第节第一节
信息传输
Transmission
信息采集
Gathering
智能化的社会生产工具体系
最优化方法半导体
Source：贺
ITS
若干问题探
ITS
ITS的“智能”
智能化系统的本质特征
原理上是基于知识的系统（Knowledge
Knowledge--based system) (1
(1))原理上是基于知识的系统（
(2)
判断能力（the judgment ability )
–判断能力（
–推理能力
–学习能力
结构上应当具有一个智能核（Intelligent kernel ) (3))结构上应当具有一个智能核（
(3
TS应当朝着具有智能化系统的本质特征的方向发展
TS
利用最先进的信息通讯技术实现交通系统的高度信息化
智能交通运输系统智能交通运输系统(ITS)(ITS)概貌概貌
轨道交
通信息
公共交公共汽空港到离信息停车场内的目的地关联信息
货物配送信息停车场存车信息
通调度中心车、出
租车信
息
事故
信息
货运车信息周边设
施信息
紧急救援
车辆支持信号
控制不停车
收费系
统
车内的换乘信息目的地关联信息交通管制关联信息公交站
点信息
步行者
路径诱导信息家庭内出
行目的地
及其关联信息
日本
美国
Source: MIT course
Source: MIT course
ITS ?
为什么要发展ITS ?
为什么要发展
1)ITS是交通发展的需求，也是社会发展的需求年代
1888年
1903年
1920年代
1930年代
1940年代
1950年代
年代
年代
年代
年代
2)机动化已成为社会发展的必然趋势
为什么要发展为什么要发展ITS ?ITS ?
3)机动车保有量的快速增长与道路的缓慢增长产
为什么要发展
ITS ?
为什么要发展ITS ?
4)传统的交通管理模式下，机动车的快速增长直接导致了出行速度的急剧降低
5)大量的能源由于交通拥堵而浪费
6)机动车导致日益加剧的环境污染
l根据世界经济合作与发展组织（OECD）1988年的计算，其成员国中交通运输产生的CO2排放量占总排放量的21%，汽车尾气排放产生的大量硫化物、氮氧化合物、碳氢化合物以及颗粒物所造成的地方性污染成本占GNP的0.5～1.0%。
为什么要发展为什么要发展ITS ?ITS ?
7)大量的交通事故产生于交通信息的严重缺乏
每万辆车年发生事故次数
50
100
150
200250300
350
400
450
199719981999
北京
日本
美国
每万辆车年死亡人数
2
4
6
81012
14
16
18
199719981999
北京
日本
美国
120000
1949年-2008年死亡人数
40,000
60,000
80,000
100,000
120,000人数
20,000
年份1953195619591962196519681971197419771980198319861989199219951998200120042
7
年份
死亡人数
1949年-2008年受伤人数300,000
400,000
500,000
600,000
人数
1949年2008年受伤人数
100,000
200,000
19511954195719601963196619691972197519781981198419871990199319961999200220052008
年份
受伤人数
ITS ?
为什么要发展ITS ?
为什么要发展
8)信息和通讯业的飞速发展为智能交通
系统的发展提供了有力的技术支撑
交通问题日益严重提高国际间竞争力机动车和道路的综合对策
效益的表现
减少阻塞能耗与环保
降低运输成本新增市场商机
美国ITS 的发展历程
60年代末，电子线路导航系统
美国ITS 的发展历程
当前：分为四个主要领域：
VICS的发展（Vehicle Information and
思考与练习题（第一章） 1.什么是操作系统？它的主要功能是什么？ 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。其主要功能包括进程管理功能、存储管理功能、设备管理功能和文件管理功能。 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？ 答：把多个独立的程序同时放入内存，使它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，是指同时进入系统的多道程序都处于运行过程中。? （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占用CPU，交替执行。 3.批处理操作系统是怎样的一种操作系统？它的特点是什么？ 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（包括程序、数据及程序的处理步骤）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：单道：（1）自动性。（2）顺序性。（3）单道性。 多道：（1）多道性。（2）无序性。（3）调度性。
4.什么是分时操作系统？什么是实时操作系统？试从交互性、及时性、独立性、多路性和 可靠性几个方面比较分时操作系统和实时操作系统。 答：分时操作系统：计算机能够同时为多个终端用户服务，而且能在很短的时间内响应用户的要求。实时操作系统：对外部输入的信息，实时系统能够在规定的时间内处理完毕并做出反应。 （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.实时操作系统分为哪两种类型？ 答：（1）实时控制系统?（2）实时信息处理系统。 6.操作系统的主要特征是什么？ 答：（1）并发性?（2）共享性?（3）虚拟性?（4）不确定性。 7.操作系统与用户的接口有几种？它们各自用在什么场合？ 答：两种，命令接口和程序接口。
第一章 思考题参考答案 1．进行任何热力分析是否都要选取热力系统？ 答：是。热力分析首先应明确研究对象，根据所研究的问题人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间，目的是确定空间内物质的总和。 2．引入热力平衡态解决了热力分析中的什么问题？ 答：若系统处于热力平衡状态，对于整个系统就可以用一组统一的并具有确定数值的状态参数来描述其状态，使得热力分析大为简化。 3．平衡态与稳定态的联系与差别。不受外界影响的系统稳定态是否是平衡态？ 答：平衡态和稳定态具有相同的外在表现，即系统状态参数不随时间变化；两者的差别在于平衡态的本质是不平衡势差为零，而稳定态允许不平衡势差的存在，如稳定导热。可见，平衡必稳定；反之，稳定未必平衡。 根据平衡态的定义，不受外界影响的系统，其稳定态就是平衡态。 在不受外界影响（重力场除外）的条件下，如果系统的状态参数不随时间变化，则该系统所处的状态称为平衡状态。 4．表压力或真空度为什么不能当作工质的压力？工质的压力不变化，测量它的压力表或真空表的读数是否会变化？ 答：由于表压力和真空度都是相对压力，而只有绝对压力才是工质的压力。表压力g p 与真空度v p 与绝对压力的关系为： b g p p p =+ b v p p p =- 其中b p 为测量当地的大气压力。 工质的压力不变化，相当于绝对压力不变化，但随着各地的纬度、高度和气候条件的不同，测量当地的大气压值也会不同。根据上面两个关系式可以看出，虽然绝对压力不变化，但由于测量地点的大气压值不同，当地测量的压力表或真空表的读数也会不同。 5．准静态过程如何处理“平衡状态”又有“状态变化”的矛盾？ 答：准静态过程是指系统状态改变的不平衡势差无限小，以致于该系统在任意时刻均无限接近于某个平衡态。准静态过程允许系统状态发生变化，但是要求状态变化的每一步，系统都要处在平衡状态。 6．准静态过程的概念为什么不能完全表达可逆过程的概念？ 答：可逆过程的充分必要条件为：1、过程进行中，系统内部以及系统与外界之间不存在不平衡势差，或过程应为准静态的；2、过程中不存在耗散效应。即“无耗散”的准静态过程才是可逆过程，因此准静态过程的概念不能完全表达可逆过程的概念。 7．有人说，不可逆过程是无法恢复到起始状态的过程，这种说法对吗？ 答：不对。系统经历不可逆过程后是可以恢复到起始状态的，只不过系统恢复到起始状态后，外界却无法同时恢复到起始状态，即外界的状态必将发生变化。
《工程热力学》思考题参考答案 目录 第一章思考题参考答案 (2) 第二章思考题参考答案 (4) 第三章思考题参考答案 (9) 第四章思考题参考答案 (16) 第五章思考题参考答案 (21) 第六章思考题参考答案 (25) 第七章思考题参考答案 (27) 第八章思考题参考答案 (31) 第九章思考题参考答案 (34) 第十章思考题参考答案 (39) 第十二章思考题参考答案 (45)
第一章 思考题参考答案 1．进行任何热力分析是否都要选取热力系统？ 答：是。热力分析首先应明确研究对象，根据所研究的问题人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间，目的是确定空间内物质的总和。 2．引入热力平衡态解决了热力分析中的什么问题？ 答：若系统处于热力平衡状态，对于整个系统就可以用一组统一的并具有确定数值的状态参数来描述其状态，使得热力分析大为简化。 3．平衡态与稳定态的联系与差别。不受外界影响的系统稳定态是否是平衡态？ 答：平衡态和稳定态具有相同的外在表现，即系统状态参数不随时间变化；两者的差别在于平衡态的本质是不平衡势差为零，而稳定态允许不平衡势差的存在，如稳定导热。可见，平衡必稳定；反之，稳定未必平衡。 根据平衡态的定义，不受外界影响的系统，其稳定态就是平衡态。 在不受外界影响（重力场除外）的条件下，如果系统的状态参数不随时间变化，则该系统所处的状态称为平衡状态。 4．表压力或真空度为什么不能当作工质的压力？工质的压力不变化，测量它的压力表或真空表的读数是否会变化？ 答：由于表压力和真空度都是相对压力，而只有绝对压力才是工质的压力。表压力g p 与真空度v p 与绝对压力的关系为： b g p p p =+
工程热力学课程习题 第一章 1-1 试将1物理大气压表示为下列液体的液柱高(mm)，(1) 水，(2) 酒精，(3) 液态钠。它们的密度分别为1000kg/m3，789kg/m3和860kg/m3。 1-4 人们假定大气环境的空气压力和密度之间的关系是p=cρ，c为常数。在海平面上空气的压力和密度分别为×105Pa和m3，如果在某山顶上测得大气压为5×104Pa。试求山的高度为多少。重力加速度为常量，即g=s2。 1-7如图1-15 所示的一圆筒容器，表A的读数为360kPa，表B读数为170kPa，表示室Ⅰ压力高于室Ⅱ的压力。大气压力为760mmHg。试求(1) 真空室以及Ⅰ室和Ⅱ室的绝对压力；(2) 表C的读数；(3) 圆筒顶面所受的作用力。 图1-15 1-8 若某温标的冰点为20°，沸点为75°，试导出这种温标与摄氏度温标的关系(一般为线性关系)。 1-10 若用摄氏温度计和华氏温度计测量同一个物体的温度。有人认为这两种温度计的读数不可能出现数值相同的情况，对吗若可能，读数相同的温度应是多少 1-14一系统发生状态变化，压力随容积的变化关系为=常数。若系统初态压力为600kPa，容积为，试问系统容积膨胀至时，对外作了多少膨胀功。 1-15气球直径为，球内充满压力为150kPa的空气。由于加热，气球直径可逆地增大到，并且空气压力正比于气球直径而变化。试求该过程空气对外作功量。
1-161kg气体经历如图1-16所示的循环，A到B为直线变化过程，B到C为定容过程，C到A为定压过程。试求循环的净功量。如果循环为A-C-B-A则净功量有何变化 图1-16
练习0：把实验1的代码填入本实验中代码有lab1的注释相应的部分。 用understand中的merge工具将实验1中填写代码部分复制到实验2中，如图1。 图1 练习1：实现firstfit连续物理内存分配算法。 对于lab2代码首先对其make，之后在虚拟机中运行查看其错误所在位置如图2。 可以发现其错误出现在default_check(void)这个函数之中，该函数为检查firstfit算法的函数。继续分析错误出现的原因: struct Page *p0 = alloc_pages(5), *p1, *p2; assert(p0 != NULL); assert(!PageProperty(p0)); list_entry_t free_list_store = free_list; list_init(&free_list); assert(list_empty(&free_list)); assert(alloc_page() == NULL); unsigned int nr_free_store = nr_free; nr_free = 0;
free_pages(p0 + 2, 3); assert(alloc_pages(4) == NULL); assert(PageProperty(p0 + 2) && p0[2].property == 3); assert((p1 = alloc_pages(3)) != NULL); assert(alloc_page() == NULL); assert(p0 + 2 == p1); p2 = p0 + 1; free_page(p0); free_pages(p1, 3); assert(PageProperty(p0) && p0->property == 1); assert(PageProperty(p1) && p1->property == 3); assert((p0 = alloc_page()) == p2 - 1); //错误出现的位置 分析源码后可知，在其对内存进行一些列分配释放操作后，再次申请一页内存后出现错误，可知其在最后一次p0 = alloc_page()申请中得到内存页的位置与算法规则不相符，回到default_alloc_pages(size_t n)、default_free_pages(struct Page *base, size_t n)函数中可以分析得到，在分配函数和释放函数中都出现错误： list_add(&free_list, &(p->page_link)); 分配函数中若分得的块大小大于申请页数，则需要将多余的页形成一个块，按照从低地址到高地址的顺序挂回free_list中，而不是直接挂到free_list的后面。 list_add(&free_list, &(base->page_link)); 将释放页与空闲页合并操作之后，只是将新的空闲区域挂到了free_list的后面，并没有按照从低地址到高地址的顺序将其挂到free_list之中，导致后面check 函数中出现错误。对源代码做如下修改（红色为修改部分）： static struct Page * default_alloc_pages(size_t n) { assert(n > 0); //出错判断 if (n > nr_free) { //申请页大小与现有空闲页比较 return NULL; } struct Page *page = NULL; list_entry_t *le = &free_list; while ((le = list_next(le)) != &free_list) { //从free_list的头开始寻找符合条件的空闲块 struct Page *p = le2page(le, page_link); if (p->property >= n) { page = p; break; } } if (page != NULL) {
实验3：虚拟内存管理 练习1：给未被映射的地址映射上物理页 ptep=get_pet(mm->dir,addr,1); if(ptep == NULL){ //页表项不存在 cprintf("get_pte in do_pgfault failed\n"); goto failed; } if (*ptep == 0) { //物理页不在内存之中 //判断是否可以分配新页 if (pgdir_alloc_page(mm->pgdir, addr, perm) == NULL) { cprintf("pgdir_alloc_page in do_pgfault failed\n"); goto failed; } } else{ if(swap_init_ok) { struct Page *page=NULL; ret = swap_in(mm, addr, &page); if(ret != 0){ //判断页面可否换入 cprintf("swap_in in do_pgfault failed\n"); goto failed; } //建立映射 page_insert(mm->pgdir, page, addr, perm); swap_map_swappable(mm, addr, page, 1); } else { cprintf("no swap_init_ok but ptep is %x, failed\n",*ptep); goto failed; } } ret = 0; failed: return ret; } 练习2：补充完成基于FIFO算法 _fifo_map_swappable(struct mm_struct *mm, uintptr_t addr, struct Page *page, int swap_in){ list_entry_t *head=(list_entry_t*) mm->sm_priv; list_entry_t *entry=&(page->pra_page_link); assert(entry != NULL && head!=NULL);