第一章
1-1 什么是软件危机?
是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。
1-3 什么是软件工程?
是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。
1-4 简述结构化范型和面向对象范型的要点，并分析它们的优缺点。
目前使用得最广泛的软件工程方法学（2
种）：
1. 传统方法学：也称为生命周期方法学或结构化范型。优点：把软件生命周期划分
成基干个阶段，每个阶段的任务相对独立，而且比较简单，便于不同人员分工协作，从而降低了整个软件开发过程的困难程度。缺点：当软件规模庞大时，或者对软件的需求是模糊的或会承受时间而变化的时候，开发出的软件往往不成功；而且维护起来仍然很困难。
2. 面向对象方法学：优点：降低了软件产品的复杂性；提高了软件的可理解性；简化了
软件的开发和维护工作；促进了软件重用。
1-6 什么是软件过程?它与软件工程方法学有何关系?
z软件过程：是为了获得高质量软件所需要完成的一系列任务的框架，它规定了完成各项任务的工作步骤
z软件工程方法学：通常把在软件生命周期全过程中使用的一整套技术方法的集合称为方法学，也称范型
1-7什么是软件生命周期模型，试比较瀑布模型，快速原型模型，增量模型，和螺旋模型的优缺点，说明每种模型的适用范围。
软件生命周期由软件定义、软件开发和运行维护3个时期组成，每个时期又进一步划分成若干个阶段。生命周期模型规定了把生命周期划分成哪些阶段及各个阶段的执行顺序，因此，也称为过程模型。
瀑布模型的优点：1.可强迫开发人员采用规范的方法；2.严格规定了每个阶段必须提交的文档；3.要求每个阶段交出的所有产品都必须经过质量保证小组的仔细验证。
瀑布模型的缺点：1.在软件开发初期，指明用户全部需求是困难的；2.需求确定后，经过一段时间才得到软件最初版本；3.完全依赖规格说明，导致不能满足用户需求。
适用中小型项目。
快速原型模型的优点：1满足用户需求程度高；2用户的参与面广；3返工现象少快速原型模型的优点：不适用大型软件的开发适用于小型项目。
增量模型的优点：1短期内可以交付满足部分用户需求的功能产品；2逐步增加功能可以让用户去适应新产品；3开放式的软件可维护性比较好；4开始第一构件前，已经完成需求说明。
增量模型的缺点：1对现有产品功能造成破坏；2意义上的矛盾适用于中型软件的开发
螺旋模型的优点：1集成了瀑布模型、快速原型模型、增量模型的优点；2支持用户需求动态变化；3需求分析与软件实现紧密联系相互依赖；4原型作为刑式的可执行的需求规格说明，即利用用户和开发人员共同理解，又可作为后续开发的基础；5为用户参与决策提供方便；6提高目标软件的适应能力；7降低风险；8在大型软件开发过程中充分发挥优势。
螺旋模型的缺点：1迭代次数影响开发成本，延迟提价时间；2找不到关键改进点，人才、物力、财力时间引起无谓消耗；3成于风险分析，败于风险分析。适用于内部开发的大规模软件项目。
1-8：为什么说喷泉模型叫好的体现了面向对象软件开发过程无缝和迭代的特性？
因为使用面向对象方法学开发软件时，各个阶段都使用统一的概念和表示符号，因此，整个开发过程都是吻合一致的，或者说是无缝连接的，这自然就很容易实现各个开发步骤的反复多次迭代，达到认识的逐步深化，而喷泉模型的则很好的体现了面向对象软件开发过程迭代和无缝的特性。
1-9：试讨论Rational统一过程的优缺点
优点：提高了团队生产力，在迭代的开发过程、需求管理、基于组建的体系结构、可视化软件建模、验证软件质量及控制软件变更等方面、针对所有关键的开发活动为每个开发成员提供了必要的准则、模版和工具指导，并确保全体成员共享相同的知识基础。它简历了简洁和清晰的过程结构，为开发过程提供较大的通用性。
缺点：RUP只是一个开发过程，并没有涵盖软件过程的全部内容，例如它缺少关于软件运行和支持等方面的内容，此外，它没有支持多项目的开发结构，这在一定程度上降低了在开发组织内大范围实现重用的可能性。
1-10 Rational统一过程主要适用于何种项目？
大型的需求不断变化的复杂软件系统项目
1-11：说明敏捷过程的适用范围
适用于商业竞争环境下对小型项目提出的有限资源和有限开发时间的约束。
1-12 说明微软过程的适用范围
适用于商业环境下具有有限资源和有限开发时间约束的项目的软件过程模式。
第二章
2-1 在软件开发的早期阶段为什么要进行可行性研究？应该从哪些方面研究目标系统的可行性？
可行性研究的目的：就是用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够解决。
一般从技术可行性，经济可行性，操作可行性，社会、政策允许可行性方面研究。
2-5 北京某高校可用的电话号码由以下几类：校内电话号码由4位数字组成，第一位数字不是零；校外电话又分为本市电话和外地电话两类,拨校外电话先拨0，若是本地电话再接着拨8位数字（固话第一位不是0）或11位数字（移动电话第一位为1）；若是外地电话，则拨3位区码再拨8位电话号码（固话第一位不是0），或拨0再拨11位数字（移动电话第一位为1）。请用数据定义的方法，定义上述电话号码。
电话号码=[校内电话号码|校外电话号码]
校内电话号码=非零数字+ 3 位数字 //后面继续定义
校外电话号码=[本市号码|外地号码]
本市号码=数字零+8位数字
外地号码=数字零+3位数字+8位数字
非零数字=[1|2|3|4|5|6|7|8|9]
数字零＝0
3位数字＝3{数字}3 //3至3个数字
8位数字=非零数字+7位数字
7位数字=7{数字}7
数字＝[0|1|2|3|4|5|6|7|8|9]
第三章
3-1 为什么要进行需求分析？通常对软件系统有哪些需求？
因为，需求分析是对可行性分析的一种补充，它的基本任务是准确的回答系统必须做什么。1，功能需求
2，性能需求
3，可靠性和可用性需求
4，出错处理需求
5，接口需求
6，约束
7，逆向需求
8，将来可能提出的需求
第四章
4-3：一个浮点二进制数的构成是：一个可选的符号.......................
输入尾数 等待输入指数 输入指数 非浮点二进制数
输出浮点二进制数 等待输入
[+|-|1|0] [0|1]
E [+|-|1|0]
[0|1] 输入结束 S
F F
第六章
6-1．假设只有SEQUENCE和DO_WHILE两种控制结构，怎样利用它们完成IF_THEN_ELSE操作？
答：转化如下：
K = 1
DO WHILE （条件.AND. K.EQ.1)
程序块1
K=K+1
END DO
DO WHILE （(.NOT. 条件) .AND. K.EQ.1)
程序块2
K=K+1
END DO
6-2．假设允许使用SEQUENCE和IF_THEN_ELSE两种控制结构，怎样利用它们完成DO_WHILE操作？
答：转化如下；
label: IF (条件) THEN
程序块
GOTO label
ELSE
程序块
END IF
6-3：画出下列伪码程序的程序流程图和盒图
开始p
g n
q循环WHILE p
f
q循环
停止
g
n
q
f
F P
T
6-4．下图给出的程序流程图代表一个非结构化的程序，请问：
（1）为什么说它是非结构化的？
（2）设计一个等价的结构化程序。
（3）在（2）题的设计中你使用附加的标志变量flag吗？若没用，请再设计一个使用flag 的程序；若用了，再设计一个不用flag的程序。
答：（1）通常所说的结构化程序，是按照狭义的结构程序的定义衡量，符合定义规定的程序。图示的程序的循环控制结构有两个出口，显然不符合狭义的结构程序的定义，因此是非结构化的程序。
（2）使用附加的标志变量flag，至少有两种方法可以把该程序改造为等价的结构化程序，图6-3描绘了等价的结构化程序的盒图。
flag=TRUE
p AND flag
g
q
F T flag=FALSE
图6-3 与该图等价的结构化程序（用flag ）
（3）不使用flag 把该程序改造为等价的结构化程序的方法如图6-4所示。
p&&q
F T
p
g
图6-4 与该图等价的结构化程序（不用flag ）
6-5．研究下面的伪代码程序： LOOP ： Set I to (START+FINISH)/2 If TABLE(I)=ITEM goto FOUND If TABLE(I)
(1) 画出程序流程图。
(2) 程序是结构化吗？说明理由。
(3) 若程序是非结构化的，设计一个等价的结构化程序并且画出流程图。 (4) 此程序的功能是什么？它完成预定功能有什么隐含的前提条件。 答：（1）该程序流程图如下：
开始
I=(START+FINISH)/2
TABLE(I)=ITEM
T
F
TABLE(I) T F TABLE(I)>ITEM T F (FINISH-START)>1 F T TABLE(START)=ITEME TABLE(FINISH)=ITEM F FLAG=0 结束 Start=I+1 Finish=I-1 FLAG=1 F T T （2）该程序不是结构化的，结构化的程序只有一个入口和一个出口，而该程序的流程途中有两个出口。 （3）等价的结构化程序的流程图如下： Flag=0 开始 (F-S)>1&& flag==0 I=(F+S)/2 Table(I)==item Table(I) Flag=1结束 T T F F S=I+1F=I-1 F T （4）此程序有二分查找的功能，它完成预定功能的隐含前提条件是现有序列为从小到大顺序排好的有序序列。 6-7．某交易所规定给经纪人的手续费计算方法如下：总手续费等于基本手续费加上与交易中的每股价格和股数有关的附加手续费。如果交易总金额少于1000元，则基本手续费为交易金额的8.4%；如果交易总金额在1000元到10000元之间，则基本手续费为交易金额的5%，再加34元；如果交易总金额超过10000元，则基本手续费为交易金额的4%加上134元。当每股售价低于14元时，附加手续费为基本手续费的5%，除非买进、卖出的股数不是100的倍数，在这种情况下附加手续费为基本手续费的9%。当每股售价在14元到25元之间时，附加手续费为基本手续费的2%，除非交易的股数不是100的倍数，在这种情况下附加手续费为基本手续费的6%。当每股售价超过25元时，如果交易的股数零散(即，不是100的倍数)，则附加手续费为基本手续费的4%,否则附加手续费为基本手续费的1%。 要求： (1) 用判定表表示手续费的计算方法； (2) 用判定树表示手续费的计算方法。 答：（1）判定表如图6-6所示： 图6-6 判定表（2）判定树如图6-7所示： 图6-7 判定树 6-8．画出下列伪码程序的流图，计算它的环形复杂度。你觉得这个程序的逻辑有什么问题吗？ C EXAMPLE LOOP:DO WHILE X>0 A=B+1 IF A>10 THEN X=A ELSE Y=Z END IF IF Y<5 THEN PRINT X,Y ELSE IF Y=2 THEN GOTO LOOP ELSE C=3 END IF END IF G=H+R END DO IF F>0 THEN PRINT G ELSE PRINT K END IF STOP 答：（1）该伪码的流程图如图6-8所示： 开始 结束 Z>0? A>10? Y<5? F>0？ Y=2? A=B+1 G<=H+R Y=Z X=A C=3 Print X,Y Print K Print G Y Y N Y N Y N Y N N 图6-8 程序流程图 根据该程序流程图，可得该程序流图如图6-9所示： 1 2 3 45 6 8 7 9 10 11 1213 14 图6-9 程序流图 环形复杂度V(G)=流图中的区域数 =流图中判定结点数目+1=5+1=6 （2）该算法问题在于控制最外层循环的变量Z不仅没有经过初始化，并且在该循环内部没有任何有可能该变Z的语句。因此，该段代码中的WHILE循环部分代码要么不会执行，要么可能出现死循环。 6-9：把统计空格程序的jackson 图改画为等价的程序流程图和盒图 统计空格 程序体 印总数 处理字符串 印字符串 分析字符串 印空格数 分析字符 处理非空格 处理空格 开始 结束 文件尾? 读一个字符换行,输出字符串, 换行 统计空格数并输出 取下一个字符换行,输出空格总数 原图 流程图 文件不是文件尾? 读一个字符串 换行,输出字符串, 换行 统计空格数并输出 取下一个字符串 换行,输出空格总数 盒图 第七章 7-4：回答下列问题。 (1) 什么是模块测试和集成测试？它们各有什么特点？ (2) 假设有一个由1000行FORTRAN语句构成的程序(经编译后大约有5000条机器指令)，估计在对它进行测试期间将发现多少个错误？为什么？ (3) 设计下列伪码程序的语句覆盖和路径覆盖测试用例。 解答： (1)模块测试：保证每个模块能完成一个清晰定义的子功能而且和统计其他模块的功能之间没有相互依赖的关系。 集成测试：又称为组装测试,就是将软件产品中各个模块组装起来,检查其接口是否存在问题,以及组装后的整体功能、性能表现 (2)经验表明，在类似的程序中，单位长度里的错误数ET/IT近似为常数。美国的一些统计数字表明，通常：0.005<=ET/IT<=0.02，即在测试之前，每1000条指令中大约有5～20个错误。所以，在对1000行FORTRAN语句构成的程序进行测试期间将发现的错误的个数大约有25～100个。 (3)该伪码程序对应的程序流程图如下： 从上到下每个判定依次命名为a、b、c： 7-8：对一个包含10000条机器指令的程序进行一个月集成测试后，总共改正了15个错误，此时MTTF=10h；经过两个月测试后，总共改正了25个错误(第二个月改正了10个错误)，MTTF=15h。要求： (1) 根据上述数据确定MTTF与测试时间之间的函数关系，画出MTTF与测试时间τ的关系 曲线。在画这条曲线时做了什么假设？ (2) 为做到MTTF=100h，必须进行多长时间的集成测试？ (3)当集成测试结束时总共改正了多少个错误，还有多少个错误潜伏在程序中？ 解答： (1)因为平均无故障时间MTTF 与测试时间τ之间存在线性关系，即MTTF=a+b τ， 由于：10=a+b ，15=a+2b ， 得到：a=5，b=5 故：平均无故障时间MTTF 与测试时间τ之间存在线性关系为：MTTF=5+5τ (2)为做到MTTF=100h ，有方程：100=5+5τ，故τ=19 即必须进行19个月的集成测试。 (3)由于经验：平均无故障时间与单位长度程序中剩余的错误数成反比，故有： MTTF=10000/( K * (ET-EC(τ) ) ) 由于：10=10000/( K * (ET-15) )，15 = 10000/( K * (ET-25) ) 得到：ET=45，K=33.33 当集成测试结束时，MTTF=100h ，有：100 = 10000/( 33.33 * ( 45-EC(19) ) ) 故：EC(19)=42，即当集成测试结束时总共改正了42个错误，还有45-42=3个错误潜伏在程序中。 7-9：如对一个长度为100000条指令的程序进行集成测试期间记录下下面的数据： （a ）7月1日：集成测试开始，没有发现错误。 （b ）8月2日：总共改正100个错误，此时MTTF=0.4h （c ）9月1日：总共改正300个错误，此时MTTF=2h 根据上列数据完成下列各题。 （1）估计程序中的错误总数。 （2）为使MTTF 达到10h ，必须测试和调试这个程序多长时间？ （3）画出MTTF 和测试时间τ之间的函数关系曲线。 解答： （1）据估算平均无故障时间MTTF 的公式有： 1/K(Et/100000-100/100000)=0.4 1/K (Et/100000-300/100000)=2 得：K ＝1000，Et=350 即程序中的错误总数达350。 （2）当MTTF ＝10h 时，有 1/K (350/100000- Ec/100000)=10 得：Ec=340.按七八月分测试改错进度估算，还需进行2个月的集成测试。 （3）MTTF 和测试时间τ之间的函数关系曲线如下： τ(月) 1 2 2 0.4 MTTF(h) 7-10：在测试一个长度为24000条指令的程序时，第一个月由甲、乙两名测试员各自独立测试这个程序。经一个月测试后，甲发现并改正20个错误，使MTTF达到10h。与此同时，乙发现24个错误，其中6个甲也发现了。以后由甲一个人继续测试这个程序。问： (1) 刚开始测试时程序中总共有多少个潜藏的错误？ (2) 为使MTTF达到60h，必须再改正多少个错误？还需用多长测试时间？ (3) 画出MTTF与集成测试时间τ之间的函数关系曲线。 解答： (1)本题中采用的是分别测试法，测试前程序中的错误总数：B0=B1*B2/bc=20*24/6=80 (2)由于经验：平均无故障时间与单位长度程序中剩余的错误数成反比，故有： MTTF=24000/( K * (ET-EC(τ) ) ) 由于：10=24000/( K * (80-20) ) 得到：K=40 为使MTTF达到60h，有：60 = 24000/( 40 * ( 80-EC(τ) ) ) 故：EC(τ)=70，即总共需要改正70个错误，由于测试员甲和乙分别测试时，测试员甲已经更正了20个错误，以后由甲一个人继续测试这个程序，因此，还需要更正70-20=50个错误。 补充：【复旦大学2001年博士研究生入学考试试题】某模块的程序流程图如下。试分别根据判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖、条件组合覆盖和路径覆盖等覆盖标准设计最少的测试用例。 $:从上到下给每个判定依次编号为a、b。 路径覆盖与判定覆盖或判定/条件覆盖一致。 8-1：软件的可维护性与哪些因素有关？在软件开发过程中应该采取哪些措施来提高软件产品的可维护性？ （1）1可理解性2可测试性3可修改性4可移植性5可重用性 8-2：假设自己的任务是对一个已有的软件做重大修改，而且只允许从下述文档中选取两份： (a)程序的规格说明； (b)程序的详细设计结果(自然语言描述加上某种设计工具表示)； (c)源程序清单(其中有适当数量的注解)。 应选取哪两份文档?为什么这样选取?打算怎样完成交给自己的任务? 解答： （1）选AC （2）原因： 首先需要对软件做修改，就必须得有源代码，C是必选。 其次，软件规格说明书作为产品需求的最终成果，具有综合性，包括了所有的需求；其中主要的有：任务概述，数据描述，功能需求，性能需求，运行需求，其他需求；这些都是修改软件必须参考的内容，故选择A 综上，根据规格说明再结合源程序以及源程序里的注释，足够对软件进行修改。（3）结合需求，规格说明书以及源代码，按照软件工程的方法一步步去理解，修改，测试，调试代码。 1、数据结构和机器的数据表示之间是什么关系？确定和引入数据表示的基本原则是什么？ 答：数据表示是能由硬件直接识别和引用的数据类型。数据结构反映各种数据元素或信息单元之间的结构关系。数据结构要通过软件映象变换成机器所具有的各种数据表示实现，所以数据表示是数据结构的组成元素。不同的数据表示可为数据结构的实现提供不同的支持，表现在实现效率和方便性不同。数据表示和数据结构是软件、硬件的交界面。 除基本数据表示不可少外，高级数据表示的引入遵循以下原则：（1）看系统的效率有否提高，是否养活了实现时间和存储空间。（2）看引入这种数据表示后，其通用性和利用率是否高。 2、标志符数据表示与描述符数据表示有何区别？描述符数据表示与向量数据表示对向量数据结构所提供的支持有什么不同？ 答：标志符数据表示指将数据类型与数据本身直接联系在一起，让机器中每个数所都带类型樗位。其优点是：（1）简化了指令系统和程序设计；（2）简化了编译程序；（3）便于实现一致性校验；（4）能由硬件自动变换数据类型；（5）支持数据库系统的实现与数据类型无关；（6）为软件调试和应用软件开发提供支持。缺点是：（1）会增加程序所点的主存空间；（2）在微观上对机器的性能（运算速度）不利。 数据描述符指数据的描述与数据分开存放，描述所访问的数据是整块还是单个的，及访问该数据块或数据元素的地址住处它具备标志符数据表示的优点，并减少了标志符数据表示所占的空间，为向量和数组结构的实现提供支持。 数据描述符方法优于标志符数据表示，数据的描述与数据分开，描述所访问的数据是整块还是单个的，及访问该数据块或数据元素的地址信息，减少了樗符数据表示所占的窨。用描述符方法实现阵列数据的索引比用变址方法实现要方便，且便于检查出程序中的阵列越界错误。但它不能解决向量和数组的高速运算问题。而在有向量、数组数据表示的向量处理机上，硬件上设置有丰富的赂量或阵列运算指令，配有流水或阵列方式处理的高速运算器，不仅能快速形成向量、数组的元素地址，更重要的是便于实现把向量各元素成块预取到中央处理机，用一条向量、数组指令流水或同时对整个向量、数组高速处理．如让硬件越界判断与元素运算并行。这些比起用与向量、阵列无关的机器语言和数据表示串行实现要高效的多。 3、堆栈型机器与通用寄存器型机器的主要区别是什么？堆栈型机器系统结构为程序调用的哪些操作提供了支持？ 答：有堆栈数据表示的机器称为堆栈机器。它与一般通用寄存器型机器不同。通用寄存器型 第一章 1、试解释用1kg干空气作为湿空气参数度量单位基础的原因？ 答：因为大气（湿空气）是由干空气和一定量的水蒸气混合而成的。干空气的成分是氮、氧、氩、及其他微量气体，多数成分比较稳定，少数随季节变化有所波动，但从总体上可将干空气作为一个稳定的混合物来看待。为了便于热工计算，选一个稳定的参数作为基础，方便计算。（湿空气=干空气+水蒸气，干空气不发生变化，水蒸气是会发生变化的。因此，干空气作为基准是不能发生变化的） 2、如何用含湿量和相对湿度来表征湿空气的干、湿程度？ 答：含湿量表示空气的干湿方法：取空气中的水蒸气密度与干空气密度之比作为湿空气含有水蒸气的指标，换言之，取对应于1Kg干空气所含有水蒸汽量。（表示空气中水蒸气的含量） 相对湿度表示空气干湿的方法：湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸汽压力之比。（表示空气接近饱和的程度） 3、某管道表面温度等于周围空气的露点温度，试问该表面是否结露？ 答：该表面不会结霜。因为判定是否结霜取决于是否在露点温度以下，当空气温度大于或等于露点温度时是不会结霜的。 4、有人认为：“空气中水的温度就是空气湿球温度”，对否？ 答：错，空气湿球温度是空气与水接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度，而空气中水的温度就是水蒸气温度（空气的干球温度），所以是错的。 8、写出水温为t w时水的汽化潜热计算式。 解：汽化潜热的计算式为：r t=r0+1.84t w-4.19t w=2500-2.35t w 10、为什么喷入100摄氏度的热蒸汽，如果不产生凝结水，则空气温度不会明显升高？ 答：这种情况叫等温增焓加湿，当蒸汽温度为100摄氏度时，热湿比等于一个常数ε=2684，该过程近似于等温线变化，所以空气温度不会明显升高。 《计算机系统结构》习题解答 第一章(P33) 1.7 (1)从指定角度来看，不必要了解的知识称为透明性概念。 1.8见下表，“√”为透明性概念，“P ”表示相关课文页数。 1.12 已知Se=20 , 求作Fe-Sn 关系曲线。 将Se 代入Amdahl 定律得 e n F S 20 19 11 -= 1.13 上式中令Sn=2，解出Fe=10/19≈0.526 1.14 上式中令Sn=10，解出Fe=18/19≈0.947 1.15 已知两种方法可使性能得到相同的提高，问哪一种方法更好。 (1)用硬件组方法，已知Se=40，Fe=0.7，解出Sn=40/12.7≈3.1496（两种方法得到的相同性能） (2)用软件组方法，已知Se=20，Sn=40/12.7，解出Fe=27.3/38≈0.7184（第二种方法的百分比） (3)结论：软件组方法更好。因为硬件组需要将Se 再提高100%（20→40），而软件组只需将Fe 再提高1.84%（0.7→0.7184）。 Sn 20 1 1.17 57.34 .15 5 9.01.01≈= + = n S 1.18 记f ── 时钟频率，T=1/f ── 时钟周期，B ── 带宽（Byte/s ）。 方案一：)/(44 11s Byte f T B =?= 方案二：)/(5.3421 %252%752s Byte f T B =??+?= 1.19 由各种指令条数可以得到总条数，以及各百分比，然后代公式计算。 ∑===4 1 510i i IC IC (1)∑==?+?+?+?=? = 4 1 55.108.0215.0232.0245.01)(i i i IC IC CPI CPI (2)806.2555.140 10 55.11040106 66≈=??=?=CPI f MIPS (3)（秒）003876.040055 .110 6 ≈=?= MIPS IC T 1.21 (1)24.21.0812.0418.026.01=?+?+?+?=CPI (2)86.171024.21040106 6 6≈??=?= CPI f MIPS 1.24 记Tc ── 新方案时钟周期，已知CPI = CPI i = 1 原时间 = CPI × IC × 0.95Tc = 0.95IC ×Tc 新时间 = （0.3×2/3+0.7）× IC × Tc = 0.9IC ×Tc 二者比较，新时间较短。 第二章(P124) 2.3（忽略P124倒1行 ～ P125第8行文字，以简化题意）已知2种浮点数，求性能指标。 此题关键是分析阶码、尾数各自的最大值、最小值。 原图为数据在内存中的格式，阶码的小数点在其右端，尾数的小数点在其左端，遵守规格化要求。 第3章总线、中断与输入输出系统 3.1．简要举出集中式串行链接，定时查询和独立请求3种总线控制方式的优缺点。同时分析硬件产生故障时通讯的可靠性。 答：集中式串行链连接方式。其过程为： ①所有部件都经公共的“总线请求”线向总线控制器发使用总线申请。 ②当“总线忙”信号未建立时，“总线请求”才被总线控制器响应，送出“总线可用”信号，它串行地通过每个部件。 ③如果某部件未发过“总线请求”，则它将“总线可用”信号往下一部件转，如果某部件发过“总线请求”，则停止“总线可用”信号的传送。 ④该部件建立“总线忙”，并除去“总线请求”，此时该部件获得总线使用权，准备传送数据。 ⑤数据传送期间，“总线忙”维持“总线可用”的建立。 ⑥传送完成后，该部件去除“总线忙”信号和“总线可用”信号。 ⑦当“总线请求”再次建立时，就开始新的总线分配过程。 优点：①选择算法简单；②控制总线数少；③可扩充性好；④可靠性高。 缺点：①对“总线可用”线及其有关电路失效敏感，②不灵活；③总线中信号传送速度慢。 集中式定时查询方式，过程： ①总线上每个部件通过“总线请求”发请求。 ②若“总线忙”信号未建立，则计数器开始计数，定时查询个部件，以确定是谁发的请求。 ③当查询线上的计数值与发出请求的部件号一致时，该部件建立“总线忙”，计数停止，查询也停止。除去“总线请求”，该部件获得总线使用权。 ④“总线忙”维持到数据传送完毕。 ⑤数据传送完，去除“总线忙”。 ⑥当“总线请求”线上有新的请求，就开始下一个总线分配过程。 优点：①优先次序灵活性强；②可靠性高。 缺点：①控制线数较多；②扩展性较差；③控制较为复杂；④总线分配受限于计数信号，不能很高。 集中式独立请求方式，过程： 例1:如图，已知大气压p b=101325Pa ，U 型管内 汞柱高度差H =300mm ，气体表B 读数为0.2543MPa ，求：A 室压力p A 及气压表A 的读数p e,A 。 解： 强调： P b 是测压仪表所在环境压力 例2:有一橡皮气球，当其内部压力为0.1MPa （和大气压相同）时是自由状态，其容积为0.3m 3。当气球受太阳照射而气体受热时，其容积膨胀一倍而压力上升到0.15MPa 。设气球压力的增加和容积的增加成正比。试求： （1）该膨胀过程的p~f （v ）关系； （2）该过程中气体作的功； （3）用于克服橡皮球弹力所作的功。 解：气球受太阳照射而升温比较缓慢，可假定其 ，所以关键在于求出p~f （v ） (2) （3） 例3：如图，气缸内充以空气，活塞及负载195kg ，缸壁充分导热，取走100kg 负载，待平 衡后，不计摩擦时，求：（1）活塞上升的高度 ;（2）气体在过程中作的功和换热量，已 知 解：取缸内气体为热力系—闭口系 分析：非准静态，过程不可逆，用第一定律解析式。 计算状态1及2的参数： 过程中质量m 不变 据 因m 2=m 1,且 T 2=T 1 体系对外力作功 注意：活塞及其上重物位能增加 例4：如图，已知活塞与气缸无摩擦，初始时p 1=p b ，t 1=27℃，缓缓加热， 使 p 2=0.15MPa ，t 2=207℃ ，若m =0.1kg ，缸径=0.4m ，空气 求：过程加热量Q 。 解： 据题意 ()()121272.0T T m u u m U -=-=? 例6 已知：0.1MPa 、20℃的空气在压气机中绝热压缩后，导入换热器排走部分热量，再进入喷管膨胀到0.1MPa 、20℃。喷管出口截面积A =0.0324m2，气体流速c f2=300m/s 。已知压气机耗功率710kW ，问换热器的换热量。 解： 稳定流动能量方程 ——黑箱技术 例7:一台稳定工况运行的水冷式压缩机，运行参数如图。设空气比热 cp =1.003kJ/(kg·K)，水的比热c w=4.187kJ/(kg·K)。若不计压气机向环境的散热损失、动能差及位能差，试确定驱动该压气机所需功率。[已知空气的焓差h 2-h 1=cp (T 2-T 1)] 解：取控制体为压气机（不包括水冷部分 流入： 流出： 6101325Pa 0.254310Pa 355600Pa B b eB p p p =+=+?=()()63 02160.110Pa 0.60.3m 0.0310J 30kJ W p V V =-=??-=?=斥L ?{}{}kJ/kg K 0.72u T =1 2T T =W U Q +?=()()212211U U U m u m u ?=-=-252 1.96010Pa (0.01m 0.05m)98J e W F L p A L =??=???=???={}{}kJ/kg K 0.72u T =W U Q +?=g V m pq q R T =()f 22g p c A R T =620.110Pa 300m/s 0.0324m 11.56kg/s 287J/(kg K)293K ???==??()111 11111m V m P e q p q P q u p v ++?++() 1 2 1 22222m V m e q p q q u p v ++Φ?Φ++水水 通风工程课后习题 第一章概述 第二章全面通风 3 3 0 3^ 1^ 60 3 6?解:依题可知，V = 1200m , q v =3.6m /s ,y 1 ------------ ------------------ =0.175(g/m ), 1200 x =350mg/s =0.35g/s , y°=0(g/s), y 2 = 100mg/s = 0.1g/s , 根据公式： 故风机启动后18.5分钟有害物浓度才能达到要求 7?解:依题已知，q m,jj =1.2kg/s ,q m,p =1.39kg/s ,t j =20 C , Q d - 20kW , t w - 4 C , t n0 - 20 C , (1)车间达到空气平衡时， q m,jj q m,zj ~ q m,p q m, zp 7.解:根据质量浓度与体积分数的换算关系式可得 Y = M C 22.4 c 22.4Y 22.4 0.2 3、 二 C 0.264(mL / m ) M 17 故氨的最高容许体积分数为 0.264mL/m 3 从而空气平衡方程式变为：q m,jj 7m,zj二q m,p 故窗孔M进风,并且进风量为0.19kg/s. (2)车间达到热平衡时， = 4.5 (t n -4) 1.39 1 t n =20 1.2 1 20 0.19 1 4 =5.89t n = 62.76 =■ t n :-11 C 故热平衡时室内的空气温度为 11 C . 8.解：依题可知：x =20mg/s ,t w = 32 C , Q =174kW , t n =35 C , K=3, 从而温差 L t =t n -t w = 35 -32 = 3( C ), 根据附录2,查得硫酸蒸气的最高容许浓度为 ：y 2=2mg/m 3 故按照卫生标准所需的全面通风量为 ：q v1 =心=3 20 =30(m 3/s) y 2 2 查附录 2 可得，y 2CO =30mg/s , y 2so2 =15mg/s , KX 6 工 120 按照卫生标准，稀释CO 所需的全面通风量为：q v1 = Meo = 6 izu =24(m 3/s) y 2CO 30 而稀释SO 2所需的全面通风量为：q v2二"s 。2 =6 105 =42(m 3/s) y 2SO2 15 故该车间的全面通风量为：q v = q v1 ' q v2 = 24 ? 42 = 66(m 3 /s) 10.解:依题可知：V =2V f =2 170m 3 = 340m 3, ：C = 0.1%-0.05% =0.05% , M 44 … 对应的质量浓度差为：：丫 C 0.05% 1000= 0.98(g/m 3) 22.4 22.4 工作人员1小时呼出的CO 2量为m 0 = q m t - 19.8 1 = 19.8(g) 根据质量守恒，故室内能容纳的最多人数为 第四章局部通风 V Y n 二 ----- m ° 340 0.98 19.8 = 16.8 : 17 习题一 1、解释下列术语 计算机系统的外特性：通常所讲的计算机系统结构的外特性是指机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性，即由他们所看到的计算机的基本属性（概念性结构和功能特性）。 计算机系统的内特性：计算机系统的设计人员所看到的基本属性，本质上是为了将有关软件人员的基本属性加以逻辑实现的基本属性。 模拟：模拟方法是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。 可移植性：在新型号机出台后，原来开发的软件仍能继续在升级换代的新型号机器上使用，这就要求软件具有可兼容性，即可移植性。可兼容性是指一个软件可不经修改或只需少量修改，便可由一台机器移植到另一台机器上运行，即同一软件可应用于不同环境。 Amdahl 定律：系统中对于某一部件采用某种更快的执行方式所能获得的系统性能改进程度，取决于这种执行方式被使用的频度或占总执行时间的比例。 虚拟机（Virtual Machine ）：指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。 6、 7、假定求浮点数平方根的操作在某台机器上的一个基准测试程序中占总执行时间的20%，为了增强该操作的性能，可采用两种不同的方法：一种是增加专门的硬件，可使求浮点数平方根操作的速度提高为原来的20倍；另一种方法是提高所有浮点运算指令的速度，使其为原来的2倍，而浮点运算指令的执行时间在总执行时间中占30%。试比较这两种方法哪一种更好些。 答：增加硬件的方法的加速比23.120 /2.0)2.01(1 1=+-= p S , 另一种方法的加速比176.12 /3.0)3.01(1 2=+-=p S ，经计算可知Sp1>Sp2第一种方 法更好些。 9、假设高速缓存Cache 的工作速度为主存的5倍，且Cache 被访问命中的概率 第1章计算机系统结构的基本概念 (1) 第2章指令集结构的分类 (10) 第3章流水线技术 (15) 第4章指令级并行 (37) 第5章存储层次 (55) 第6章输入输出系统 (70) 第7章互连网络 (41) 第8章多处理机 (45) 第9章机群 (45) 第1章计算机系统结构的基本概念 1.1 解释下列术语 层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。 虚拟机：用软件实现的机器。 翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。 解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。 计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。 在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。 计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。 计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。 系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。 Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。 程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。 第二章 热力学第一定律 思 考 题 1. 热量和热力学能有什么区别？有什么联系？ 答：热量和热力学能是有明显区别的两个概念：热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量，是与热力过程有关的过程量。热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的；而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合，是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。简言之，热量是热能的传输量，热力学能是能量？的储存量。二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出；热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。 2. 如果将能量方程写为 d d q u p v δ=+ 或 d d q h v p δ=- 那么它们的适用范围如何？ 答：二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。因为 u h pv =-，()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。 3. 能量方程 δq u p v =+d d （变大） 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大） 很相像，为什么热量 q 不是状态参数，而焓 h 是状态参数？ 答：尽管能量方程 q du pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）似乎相象，但两者 的数学本质不同，前者不是全微分的形式，而后者是全微分的形式。是否状态参数的数学检验就是，看该参数的循环积分是否为零。对焓的微分式来说，其循环积分：()dh du d pv =+??? 因为 0du =?，()0d pv =? 所以 0dh =?， 因此焓是状态参数。 而 对 于 能 量 方 程 来 说 ，其循环积分： 《通风安全学》课程 复习思考题与习题 安徽理工大学能源与安全学院 安全工程系编 二00六年三月 《通风安全学》复习思考题与习题 第一章矿井空气 1-1地面空气的主要成分是什么？矿井空气与地面空气有何区别？ 1-2氧气有哪些性质？造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是什么？ 1-3矿井空气中常见的有害气体有哪些？《煤矿安全规程》对矿井空气中有害气体的最高容许浓度有哪些具体规定？ 1-4 CO有哪些性质？试说明CO对人体的危害以及矿井空气中CO的主要来源。1-5防止井下有害气体中毒应采取哪些措施？ 1-6什么叫矿井气候条件？简述气候条件对人体热平衡的影响。 1-7何谓卡他度？从事采掘劳动时适宜的卡他度值为多少？ 1-8《煤矿安全规程》对矿井空气的质量有那些具体规定？ 1-9某矿一采煤工作面CO2的绝对涌出量为7.56m3/min,当供风量为850 m3/min时，问该工作面回风流中CO2浓度为多少？能否进行正常工作。 1-10井下空气中，按体积计CO浓度不得超过0.0024%，试将体积浓度Cv(%)换算为0℃及101325Pa状态下的质量浓度Cm(mg/m3)。 第二章矿井空气流动基本理论 2-1 说明影响空气密度大小的主要因素，压力和温度相同的干空气与湿空气相比，哪种空气的密度大，为什么？ 2-2 何谓空气的静压，它是怎样产生的？说明其物理意义和单位。 2-3 何谓空气的重力位能？说明其物理意义和单位。 2-4 简述绝对压力和相对压力的概念，为什么在正压通风中断面上某点的相对全压大于相对静压；而在负压通风中断面某点的相对全压小于相对静压？ 2-5 试述能量方程中各项的物理意义。 2-6 在用压差计法测定通风阻力，当两断面相等时，为什么压差计的读数就等于通风阻力？ 2-7 动能校正系数的意义是什么？在通风工程计算中为什么可以不考虑动能系数？ 2-8 分别叙述在单位质量和单位体积流体能量方程中，风流的状态变化过程是怎 建筑环境学课后习题答案 第二章 1.为什么我国北方住宅严格遵守坐南朝北的原则，而南方（尤其是华南地区）住宅并不严格遵守此原则？ 答：我国分为严寒、寒冷、夏热冬冷和暖和地区，居住建筑一般总是希望夏季避免日晒，而冬季又能获得较多光照，我国北方多是严寒和寒冷地区，建筑设计时，必须充分满足冬季保暖要求，部分地区兼顾夏季防热，北部地区坐北朝南能够达到充分利用阳光日照采暖，能够减少建筑的采暖负荷，减少建筑采暖能耗，所以，我国北方住宅严格遵守坐北朝南的原则，而南方地区必须满足夏季防晒要求适当兼顾冬季保暖，所以南方住宅可以不遵守原则。 2.是空气温度的改变导致地面温度改变，还是地面温度的改变导致空气温度改变？ 答：互相影响的，主要是地面温度的改变对空气温度变化起主要作用，空气温度的改变一定程度上也会导致地面温度改变，因为大气中的气体分子在吸收和放射辐射时是有选择的，对太阳辐射几乎是透明体，只能吸收地面的长波辐射，因此，地面与空气的热量交换是气温上升的直接原因。 3.为什么晴朗天气的凌晨书页表面容易结露或结霜？ 答：晴朗天空的凌晨，温度较低，云层较薄，尘埃，微小水珠，气体分子较大，太阳辐射较小，树叶主要向天空辐射长波辐射，树叶温度低于露点温度，树叶表面容易结露或结霜。 5.采用低反射率的下垫面对城市热岛有不好的影响。如果住宅小区采用高反射率的地面铺装是否能够改善住区微气候？为什么？ 答：其效果不是很好，由于城市建筑的密集，植被少采用高反射率的地面铺装，虽然减少了地面对辐射的吸收，但其反射出去的辐射仍会被建筑群所吸收，另外，由于逆温层的存在，其可能会导致空气温度的升高，从而不利于住区微气候的改善。 6.水体和植被对热岛现象起什么作用？机理是多少？ 答：①由于城市地面覆盖物多，发热体多，加上密集的城市人口的生活和生产中产生大量的人为热，造成市中心的温度高于郊区温度，且室内各区的温度分布也不一样。如果绘制出等温曲线，就会看到与岛屿的等高线极为相似，人们把这种气温分布的现象称为“热岛现象”。而水体和植被具有调节城市局部气候的作用，如净化空气、减少噪声，对城市“热岛现象”有一定的缓解作用。②机理：水体的比热大，温度较高时，气体潜热带走辐射热量，有效地降低温度，植被蒸腾作用较强，能有效带走部分热量，此外，植被的光合作用能吸收CO2，放出O2，杀菌并能吸收粉尘，有效地抑制了温室效应进而降低温度，也就有效地抑制了热岛效应。 第三章 1.室外空气综合温度是单独由气象参数决定的么？ 习题四 1.教材P88 存储层次的访问效率e计算公式。 e=T A1/(H T A1+(1-H) T A2) e H T A1+ e(1-H) T A2= T A1 H T A1+ (1-H) T A2= T A1/ e H T A1 -H T A2= T A1/ e- T A2 H (T A1 - T A2) = T A1/ e- T A2 H = T A1/ e- T A2/ (T A1 - T A2) H = T A1(1/ e- T A2/ T A1)/ T A1 (1- T A2/ T A1) H = (1/ e- T A2/ T A1)/ (1- T A2/ T A1) 把题意的条件带入，命中率H=(1/ e- T A2/ T A1)/ (1- T A2/ T A1) =(1/ 0.8- 10-2/ 10-7)/ (1- 10-2/ 10-7) =0.999999975 实际上，这样高的命中率是极难达到的。 在主辅存之间增设一级存储器，让其速度介于主存辅存之间，让主存与中间级的访问时间比为1：100，中间级与辅存之间的访问时间比为1：1000，将它们配上相应辅助软硬件，组成一个三级存储层次，这样，可以使第1级主存的命中率降低到 H=(1/ 0.8- 10-5/ 10-7)/ (1- 10-5/ 10-7) =0.997 1.教材P84 每个存储周期能访问到的平均字数 B=(1-(1-λ)m)/λ=(1-0.7532)/0.25 ≈4 既每个存储周期能访问到的平均字数为4。 若将λ=25%，m=16代入得 B=(1-(1-λ)m)/λ=(1-0.7516)/0.25 =3.96 既每个存储周期能访问到的平均字数为3.96。 可见，模数m不宜太大，否则性能改进不大。 3．教材P81。m个存储体并行的最大频宽B m=W*m/T M，根据题意，实际频宽要低于最大频宽。即实际频宽≤0.6最大频宽。 4*106B/s≤0.6*4 B*m/(2*10-6 s) 4≤0.6* m*4/2 2≤0.6* m 3.333≤ m m取2的幂，即m为4。 4.教材P91。根据题意，画出页表。 虚存页号实页号装入位 0 3 1 1 1 1 2 2 0 3 3 0 4 2 1 5 1 0 6 0 1 7 0 0 ⑴发生页面失效的全部虚页号就是页映像表中所有装入位为0的行所对应的虚页号的集合。本题为2，3，5，7。 ⑵按以下虚地址计算主存实地址的情况列表 虚地址虚存 页号页内位移装入 位 实页号页内位移实地址 0 0 0 1 3 0 （3*1024+0）3072 3728（3*1024+656） 3 656 0 页面失效页面失效无 1023（0*1024+1023）0 1023 1 3 1023 （3*1024+1023）4095 1024（1*1024+0） 1 0 1 1 0 （1*1024+0）1024 2055（2*1024+7） 2 7 0 页面失效页面失效无 7800（7*1024+632）7 632 0 页面失效页面失效无 计算机体系结构课后答案 计算机体系结构课后答案 【篇一：计算机体系结构习题(含答案)】 1、尾数用补码、小数表示，阶码用移码、整数表示，尾数字长p=6（不包括符号位），阶码字长q=6（不包括符号位），为数基值rm=16，阶码基值re=2。对于规格化浮点数，用十进制表达式写出如下数据（对于前11项，还要写出16进值编码）。 （1）最大尾数（8）最小正数 （2）最小正尾数（9）最大负数 （3）最小尾数（10）最小负数 （4）最大负尾数（11）浮点零 （5）最大阶码（12）表数精度 （6）最小阶码（13）表数效率 （7）最大正数（14）能表示的规格化浮点数个数 2．一台计算机系统要求浮点数的精度不低于10-7.2，表数范围正数不小于1038，且正、负数对称。尾数用原码、纯小数表示，阶码用移码、整数表示。 (1) 设计这种浮点数的格式 (2) 计算（1）所设计浮点数格式实际上能够表示的最大正数、最大负数、表数精度和表数效率。 3．某处理机要求浮点数在正数区的积累误差不大于2-p-1 ，其中，p是浮点数的尾数长度。 (1) 选择合适的舍入方法。 (2) 确定警戒位位数。 (3) 计算在正数区的误差范围。 4．假设有a和b两种不同类型的处理机，a处理机中的数据不带标志符，其指令字长和数据字长均为32位。b处理机的数据带有标志符，每个数据的字长增加至36位，其中有4位是标志符，它的指令数由最多256条减少到不到64条。如果每执行一条指令平均要访问两个操作数，每个存放在存储器中的操作数平均要被访问8次。对于一个由1000条指令组成的程序，分别计算这个程序在a处理机和b处理机中所占用的存储空间大小（包括指令和数据），从中得到什么启发？ 5．一台模型机共有7条指令，各指令的使用频率分别为35%，25%，20%，10%，5%，3%和2%，有8个通用数据寄存器，2个变址寄存器。 (1) 要求操作码的平均长度最短，请设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。 6．某处理机的指令字长为16位，有双地址指令、单地址指令和零地址指令3类，并假设每个地址字 段的长度均为6位。 (1) 如果双地址指令有15条，单地址指令和零地址指令的条数基本相同，问单地址指令和零地址指令各有多少条？并且为这3类指令分配操作码。 (2) 如果要求3类指令的比例大致为1：9：9，问双地址指令、单地址指令和零地址指令各有多少条？并且为这3类指令分配操作码。 7．别用变址寻址方式和间接寻址方式编写一个程序，求c=a+b，其中，a与b都是由n个元素组成的一维数组。比较两个程序，并回答下列问题： (1) 从程序的复杂程度看，哪一种寻址方式更好？ 工程热力学习题集 一、填空题 1．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。 2．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。 3．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。 4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。 5．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。 6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。 7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。（填高、低和多、少） 8．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为可逆循环。 9．熵流是由 引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。 11．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。 12．绝热系是与外界无 交换的热力系。 13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。 14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。 15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。 16．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。 17．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。（填大、小） 18．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为不可逆循环。 19．熵产是由 引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。 21、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。 22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。 23、热力平衡的充要条件是：（ ）。 24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。 25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。 26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。 31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。 32.在国际单位制中温度的单位是_______。 通风工程课后习题 第一章 概述 7.解:根据质量浓度与体积分数的换算关系式可得: 故氨的最高容许体积分数为0.264mL/m 3. 第二章 全面通风 s g s mg x /35.0/350==, )/(00s g y =, s g s mg y /1.0/1002==, 根据公式: 故风机启动后18.5分钟有害物浓度才能达到要求. 7.解:依题已知, s kg q jj m /2.1,=,s kg q p m /39.1,=,20=j t ℃, kW 20Q d =,4=w t ℃, 200=n t ℃, (1)车间达到空气平衡时, zp m p m zj m jj m q q q q ,,,,+=+ 0)/(19.02.139.1,,,,>=-=-=-?s kg q q q q jj m p m zp m zj m 从而空气平衡方程式变为: p m zj m jj m q q q ,,,=+ 故窗孔M 进风,并且进风量为0.19kg/s. (2)车间达到热平衡时, w zj m j jj m d n p m s ct q ct q Q ct q Q ,,,++=+ 76 .6289.54 119.02012.120139.1)4(5.4=???+??+=??+-??n n n t t t 11≈?n t ℃ 故热平衡时室内的空气温度为11℃. 8.解:依题可知: s mg x /20=,32=w t ℃, kW Q 174=,35=n t ℃, 3=K , 从而温差33235=-=-=?w n t t t (℃), 根据附录2,查得硫酸蒸气的最高容许浓度为: 32/2m mg y = 故该车间的全面通风量为39s m /3. 9.解: 依题已知: s mg X CO /120=,s mg X SO /1052=, 6=K 查附录2可得, s mg y CO /302=,s mg y SO /1522=, 故该车间的全面通风量为: )/(664224321s m q q q v v v =+=+= 10.解:依题可知: 3334017022m m V V f =?==,%05.0%05.0%1.0C =-=?, 工作人员1小时呼出的CO 2量为)(8.1918.190g t q m m =?== 根据质量守恒,故室内能容纳的最多人数为: 第四章 局部通风 3.某模型机有10条指令I1～I10，它们的使用频度分别为0.3，0.24，0.16，0.12，0.07，0.04，0.03，0.02， 0.01，0.01。 (1)计算采用等长操作码表示时的信息冗余量。 (2)要求操作码的平均长度最短，试设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。 (3)只有二种码长，试设计平均码长最短的扩展操作码编码并计算平均码长。 (4)只有二种码长，试设计平均码长最短的等长扩展码编码并计算平均码长。 3.(1)采用等长操作码表示时的信息冗余量为33.5%。 (2)操作码的Huffman编码法如表2.2所示，此种编码的平均码长为2.7位。 表2.2 操作码的Huffman编码法、2-5扩展码和2-4等长扩展码编码法 (4)操作码的2-4等长扩展码编码法如表2.2所示，此种编码的平均码长为2.92位。 5.若某机设计有如下格式的指令： 三地址指令12种，一地址指令254种，设指令字的长度为16位，每个地址码字段的位数均为4位。若操作码的编码采用扩展操作码，问二地址指令最多可以设计多少种？ 5.二地址指令最多可以设计48种。 6.一台模型机共有9条指令I1～I9，各指令的使用频度分别为30%，20%，20%，10%，8%，6%，3%，2%，1%。该模型机有8位和16位两种指令字长。8位字长指令为寄存器-寄存器（R-R）二地址类型，16位字长指令为寄存器-存储器（R-M）二地址变址寻址类型。 (1)试设计有二种码长的扩展操作码，使其平均码长最短，并计算此种编码的平均码长。 (2)在(1)的基础上，该机允许使用多少个可编址的通用寄存器？ (3)若采用通用寄存器作为变址寄存器，试设计该机的两种指令格式，并标出各字段的位数。 (4)计算变址寻址的偏移地址范围。 6.(1)操作码的2-5扩展码编码法如表2.3所示，此种编码的平均码长为2.9位。 表2.3 操作码的Huffman编码法和2-4等长扩展码编码法 第1章 计算机系统结构的基本概念 试用实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系。 答：如在设计主存系统时，确定主存容量、编址方式、寻址范围等属于计算机系统结构。确定主存周期、逻辑上是否采用并行主存、逻辑设计等属于计算机组成。选择存储芯片类型、微组装技术、线路设计等属于计算机实现。 计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。计算机实现是计算机组成的物理实现。一种体系结构可以有多种组成。一种组成可以有多种实现。 计算机系统设计中经常使用的4个定量原理是什么？并说出它们的含义。 答：（1）以经常性事件为重点。在计算机系统的设计中，对经常发生的情况，赋予它优先的处理权和资源使用权，以得到更多的总体上的改进。（2）Amdahl 定律。加快某部件执行速度所获得的系统性能加速比，受限于该部件在系统中所占的重要性。（3）CPU 性能公式。执行一个程序所需的CPU 时间 = IC ×CPI ×时钟周期时间。（4）程序的局部性原理。程序在执行时所访问地址的分布不是随机的，而是相对地簇聚。 计算机系统中有三个部件可以改进，这三个部件的部件加速比为： 部件加速比1=30； 部件加速比2=20； 部件加速比3=10 （1） 如果部件1和部件2的可改进比例均为30%，那么当部件3的可改进比例为多少时，系统加速比才可以达到10？ （2） 如果三个部件的可改进比例分别为30%、30%和20%，三个部件同时改进，那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？ 解：（1）在多个部件可改进情况下，Amdahl 定理的扩展： ∑∑+-= i i i n S F F S )1(1 已知S 1＝30，S 2＝20，S 3＝10，S n ＝10，F 1＝，F 2＝，得： ） （）（10/20/0.330/0.30.30.3-11 1033F F +++++= 得F 3＝，即部件3的可改进比例为36%。 （2）设系统改进前的执行时间为T ，则3个部件改进前的执行时间为：（++）T = ，不可改进部分的执行时间为。 已知3个部件改进后的加速比分别为S 1＝30，S 2＝20，S 3＝10，因此3个部件改进后的执行时间为： T T T T T n 045.010 2.020 3.0303.0'=++= 改进后整个系统的执行时间为：Tn = + = 那么系统中不可改进部分的执行时间在总执行时间中占的比例是： 82.0245.02.0=T T 假设某应用程序中有4类操作，通过改进，各操作获得不同的性能提高。具体数据如下表所示： 操作类型 程序中的数量 （百万条指令） 改进前的执行时间 （周期） 改进后的执行时间 （周期） 1. 热量和热力学能有什么区别？有什么联系？ 答：热量和热力学能是有明显区别的两个概念：热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量，是与热力过程有关的过程量。热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的；而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合，是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。简言之，热量是热能的传输量，热力学能是能量？的储存量。二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出；热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。 2. 如果将能量方程写为 d d q u p v δ=+ 或 d d q h v p δ=- 那么它们的适用范围如何？ 答：二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。因为 u h p v =-，()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。 3. 能量方程 δq u p v =+d d （变大） 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大） 很相像，为什么热量 q 不是状态参数，而焓 h 是状态参数？ 答：尽管能量方程 q du pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）似乎相象，但两者的数学本 质不同，前者不是全微分的形式，而后者是全微分的形式。是否状态参数的数学检验就是，看该参数的循环积分是否为零。对焓的微分式来说，其循环积分：()dh du d pv =+??? 因为 0du =?，()0d pv =? 所以 0dh =?， 因此焓是状态参数。 而对于能量方程来说，其循环积分： q du pdv δ=+??? 虽然： 0du =? 但是： 0pdv ≠? 所以： 0q δ≠? 因此热量q 不是状态参数。 4. 用隔板将绝热刚性容器分成A 、B 两部分（图2-13），A 部分装有1 kg 气体，B 部分为高度真空。将隔板抽去后，气体热力学能是否会发生变化？能不能用 d d q u p v δ=+ 来分析这一过程？ 1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？ 略。 1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？ 略。 1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。 略。 1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？ 略。 1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？ 答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。 1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？ 答：指CPU一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。 1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？ 答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。 它包括主存容量和辅存容量。 主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。 辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。 1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。 （1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。 （2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。 （3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。 （4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。 （5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。 （6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。（7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。 （8）将高级语言翻译成机器语言的程序。计算机系统结构课后答案
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