关键字的个数最少是（）。 A. 5 B.7 C.8 D.14 8.设待排序的元素个数为n，则基于比较的排序最坏情况下的时间复杂度的下界为（）。 A.log2n B.n C.nlog2n D.n2 9.下面关于B树和B+树的叙述中，不正确的是（）。 A.B树和B+树都能有效地支持随机检索 B.B树和B+树都能有效地支持顺序检索 C.B树和B+树都是平衡的多路树 D.B树和B+树都可以用于文件的索引结构 10.若待排序关键字序列在排序前已按其关键字递增顺序排列，则采用（）方法比较次数最 少。 A.插入排序 B.快速排序 C.堆排序 D.选择排序 二、填空题 11.在一棵n个结点的二叉树中，所有结点的空子树个数为11 。 12.若二叉树的一个叶结点是其某子树的中序遍历序列中的第一个结点，则它必是该子树的 后序遍历序列中的第12 个结点。 13.在有n个选手参加的单循环赛中，总共将进行13 场比赛。 14.在有4033个叶子结点的完全二叉树中，叶子结点的个数为14 个。 15.一个有向图G1的反向图是将G1的所有有向边取反而得到的有向图G2，若G1和G2 的邻接矩阵分别为A，B，则A与B的关系为15 。 16.N个顶点e条边的无环路有向图，若采用邻接表作为存储结构，则拓扑排序算法的时间 复杂度为16 。 17.在10阶B树中根结点所包含的关键字最多有17 个，最少有18 个。 18.在具有12个结点的平衡二叉树（A VL树）中，查找A VL树中的一个关键字最多需要 （18）次比较。 19.对初态有序的表，最少时间的排序算法是（19）。 三、简答题 20.在n个数据中找出前K个最大元素，可以采用堆排序或败者树来实现。分别说明上述两 种实现方法的基础步骤，并分析每种方法的时间复杂度和空间复杂度。 21.假设举办一个1000人参加的学术会议，作为会议报道组的负责人，你会收到会务组为 每名参会者开具的包含其英文名字的注册费发票，同时还会收到为每位参会者提供的印有其英文名字的参会胸牌和其他会议资料。请回答以下问题： （1）如何有效地把每个参会者注册费发票和参会胸牌等其他会议资料放在一起形成一份参会资料？ （2）如何在会议报道日更有效地把每份资料发放给参会者？ 要求：说明你所使用的主要技术和相关步骤。 四、算法设计题 按以下要求设计算法： （1）描述算法设计的基本思想； （2）根据设计思想，采用C或C++或Java语言描述算法； 《传热学》复习题 一、判断题 1．稳态导热没有初始条件。（） 2．面积为A的平壁导热热阻是面积为1的平壁导热热阻的A倍。（） 3．复合平壁各种不同材料的导热系数相差不是很大时可以当做一维导热问题来处理（） 4．肋片应该加在换热系数较小的那一端。（） 5．当管道外径大于临界绝缘直径时，覆盖保温层才起到减少热损失的作用。（） 6．所谓集总参数法就是忽略物体的内部热阻的近视处理方法。（） 7．影响温度波衰减的主要因素有物体的热扩散系数，波动周期和深度。（） 8．普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。（） 9. 傅里叶定律既适用于稳态导热过程，也适用于非稳态导热过程。（） 10.相同的流动和换热壁面条件下，导热系数较大的流体，对流换热系数就较小。（） 11、导热微分方程是导热普遍规律的数学描写，它对任意形状物体内部和边界都适用。( ) 12、给出了边界面上的绝热条件相当于给出了第二类边界条件。 ( ) 13、温度不高于350℃，导热系数不小于0.12w/(m.k)的材料称为保温材料。 ( ) 14、在相同的进出口温度下，逆流比顺流的传热平均温差大。 ( ) 15、接触面的粗糙度是影响接触热阻的主要因素。 ( ) 16、非稳态导热温度对时间导数的向前差分叫做隐式格式，是无条件稳定的。 ( ) 17、边界层理论中，主流区沿着垂直于流体流动的方向的速度梯度零。 ( ) 18、无限大平壁冷却时，若Bi→∞，则可以采用集总参数法。 ( ) 19、加速凝结液的排出有利于增强凝结换热。 ( ) 20、普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。( ) 二、填空题 1．流体横向冲刷n排外径为d的管束时，定性尺寸是。 2．热扩散率（导温系数）是材料指标，大小等于。 3．一个半径为R的半球形空腔，空腔表面对外界的辐射角系数为。 4．某表面的辐射特性，除了与方向无关外，还与波长无关，表面叫做表面。 5．物体表面的发射率是ε，面积是A，则表面的辐射表面热阻是。 6．影响膜状冷凝换热的热阻主要是。 哈尔滨工业大学 <<数据库系统>> 实验报告之一 (2014年度春季学期) 实验一交互式SQL语言 一、实验目的 ●掌握SQL语句的语法 ●着重熟悉掌握利用SQL编写Select查询的方法 ●熟悉SQLite的用法 二、实验内容 ●1) 双击打开sqlite3.exe，该程序为SQLite数据库管理系统 ●2) 利用.help查看SQLite支持的控制台系统命令。注意系统命令结尾处 没有结束符“;” ●3) 阅读.help中对.databases 命令的说明，并查看输出结果 ●4) 阅读.help中对.open命令的说明，并使用该命令创建一个数据库（名 字任意）后缀名统一为“.db3”（可以没有后缀名，但不推荐） ●5) 再次运行.databases 命令，与步骤3的输出结果对比 ●6) 阅读.help中对.tables命令的说明，并使用该命令查看当前数据库的所 有表 ●7) 创建满足要求的关系表（使用create table） ●表一 ●表名：College（存储大学的信息） ●属性：cName（字符串存储的大学名字），state（字符串格式的大学所在 州），enrollment（整数形式的大学入学学费） ●表二 ●表名：Student（存储学生的信息） ●属性：sID（整数形式的学号），sName（字符串形式的学生名字），GPA （小数形式的成绩），sizeHS（整数形式的所在高中规模） ●表三 ●表名：Apply（存储学生申请学校的信息） ●属性：sID（整数形式的学号），cName（字符串形式的大学名字），major （字符串形式的专业名字），decision（字符串形式的申请结果） ●8）利用.tables查看当前数据库中的表，对比步骤6中的运行结果 ●9) 利用如下命令，将存储在txt文件中的元组导入数据库的关系中●.separator "," ●.import dbcollege.txt College ●.import dbstudent.txt Student ●.import dbapply.txt Apply 1、Using figure to illustrate the operation of RADIX-SORT on the following list of English words: COW, DOG , SEA, RUG , ROW, MOB, BOX, TAB. 2、Please write inorder, preorder and postorder tree walks of the following binary search tree. 3、Please write down the elements of dynamic programming. 4、Using a recursion tree to give an asymptotically tight solution to the recurrence T(n) = T(n/3)+T(2n/3)+cn. 5、Please give an optimal Huffman code for the following set of frequencies. Minimize 2172x x + Subject to 71=x 24321≥+x x 02≥x 03≤x 7、Solve the following linear program using SIMPLEX: maximize 215.1218x x + Subject to 2021≤+x x 121≤x 162≤x 0,21≥x x 8、Suppose A1 a 105? matrix, A2 a 310? matrix, A3 a 123? matrix, A4 a 512? matrix, A5 a 505? matrix, A6 a 650? matrix. Please give an optimal parenthesization of a matrix-chain A1A2A3A4A5A6. 9、Using a recursion tree to give an asymptotically tight solution to the recurrence T (n ) = T(n/4)+T(n/2)+ n 2. 10、Using figure to illustrate the operation of COUNTING-SORT on the array A=<6,0,2,0,1,3,4,6,1,3,2> 11、Using figure to illustrate the operation of RADIX-SORT on the following list of English words: COW, DOG , SEA, RUG , ROW, MOB, BOX, TAB. 12、Please write inorder, preorder and postorder tree walks of the following binary search tree. 13、X= 绪论 1.冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到： Q λ——与地面的导热量 f Q——与空 气的对流换热热量 注：若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热，否则可忽略不计。6．夏季：在维持20℃的室内，人体通过与空气的对流换热失去热量，但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量，最终的 总失热量减少。（T T? 外内 ） 冬季：在与夏季相似的条件下，一方面人体通过对流换热失去部分热量，另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分 热量，最终的总失热量增加。（T T? 外内 ）。挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热，减少了人体的失热量。 7．热对流不等于对流换热，对流换热 = 热对流 + 热传导热对流为基本传热方式，对流换热为非基本传热方式 8．门窗、墙壁、楼板等等。以热传导和热对流的方式。 9．因内、外两间为真空，故其间无导热和对流传热，热量仅能通过胆壁传到外界，但夹层两侧均镀锌，其间的系统辐射系数 降低，故能较长时间地保持热水的温度。 当真空被破坏掉后，1、2两侧将存在对流换热，使其保温性 能变得很差。 10．t R R A λλ = ? 1t R R A λ λ = = 221 8.331012 m --=? 11．q t λσ =? const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=（t ） 时→曲线 12. i R α 1 R λ 3 R λ 0 R α 1 f t ??→ q 首先通过对流换热使炉子内壁温度升高，炉子内壁通过热传导，使内壁温度生高，内壁与空气夹层通过对流换热继续传递热量，空气夹层与外壁间再通过热传导，这样使热量通过空气夹层。（空气夹层的厚度对壁炉的保温性能有影响，影响a α的大小。） 13．已知：360mm σ=、0.61()W m K λ=? 1 18f t =℃ 2187() W h m K =? 2 10f t =-℃ 22124() W h m K =? 墙高2.8m ，宽3m 求：q 、1 w t 、2 w t 、φ 解：12 11t q h h σλ?= ++＝ 18(10) 45.9210.361 870.61124 --=++2W m 实验二图形的几何变换的实现算法 班级 08 信计 学号 59 姓名 _____ 分数 _____ 一、 实验目的和要求： 1、 掌握而为图形的基本几何变换，如平移，旋转，缩放，对称，错切变换；＜ 2、 掌握OpenG 冲模型变换函数，实现简单的动画技术。 3、 学习使用OpenGL 生成基本图形。 4、 巩固所学理论知识，加深对二维变换的理解，加深理解利用变换矩阵可 由简单图形得到复杂图形。加深对变换矩阵算法的理解。 编制利用旋转变换绘制齿轮的程序。编程实现变换矩阵算法，绘制给出形体 的三视图。调试程序及分析运行结果。要求每位学生独立完成该实验，并上传实 验报告。 二、 实验原理和内容： .原理： 图像的几何变换包括：图像的空间平移、比例缩放、旋转、仿射变换和图像插值。 图像几何变换的实质：改变像素的空间位置，估算新空间位置上的像素值。 图像几何变换的一般表达式：［u,v ］=［X （x, y ）,Y （x, y ）］，其中，［u,v ］为变换后图像 像素的笛卡尔坐标， ［x, y ］为原始图像中像素的笛卡尔坐标。这样就得到了原始图像与变 换后图像的像素的对应关系。 平移变换：若图像像素点（x, y ）平移到（x x 。，y ■ y 。），则变换函数为 u = X （x, y ） =x 沟， v 二丫（x, y ） = y ■ y 。，写成矩阵表达式为: 比例缩放：若图像坐标 （x,y ）缩放到（S x ，s y ）倍，则变换函数为: S x ,S y 分别为x 和y 坐标的缩放因子，其大于1表示放大, 小于1表示缩小。 旋转变换：将输入图像绕笛卡尔坐标系的原点逆时针旋转 v 角度，则变换后图像坐标为: u COST 内容： :u l :Sx k ；0 其中，x 0和y 0分别为x 和y 的坐标平移量。 其中, 一维非稳态导热计算 4-15、一直径为1cm,长4cm 的钢制圆柱形肋片，初始温度为25℃，其后，肋基温度突然升高到200℃，同时温度为25℃的气流横向掠过该肋片，肋端及两侧的表面传热系数均为 100。试将该肋片等分成两段（见附图），并用有 限差分法显式格式计算从开始加热时刻起相邻4个时刻上的温度分布（以稳定性条件所允许的时间间隔计算依据）。已知＝43W/(m.K)，。（提示：节点4的离散方程可按端面的对流散热与从节点3到节点4的导热相平衡这一条件列出）。 解：三个节点的离散方程为： 节点2： 节点3： 节点4： 。 以上三式可化简为： 稳定性要求，即 。 ，代入得： ， 如取此值为计算步长，则： ，。 于是以上三式化成为： )./(2 K m W λs m a /10333.12 5 -?=()()12223212222/2444k k k k k k k f t t t t t t d d d d x h t t c x x x πππλλπρτ+????????---++?-=?? ? ? ? ???????????? ()()12224323333/2444k k k k k k k f t t t t t t d d d d x h t t c x x x πππλλπρτ+????????---++?-=?? ? ? ? ???????????? () 22344/244k k k f t t d d h t t x ππλ????-=- ? ?????? 12132222 43421k k f a a h a h t t t t t x x cd x cd τττττρρ+????????????? =+++-- ? ? ? ????????????13243222 43421k k f a a h a h t t t t t x x cd x cd τττττρρ+????????????? =+++-- ? ? ? ??????????? ?()4322k k f xh t t xht λλ+?=+?2 3410a h x cd ττ ρ??- -≥?2341/a h x cd τρ???≤+ ????5 54332.25810 1.33310c a λρ-===??5253 1.33310410011/8.898770.020.013 2.258100.0999750.0124s τ-??????≤+== ???+??5221.333108.898770.29660.02a x τ-???==?5441008.898770.110332.258100.01h cd τρ???==??1132 20.29660.29660.1103k k f t t t t +?++=12430.29660.296620.1103k k k f t t t t ++?+=34 0.97730.0227k k f t t t += 实验二 直线的生成算法的实现 班级 08信计2班 学号 59 姓名 分数 一、实验目的和要求 1.理解直线生成的基本原理。 2.掌握几种常用的直线生成算法。 3.利用Visual C++实现直线生成的DDA 算法。 二、实验内容 1.了解直线的生成原理，尤其是Bresenham 画线法原理。 2.掌握几种基本的直线生成算法：DDA 画线法、Bresenham 画线法、中点画线法。 3.利用Visual C++实现直线生成的DDA 算法，在屏幕上任意生成一条直线。 三、实验步骤 1.直线的生成原理： （1）DDA 画线法也称数值微分法，是一种增量算法。是一种基于直线的微分方程来生成直线的方法。 （2）中点画线法原理 以下均假定所画直线的斜率[0,1]k ∈，如果在x 方向上的增量为1，则y 方向上的增量只能在01 之间。中点画线法的基本原理是：假设在x 坐标为p x 的各像素点中，与直线最近者已经确定为(,)p p P x y ，用小实心圆表示。那么，下一个与直线最近的像素只能是正右方的1(1,)p p P x y +，或右上方的2(1,1)p p P x y ++，用小空心圆表示。以M 为1P 和2P 的中点，则M 的坐标为(1,0.5)p p x y ++。又假设Q 是理想直线与垂直线1p x x =+的交点。显然，若M 在Q 的下方，则2P 离直线近，应取2P 为下一像素点；若M 在Q 的上方，则1P 离直线近，应取1P 为下一像素点。 （3）B resenham 画线法原理 直线的中点Bresenham 算法的原理：每次在主位移方向上走一步，另一个方向上走不走步取决于中点偏差判别式的值。 给定理想直线的起点坐标为P0（x0，y0），终点坐标为P1（x1，y1），则直线的隐函数方程为： 0b kx y y)F(x,=--= （3-1） 构造中点偏差判别式d 。 b x k y y x F y x F d i i i i M M -+-+=++==)1(5.0)5.0,1(),( 实验一： 用FFT 作谱分析 实验目的： (1) 进一步加深DFT 算法原理和基本性质的理解(因为FFT 只是DFT 的一种快速算法， 所以FFT 的运算结果必然满足DFT 的基本性质)。 (2) 熟悉FFT 算法原理和FFT 子程序的应用。 (3) 学习用FFT 对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析误差及其原因，以便在实际中正确应用FFT 。 实验原理： DFT 的运算量： 一次完整的DFT 运算总共需要2N 次复数乘法和(1)N N -复数加法运算，因而 直接计算DFT 时，乘法次数和加法次数都和2N 成正比，当N 很大时，运算量很客观的。例如，当N=8时，DFT 运算需64位复数乘法，当N=1024时，DFT 运算需1048576次复数乘法。而N 的取值可能会很大，因而寻找运算量的途径是很必要的。 FFT 算法原理： 大多数减少离散傅里叶变换运算次数的方法都是基于nk N W 的对称性和周期 性。 （1）对称性 ()*()k N n kn kn N N N W W W --== （2）周期性 ()(mod`)()()kn N kn n N k n k N N N N N W W W W ++=== 由此可得 ()()/2 (/2)1 n N k N n k nk N N N N N k N k N N W W W W W W ---+?==?=-??=-? 这样： 1.利用第三个方程的这些特性，DFT 运算中有些项可以合并； 2.利用nk N W 的对称性和周期性，可以将长序列的DFT 分解为短序列的DFT 。 前面已经说过，DFT 的运算量是与2N 成正比的，所以N 越小对计算越有利， 因而小点数序列的DFT 比大点数序列的DFT 运算量要小。 快速傅里叶变换算法正是基于这样的基本思路而发展起来的，她的算法基本 上可分成两大类，即按时间抽取法和按频率抽取法。 我们最常用的是2M N =的情况，该情况下的变换成为基2快速傅里叶变换。 完成一次完整的FFT 计算总共需要 2log 2 N N 次复数乘法运算和2log N N 次复数加法运算。很明显，N 越大，FFT 的优点就越突出。 实验步骤 (1) 复习DFT 的定义、 性质和用DFT 作谱分析的有关内容。 (2) 复习FFT 算法原理与编程思想， 并对照DIT-FFT 运算流图和程序框图， 读懂本实验提供的FFT 子程序。 (3) 编制信号产生子程序， 产生以下典型信号供谱分析用： 第九章 4．一工厂中采用0.1MPa 的饱和水蒸气在—金属竖直薄壁上凝结，对置于壁面另一侧的物体进行加热处理。已知竖壁与蒸汽接触的表面的平均壁温为70 ℃，壁高1.2m ，宽300 mm 。在此条件下，一被加热物体的平均温度可以在半小时内升高30℃，试确定这一物体的平均热容量(不考虑散热损失)。 解:本题应注意热平衡过程，水蒸气的凝结放热量应等于被加热物体的吸热量。 P=0.1Mpa=105Pa,t s =100℃,r=2257.1kJ/kg, t m = 21( t s + t w )= 2 1 (100+70) ℃=85℃。 查教材附录5，水的物性为：ρ=958.4kg/m 3;λ=0.683 W ／(m 2·℃);μ=282.5×10-6N·s/m 2 假设流态为层流： 4 1 3 2)(13.1? ? ? ???-=w s t t l r g h μλρ 41 6 3 3 2 )70100(2.1105.282102257683.081.94.95813.1?? ????-???????=- W ／(m 2 ·℃) =5677 W ／(m 2·℃) 3 6102257105.2822 .13056774)(4Re ??????=-= -r t t hl w s c μ=1282<1800 流态为层流，假设层流正确 Φ=ωl t t h w s )(- =5677×（100?70）×1.2×0.3W=61312W 凝结换热量=物体吸热量 Φ?τ=mc p ?t 61068.330 60 3061312?=??=?Φ?= t mc p τJ/℃ 16．当液体在一定压力下做大容器饱和沸腾时，欲使表面传热系数增加10倍，沸腾温 差应增加几倍?如果同一液体在圆管内充分发展段做单相湍流换热，为使表面传热系数增加10倍，流速应增加多少倍?维持流体流动所消耗的功将增加多少倍?设物性为常数。 解 ①由米洛耶夫公式： { 5 .033.22 25.033.211122.0122.0p t h p t h ?=?= 10)(33.21 212=??=t t h h 所以 69.21033.211 2 ==??t t 即当h 增大10倍时，沸腾温差是原来的2.69倍。 ②如为单相流体对流换热，由D-B 公式可知8 .0m u h ∝，即 实验总体要求 为避免重复与抄袭，算法分析与设计的实验只规定算法策略，具体的算法题目由学生依据现实当中的问题自行拟定，选题的难易会影响实验得分。 实验可以分组进行，组内与组间可选不同策略的不同题目（问题）、相同策略里面的不同题目、相同题目的不同解法等，尽量避免重复。完全相同的实验报告得0分，不同的重复率扣不同的分数。分组的意义在于研究与实践不同策略的不同题目的差异、不同策略里不同题目异同、相同题目不解法之间的异同与算法效率等。 所有实验都需要包含八个组成部分： （1）实验题目 要求：一句简要的话概括或抽象出所做的实验内容 （2）个人所承担的工作 要求：独立完成报告所有内容者仅填写独立完成即可，此种情况若发现报告有雷同者得0分。协作完成的，重点写自己完成的部分，其他部分可略写，为了锻炼同学们的设计与分析能力，原则上不允许算法模型、算法描述与分析、算法实现上相同。 （3）选题背景与意义 要求：描述选题的背景、针对该问题求解的算法有多少种，发展历史及研究价值等。 （4）问题描述 要求：可以实际问题的描述，也可以某类问题的抽像描述。如果是某类问题的抽象描述，需要指出它的应用场景。 （5）算法策略选择 要求：简要说出选择该策略的理由 （6）计算模型 要求：最接近程序实现中问题求解的数学模型。指明定义域和值的范围或解空间。可以有数据结构及推导或计算公式。递归模型至少有递推公式、递归的出口。如果有的话，给出必要的证明。 （7）算法描述与分析 要求：以标准的描述方式，如流程图、伪码、语言文字。对算法进行时间和空间复杂度分析。时间复杂度要求有必要的推导步骤。 （8）算法实现 要求：给出编程语言、开发环境。给出可执行的算法代码，提供必要的注释。 （9）调试分析记录 要求：软件开发调试过程中遇到的问题及解决过程；核心算法的运行时间和所需内存空间的 传热学习题答案 第一章 蓝色字体为注释部分 1-4、对于附图中所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间的热量交换方式有什么不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪种布置？ 答：图（a）的热量交换方式为导热（热传导），图（b）的热量交换方式为导热（热传导）及自然对流。应采用图(a)的方式来测定流体的导热系数。 解释：因为图(a)热面在上，由于密度不同，热流体朝上，冷流体朝下，冷热流体通过直接接触来交换热量，即导热；而图（b）热面在下，热流体密度小，朝上运动，与冷流体进行自然对流，当然也有导热。 因为图（a）中只有导热，测定的传热系数即为导热系数；而图（b）有导热和自然对流方式，测定的传热系数为复合传热系数。 1-6、一宇宙飞船的外形如附图所示，其中外遮光罩是凸出于飞船船体之外的一个光学窗口，其表面的温度状态直接影响飞船的光学遥感器。船体表面各部分的表面温度与遮光罩的表面温度不同。试分析：飞船在太空中飞行时与外遮光罩表面发生热交换的对象可能有哪些？换热方式是什么？ 答：可能与外遮光罩表面发生热交换的对象有两个：一个是外遮光罩表面与外太空进行辐射换热，另一个是外遮光罩表面与船体表面进行辐射换热。 解释：在太空中，只有可能发生热辐射，只要温度大于0K，两个物体就会发生辐射换热。 1-9、一砖墙的表面积为12m2, 厚260mm，平均导热系数为1.5W/(m.K)，设面向室内的表面温度为25℃，外表面温度为-5℃，试确定此砖墙向外界散失的热 量。 解：()()()12 = 1.5122550.26 2076.92W λδΦ-=? ?--=w w A t t 此砖墙向外界散失的热量为2076.92W 。 1-12、在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管壁平均温度t w =69℃，空气温度t f =20℃，管子外径d =14mm ，加热段长80mm ，输入加热段的功率为8.5W 。如果全部热量通过对流传热传给空气，试问此时的对流传热表面传热系数多大？ 解：此题为对流传热问题，换热面积为圆管外侧表面积，公式为： ()()πΦ=-=??-w f w f hA t t h dl t t ∴ ()() 2()8.53.140.0140.08692049.3325πΦ= ?-=???-=?w f h dl t t W m K 此时的对流传热表面传热系数49.3325W/(m 2.K) 1-18、宇宙空间可近似地看成为0K 的真空空间。一航天器在太空中飞行，其外表面平均温度为250K ，表面发射率为0.7，试计算航天器单位表面上的换热量。 解：此题为辐射换热问题，公式为： ()()4412842 0.7 5.67102500155.04εσ-=-=???-=q T T W m 航天器单位表面上的换热量为155.04W/m 2。 2013年哈工大计算机科学与技术专业854考研真题 I．数据结构部分 一、单项选择题 1.有一个100*90整型数的稀疏矩阵非0元素有10个，设每个整型数点2字节，则用三元 组表示该矩阵时，所需的字节数为（1）。 A.60 B.66 C.180 D.33 2.下列内部排序算法中，其比较次数与序列初始状态无关的是（2）。 A.快速排序 B.直接插入排序 C.二路归并 D.选择排序 3.若度数为m的哈夫曼树中，其叶子结点的个数为n，则非叶子结点的个数为（3）。 A.n-1 B.n/(m-1) C.(n-1)/(m-1) D.(n+1)/(m+1)-1 4.长度为12有序表，按折半查找法对该表进行查找，以等概率查找表内各元素，则查找 成功时所需要的平均比较次数为（4）。 A.35/12 B.36/12 C.39/12 D.43/12 5.设有K个关键字互为同义词，若用线性探测法把这K个关键字存入散列表中，至少要 进行（5）次探测。 A.K-1 B.K C.K+1 D.K(K+1)/2 6.有n个初始归并段，采用K路归并时，所需要的归并遍数是（6）。 A.log n k B.log2k C.log2n D.log k n 7.有n个顶点，e条边的有向图采用邻接存储，若删除与顶点V i相关的所有边，其时间复 杂度为（7）。 A.O(n) B.O(e) C.O(max(n, e)) D.O(n*e) 8.在平衡二叉树中插入一个结点造成不平衡，设最低的不平衡结点为A，并已知插入后A 的左子树根的平衡度为0，右子树根的平衡度为1，则应作（8）型的调整达到平衡。。 A.LL B.LR C.RL D.RR 9.一棵具有n个非叶子结点完全二叉树的线索树，含有多少条线索（9）。 A.2n+1或2n B.2n+2或2n+1 C.2n+1或2n-1 D.2n+2或2n-2 10.在某森林的二叉树表示中，结点M和结点N是同一父节点的左儿子和右儿子，则在该 森林中（10）。 A.M、N具有同一双亲 B.M、N可能没有共同祖先 C.M是N的儿子 D.M是N的左兄弟 二、填空题 11.高度为h的完全二叉树至少有（11）个结点。 12.N个结点的k叉树（k≥2）的k叉链表中有（12）空指针。 13.对具有n个元素的顺序存储的有序表和顺序存储的无序表进行顺序查找，在等概率的情 况下，查找不成功时的平均查找长度分别为（13-1）、（13-2）。 14.M阶B-树中，当有关键字插入导致相关结点分裂时，原结点上有（14）个关键字。 2009传热学试卷（1）标准答案 一.填空题：（共20分）[评分标准：每小题2分] 1．按照导热机理，水的气、液、固三种状态中气态状态下的导热系数最小。 2．灰体是指吸收率与投入辐射的波长无关的物体。 3．对服从兰贝特定律的物体，辐射力E 与定向辐射强度L 之间的关系式为 E=πL 。 4．何为热边界层？固体壁面附近流体温度剧烈变化的薄层。 5．沸腾的临界热流密度是核态沸腾转变为过渡沸腾时的热流密度。 6．设计换热器时，温差修正系数ψ应大于0.9，至少不能小于0.8， 否则应改选其它流动型式。 7．热热流量φ为正表明该表面对外放热。 8．辐射网络图分析时，由于绝热面热流密度为零，所以J R =E bR ，该表面热 阻可以不画出来。 9．Nu=hL/λ，Bi=hL/λ，二者λ的的差异是Nu 中的λ为流体的导热系数， Bi 中的λ为固体的导热系数。 10．肋片在垂直于气流速度方向上开若干切口可以强化对流换热，其原因是减薄边界层厚度。 二．问答及推导题：（共50分） 1. 名词解释：（10分） ① 辐射力：单位表面积物体在单位时间内向半球空间发射得全部波长的能量. ② 速度边界层：把贴壁处速度剧烈变化的薄层称为速度边界层。 ③ 导温系数：c a ρλ= 表示物体内部温度扯平的能力. ④ 饱和沸腾：流体的主体温度达到了饱和温度，壁面温度大于饱和温度时发生的沸腾称为饱和沸腾。 ⑤太阳常数：大气层外缘与太阳射线相垂直的单位表面积所接受的太阳辐射能为1367W/m 2 2．厚度为δ，导热系数为λ，初始温度均匀并为t 0的无限大平板，两侧突然暴露在温度为t ∞，表面换热系数为h 的流体中。试定性画出当Bi=h δ/λ→0、Bi=h δ/λ→∞和Bi=h δ/λ为有限大小时平壁内部和流体中的温度随时间的变化示意曲线。（10分） 3． 根据大容器饱和沸腾曲线，饱和沸腾曲线可分为几个区段？其中那个区段具有温压小，换热强的特点？为什么在沸腾换热中必须严格监视并控制热通量在临界热通量以内？（10分） 答：分为四个区段：自然对流、核态沸腾、过渡沸腾和膜态沸腾。 核态沸腾具有温压小，换热强的特点。———————（5分） 对于依靠控制热流密度来改变工况的加热设备，一旦q ＞q max ，工况将沿q max 虚线跳至稳定膜态沸腾线，使△t 猛增，导致设备的烧毁。对于控制壁温的设备，可使q 大大减小。———————（5分） 4．已知空心球壁的内外半径为r 1和r 2，球壁的内外表面分别保持恒定的温度t 1和t 2。球壁的导热系数λ为常数。试用傅立叶定律，积分求证空心球壁的导热计算公式为： Q=4πλ(t 1-t 2)/(1/r 1-1/r 2) （10分） 解：由傅立叶定律， 2 121121 22211) (4)(4)11(442121 r r t t Q t t r r Q dt r dr Q dr dt r Q r r t t --=-=-==??πλπλπλλ π 《计算机图形学实验报告》样例 实验名称：圆周画法的实现 1.实验内容 1.画出圆心坐标为(75,90)和半径为50的红色圆周 2.画出圆心坐标为(‐40,‐80)和半径为60的蓝色圆周 2.程序的基本思路和功能 先用MFC构建界面外观，然后在相应位置分别用Bresenham和DDA编辑画圆的程序然后编译运行。 3.关键代码及说明 void Circle::circleMinPoint(CDC* pDC) { xCenter = (float)(400 + x); yCenter = (float)(300 - y); //绘制圆心 drawCenter(pDC); //r = 50; //设置颜色 color = RGB(red,green,blue); float m_x = 0; float m_y = r; float d = 1.25 - r; circlePoint(m_x,m_y,pDC); while(m_x <= m_y){ if(d<=0){ d = d + 2 * m_x + 3; }else{ d = d + 2 * ( m_x - m_y ) + 5; m_y = m_y - 1; } m_x = m_x + 1; circlePoint(m_x,m_y,pDC); } } void Circle::circleBresenham(CDC* pDC) { //确认圆心坐标 xCenter = (float)(400 + x); yCenter = (float)(300 - y); //绘制圆心 drawCenter(pDC); //r = 50; //设置颜色 color = RGB(red,green,blue); float m_x = 0; float m_y = r; 试卷一（哈尔滨工业大学） 一、选择题（每题1分，共20分） 1.在数据管理技术的发展过程中，数据独立性最高的是（）阶段。 A. 数据库系统 B. 文件系统 C. 人工管理 D. 数据项管理 2. （）是存储在计算机内的有结构的数据集合。 A. 网络系统 B. 数据库系统 C. 操作系统 D. 数据库 3. 在数据库的三级模式结构中，描述数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征的是（）。 A. 外模式 B. 内模式 C. 存储模式 D. 模式 4. 作为关系数据系统，最小应具备的关系运算是（）。 A. 排序、索引、统计 B. 选择、投影、连接 C. 关联、更新、排序 D. 显示、打印、制表 5. 在select语句中使用group by Sno时，Sno 必须出现在（）子句中。 A. where B. from C. select D. having 6. 在where语句的条件表达式中，与零个或多个字符匹配的通配符是（）。 A. * B. ? C. % D. _ 7. 对关系模式进行分解时，要求保持函数依赖，最高可以达到（）。 A. 2NF B. 3NF C. BCNF D. 4NF 8. 在关系模式R（U，F）中，Y∈XF+是X→Y是否成立的（）。 A. 充分必要条件 B. 必要条件 C. 充分条件 D. 既不充分也不必要条件 9. 在关系数据库设计阶段中，完成关系模式设计的阶段是（）。 A. 需求分析阶段 B. 概念设计阶段 C. 逻辑设计阶段 D. 物理设计阶段 10. 基本E-R图就是数据库的（）。 A. 外模式 B. 逻辑模式 C. 内模式 D. 概念模式 11. 从数据流图构造E-R图时，选择实体一般应先考虑数据流图中的（）。 A. 数据项 B. 数据流 C. 数据处理 D. 数据存储 12. 以下（）不是当前常用的存取方法。 A. 索引方法 B. 聚簇方法 C. HASH方法 D. 链表方法 13. 事务一旦提交，对数据库的改变是永久的，这是事务的（）。 A. 原子性 B. 一致性 C. 隔离性 D. 持久性 14. 并发控制要解决的根本问题是保持数据库状态的（）。 A. 安全性 B. 完整性 C. 可靠性 D. 一致性 15. 在数据库系统中，对存取权限的定义称为（）。 A. 授权 B. 定义 C. 约束 D. 审计 16. 视图建立后，在数据字典中存放的是（）。 A. 查询语句 B. 视图的定义 C. 组成视图的表内容 D. 产生视图的表定义 17. 由全码组成的关系模式，最高可以达到的模式为（）。 A. 4NF B. 2NF C. 3NF D. BCNF 18. 下列叙述中，正确的是（）。 A. 对于关系数据模型，规范化程度越高越好 B. 如果F是最小函数依赖集，则R∈2NF C. 如果R∈BCNF，则F是最小函数依赖集计算机图形学裁剪算法详解
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