汽车车身结构碰撞性能的计算机模拟_评价与改进
1998年
吉 林 工 业 大 学 学 报Vol.28第2期J OU RNAL OF J IL IN UN IV ERSIT Y OF TECHNOLO GY 总第90期
收稿日期:1997-09-21
3福特—中国研究与发展基金(9715510)资助项目
贾宏波,男,1970年2月生,博士研究生
汽车车身结构碰撞性能的计算机模拟、评价与改进
3贾宏波 黄金陵 郭孔辉
(吉林工业大学)谷安涛 王中校 李掌宇
(长春汽车研究所)
摘 要 汽车车身结构的碰撞性能直接关系到汽车的被动安全性指标。本文从轿车在改型设计中提出的具体要求出发,建立了国内第一个用于碰撞分析的整车车身结构的有限元模型,同时按照车身碰撞性能的评价目标,利用计算机模拟技术对车身局部结构进行了优化和改进。模拟结果与实车碰撞实验结果的对比表明,计算方法和模拟过程正确,提出的建模方案和局部改进方案可以提高汽车产品的被动安全性设计水平。
关键词 模拟 车身 碰撞 评价 被动安全性
0 引 言
在国外,汽车的被动安全性已得到行业的共识,汽车产品的生产和销售需满足FMVSS 或ECE 等安全法规的要求。在我国,对于汽车产品的被动安全性的认识也在不断加强,清华大学、中国汽车技术研究中心(天津)、国家汽车质量检测中心(长春)等单位也已先后建立了检测汽车碰撞安全性的试验基地,评价和检测汽车产品是否符合安全性法规的要求,但国内有关汽车安全性的研究大多集中在已定型生产的实车检测方面,在产品的开发过程中进行安全性设计研究的投入还远远不够。
本文结合国产某轿车车身开发任务,从改善车身碰撞被动安全性设计水平的目标出发,进行了车身结构碰撞数值计算和碰撞过程的计算机模拟研究。在SGI 图形工作站上建立了国内第一个比较完善的整车碰撞分析模型,并通过可视化技术得到了车身结构碰撞变形过程完整的模拟结果。碰撞模型可以提供某轿车新车型以不同的速度和夹角与刚性墙碰撞的碰撞力、速度场、减速度场以及各构件的失效模式和能量吸收等情况的时间历
程曲线。与样车的试验结果比较表明,碰撞数值模拟结果基本正确。
在此基础上,根据数值模拟结果,以合理的失效模式为目标,对车身结构的主要吸能部件———前纵梁总成进行了多种方案的优化筛选和局部改动,使其碰撞吸能性能得到进一步的改进。
应用结果表明,在汽车的开发阶段利用计算机模拟方法进行车身结构碰撞性能的计算可以有效地提高新车型碰撞性能的可靠性,在产品定型生产之前就能及时评价和改进车辆的碰撞性能,从而缩短开发周期,降低开发成本,提高产品的市场竞争能力。这也正是汽车碰撞分析的计算机模拟方法在日本和欧洲等国家倍受重视的主要原因。
1 碰撞分析的有限元法基本原理
在时刻t N,变形体运动方程的离散形式为
M q??N=P N-F N(1)式中M为凝聚质量矩阵;q??N为N时刻加速度矢量;P N为载荷矢量;F N为单元应力场的总体等效节点矢量。
在显式算法中为了提高运算速度,通常采用单点积分算法,并用适当的沙漏控制方法消除单点高斯积分的四边形和六面体单元计算中产生的沙漏模式。以沙漏粘性阻尼控制为例,加入阻尼力后的方程为
M q??N=P N-F N+H N(2)式中H N为结构沙漏粘性阻尼力矢量。
车身结构在大变形中自身的相互折叠以及与其它结构的碰撞都会产生接触力,存在接触力的显式方程变为
M q??N=P N-F N+H N+F N C(3)式中F N C为接触力矢量。
时间积分采用显式中心差分
q?N+1/2=q?N-1/2+Δt N q??N
q N+1=q N+Δt N+1/2q?N+1/2
Δt N=Δt N-1/2+Δt N+1/2
2
ha
(4)
式中q?N-1/2,q?N+1/2,q?N,q?N+1分别为N-1/2和N+1/2时刻的节点速度矢量,N和N +1时刻的节点位移矢量。
由于碰撞过程含有材料、几何、接触等多重非线性的影响,采用Newmark积分的隐式算法在每一次非线性量和时间步长改变时都要对刚度矩阵进行分解,这对于高度非线性的碰撞问题的求解是极为不经济的。相比之下,显式算法只需要找出所有单元的内部力向量,故不需要对矩阵进行分解,计算效率较高。但显式计算中的积分算法并不是无条件稳定的,因此时间步长要选得很小才能跟踪应力波和接触的传播过程。
2 汽车车身碰撞分析模型的建立和碰撞历程的计算机模拟
汽车整车车身结构的建模工作量较大。以本文使用的轿车模型为例,碰撞分析的有限元模型共有近40000个节点,45000个单元,其中部分建模数据来自开发部门内部的数据库网络资源,而大部分数据则直接由设计图纸输入。建模工作量大约为3人/年,与国外同类模型相比,规模、精度和工作量大体相同。
整车车身结构由近80个构件通过焊接(包括点焊、电弧焊等)、螺钉联接、铆钉联接和粘合剂胶结而成。建模时,连接的刚度和强度根据实际情况确定。为描述车身构件的几何形状和连接性质等,模型中的单元类型包括六面体实体单元、板壳单元、梁单元、杆单元、伪单元、边界单元、弹簧单元和阻尼单元等,而节点也分为常规节点和模拟部分焊点情况的可断裂节点(Breakable joints)。可断裂节点在满足一定的条件时将自动分离为多个节点,焊点断裂的模拟结果可以作为点焊间距和点焊强度的碰撞角度的设计参考。
模型中的材料有车体材料08Al和45号钢,发动机缸体在碰撞中的变形不予以考虑,其材料本构关系作为刚性材料处理。此外为了描述其它非金属构件,模型中还包括了脆性材料和泡沫材料的定义。
在碰撞过程中,部件自身及部件与部件之间要产生接触和相对滑动,需要在模型中定义接触面。但接触关系在计算之前是未知的,定义的接触区要足够大,以包含实际接触面(有关接触面的搜索计算,在总体计算时间中占有相当的比例),但接触面过大会增加计算时间。因此定义接触区之前,应靠经验或以相关的实验结果为参考并进行一定的试算,以定义最佳的接触区。
整车与刚性墙以48km/h正面碰撞前的60ms模拟结果见图1,与实验结果相比较,模拟结果是成功的。
3 汽车车身碰撞性能的评价指标和局部改进
车辆碰撞性能的评价指标主要有以下几个方面:①在车辆的碰撞动能转化为结构变形能的过程中,减速度的总体水平应限制在一定的范围内;②作用于乘员的碰撞力应限制在合理的数值内;③为乘员提供生存空间;④应避免乘员在事故发生时被抛出;⑤保证乘员不受二次伤害及火灾威胁。
对于车身结构来说,评价和改进其碰撞性能应着重于第①、③点。国外的有关研究和我们的实验及模拟结果都表明:车身部件合理的碰撞压塌顺序是决定车身前部吸能能力和控制减速度总体水平的关键,对于保证乘员的生存空间也有一定意义。所谓车身部件合理的压塌顺序对于固定障碍的前部正碰撞而言,指在车辆的碰撞过程中,保险杠总成应首先产生塑性变形以吸收部分动能,随着碰撞过程的继续,前纵梁及其总成结构相继屈曲,而车身中部结构不应产生大的塑性变形。
在保险杠的变形失效过程中,纵梁结构应有足够的强度和刚度以抵抗保险杠后支撑结构作用于纵梁上的力,纵梁结构不应先于保险杠总成产生碰撞压塌失效。而在保险杠
图1 整车与刚性墙以48km/h正面碰撞前60ms模拟结果
Fig.1 Simulation result of48km/h frontal im pact
总成失效后,纵梁结构失效的能量吸收特性应尽量平稳。一般情况下,保险杠设计的“无损伤”碰撞速度增加,其作用力及其对能量的吸收率也相应增加。这一点在设计纵梁结构时应有所考虑。
为得到平稳的纵梁结构能量吸收特性并提高其碰撞能量吸收能力,应尽量避免纵梁产生塑性铰的弯曲失效模式。国外的研究人员在研究标准的直梁件和一些曲梁件的失效模式时发现,预先打碰撞模式控制引发孔,设置引发槽,加模式控制隔离板等方式能有效地控制试件的失效模式(图2)。但实际设计中,前纵梁的结构形状复杂,实际结构的失效模式往往很难控制。同时这些方法在实施时也会大大增加加工的成本和难度,有些改进
措施离实用阶段还有一段距离。
Fig.2 S ome improving models of crash failure modes control
图3 前纵梁结构示意图Fig.3 Frontal member structures 1-保险杠骨架 2-保险杠支架 3-保险杠加强板 4-加强件Ⅰ 5-封闭板 6-固定座 7-前纵梁外横梁
8-加强件Ⅱ
9-前纵梁Ⅰ段 10-碰撞缓冲器组件在本文研究的新车型开发
过程中,我们对旧车型的前纵
梁总成做了结构上的改进,见
图3。与原车型相比,新车型
在前纵梁与保险杠之间增加了
碰撞缓冲器组件。模拟和实验
结果表明,作为前纵梁总成的
一部分,合理设计碰撞缓冲器
的碰撞强度,使其大于保险杠
总成,并比原前纵梁总成的碰
撞强度为小,就能使新的前纵梁总成结构产生阶段性的折叠
失效模式,并将相继引发后续
纵梁结构的失效过程,从而改进前纵梁总成结构的碰撞吸能性能。这种改进在实际应用中比较容易实现。但碰撞缓冲器合理设计方案的确定过程比较复杂。在结构改动成本最小的前提下,需要用计算机模拟方法进行多方案比较计算得出,最后通过相关的试验进行必要的验证。
图4为在碰撞缓冲器方案选择过程中,两种不同方案的前纵梁正面碰撞的压塌模式比较。根据车身碰撞性能的评价指标,方案2要好于方案1。
方案1 方案2
图4 两种不同碰撞缓冲器设计方案下前纵梁的失效模式比较
Fig.4 Comparison of frontal member failure modes as a result of different crash dam per designs 4 结束语
本文首先概述了用高度非线性有限元方法进行车辆碰撞分析的基本原理,然后通过对国产某轿车48km/h 正面碰撞模拟的具体实例,指出了建模的基本方法和过程。最后论述了汽车车身的碰撞性能的评价标准和依据,并在此基础上用计算机模拟的方法对车
身的主要吸能构件进行了局部的改进和方案的筛选优化,使整车的碰撞性能得到进一步的提高。本文的内容对于指导国内汽车被动安全性结构设计,推动计算机模拟技术在车辆碰撞领域的深入应用等方面具有一定的参考意义。
参 考 文 献
1 Zhong Zhihua.Finite element procedures for contact2impact problems.Oxford University,Press Inc.
New Y ork,1993
2 贾宏波,黄金陵,谷安涛1用有限元法进行轿车车身碰撞性能的研究1浙江箫山:中国汽车工程学会第九届汽车车身年会,1997
3 Yuichi K itagawa,Ichiro Hagiwara.Masaaki tsuda development of a collapse mode control method for side members in vehicle collisions,SAE910809,1991
4 Shen Y Michael,Reid D John,Lesh M Ste phen,Wichai Cheva.Vehicle crashworthiness analysis using numerical methods and experiments SAE921075,1992
5 K aiser Axel.S ome examples of numerical simulation in Vehicle Safety Development.SAE921074, 1992
6 钟志华1汽车耐撞性分析的有限元法1汽车工程,1994(1)
7 王春雨,李一兵,黄世霖1应用有限元法研究车架结构的耐撞性1北京:中国汽车工程学会96年第二届汽车安全技术学术年会,1996
Evaluation and Improvement of Automotive Body Crash
Performance with Computer Simulation T echniques
Jia Hongbo Huang Ji nli ng Guo Konghui
(Jilin U niversity of Technology)
Gu A ntao W ang Zhongxiao L i Zhangyu
(Changchun A utomotive Research Institute)
Abstract Crash performance of body structures is of vital importance to automotive passive safety index.Induced from the requirements of modification of a local car,this paper discribes the whole process with finite element methods and simulation techniques in crash analysis.A full body finite element model for the purpose of crash analysis is built for the first time in China and structures are optimized and improved on the basis of car body crash performance evaluation targets.Tests results,show that the analysis and simulation techniques in this paper is successful and the modifications is effective and feasible in improving automotive passive safety scheme.
K ey w ords simulation,automotive body,crash,evaluation,passive safety
计算机系统结构模拟试题(5)
计算机组成原理模拟试题（2） 一、填空题:04分，每题02分 1、X=-0.1001 ［X］原=_____________ [X］补=_____________［-X］补=_____________ Y=0.0101 ［Y］原=_____________ ［Y］补=_____________ [-Y］补=_____________ ［X+Y］补=_____________ 2、对西文输出的字符设备，在计算机的内存储器中存储的是字符数据的每个字符的_____________码，输出(包括显示或打印)的则是每个字符的_____________，设备中的字符发生器的主要功能是解决从字符的_____________码和字符的_____________间的对应关系。 二、单选题:20分，每题02分 3、32 x 32点阵汉字的机内编码需要。 A: 16个字节 B: 32个字节 C: 32×2个字节 D: 32×4个字节 4、某机字长32位，采用原码定点整数表示，符号位为1位，数值位为31位，则可表示的最大正整数为，最小负整数为。 A: B: C: D: 5、在定点二进制运算器中，减法运算一般通过来实现。 A: 原码运算的二进制减法器 B: 补码运算的二进制减法器 C: 补码运算的十进制加法器 D: 补码运算的二进制加法器 6、在浮点数运算中产生溢出的原因是。 A: 运算过程中最高位产生了进位或借位 B: 参加运算的操作数超出了机器的表示范围 C: 运算的结果的阶码超出了机器的表示范围 D: 寄存器的位数太少，不得不舍弃最低有效位 7、无论如何划分计算机的功能部件，控制器部件中至少含有。 A: PC、IP B: PC、IR C: IR、IP D: AR、IP 8、某存储器容量为32K×16位，则 A: 地址线为16根，数据线为32根 B: 地址线为32根，数据线为16根
汽车电器的主要组成及特点
汽车电器的主要组成及特点 一、汽车电器主要组成部分 1．电源系统 包括蓄电池、发电机、调节器。其中发电机为主电源，发电机正常工作时，由发电机向全车用电设备供电，同时给蓄电池充电。调节器的作用是使发电机的输出电压保持恒定。 蓄电池，蓄电池为可逆的直流电源。在汽车上使用最广泛的是起动用铅蓄电池，它与发动机并联，向用电设备供电。蓄电池的作用是：当发动机启动时，向启动机和点火系供电；在启动机不发电或电压较低的情况下向用电设备供电；当用电设备同时接入较多，发电机超载时，协助发电机供电；当蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，它可将发电机的电能转变为化学能储存起来。因此它在汽车上占有重要位置。如何正确使用和维护保养蓄电池，对延长蓄电池的使用寿命极为重要。所以，汽车修理厂要担负维护、修理及启用新蓄电池等作业项目。 发电机是汽车电系的主要电源，它在正常工作时，对除起动机以外的所有的用电设备供电，并向蓄电池充电，以补充蓄电池在使用中所消耗的电能。 汽车所用的发电机有直流发电机、交流发电机。直流发电机是利用机械换向器整流，交流发电机是利用硅二极管整流，故又称硅整流发电机。 汽车用电器都是按照一定的直流电压设计的，汽油机常用12V，柴油机常用24V 。在汽车上，发电机既是用电器的电源，又是蓄电池的充电装置。为了满足用电器和蓄电池的要求对发电机的供电电压和电流变化范围也有一定的限制。 直流发电机所匹配的调节器一般都是由电压调节器，电流限制器，截断继电器三部分组成。而交流发电机调节器都可大大简化。由于硅二极管具有单向导电的特性，当发电机电压高于蓄电池动势时，二极管有阻止反向电流的作用，所以交流发电机不再需要截流继电器。 由于交流发电机具有限制输出电流的能力因此也不再需要限流器。但它的电压仍是随转速变化而变化的，所以为了得到恒定的直流电压，还必需装有电压解调器。 2．启动系统 包括串励式直流电动机、传动机构、控制装置。其作用是用于启动发动机。 起动机是用来起动发动机的，它主要由电机部分、传动机构（或称啮合机构）和起动开关三部分组成。 3．点火系统 包括点火开关、点火线圈、分电器总成、火花塞等，其作用是产生高压电火花，点燃汽油机发动机汽缸内的混合气。 在现代汽油发动机中，气缸内燃料和空气的混合气大多采用高压电火花点火。电火花点火具有火花形成迅速，点火时间准确，调节容易以及混合气点燃可*等优点。 为了在气缸中产生高压电火花，必须采用专门的点火装置。 点火装置按电能的来源不同，可分为蓄电池点火和磁电机点火两大类。 4．照明系统
(整理)linux系统监控性能评估.
总控服务器性能： 一、Cpu性能评估 Vmstat命令的参数解释： 对上面每项的输出解释如下： procs r列表示运行和等待cpu时间片的进程数，这个值如果长期大于系统CPU的个数，说明CPU 不足，需要增加CPU。? b列表示在等待资源的进程数，比如正在等待I/O、或者内存交换等。 Memory swpd列表示切换到内存交换区的内存数量（以k为单位）。如果swpd的值不为0，或者比较大，只要si、so的值长期为0，这种情况下一般不用担心，不会影响系统性能。 free列表示当前空闲的物理内存数量（以k为单位）? buff列表示buffers cache的内存数量，一般对块设备的读写才需要缓冲。 cache列表示page cached的内存数量，一般作为文件系统cached，频繁访问的文件都会被cached，如果cache值较大，说明cached的文件数较多，如果此时IO中bi比较小，说明文件系统效率比较好。 swap si列表示由磁盘调入内存，也就是内存进入内存交换区的数量。 so列表示由内存调入磁盘，也就是内存交换区进入内存的数量。 一般情况下，si、so的值都为0，如果si、so的值长期不为0，则表示系统内存不足。需要增加系统内存。? IO项显示磁盘读写状况? Bi列表示从块设备读入数据的总量（即读磁盘）（每秒kb）。 Bo列表示写入到块设备的数据总量（即写磁盘）（每秒kb） 这里我们设置的bi+bo参考值为1000，如果超过1000，而且wa值较大，则表示系统磁盘IO有问题，应该考虑提高磁盘的读写性能。 system 显示采集间隔内发生的中断数 in列表示在某一时间间隔中观测到的每秒设备中断数。 cs列表示每秒产生的上下文切换次数。 上面这2个值越大，会看到由内核消耗的CPU时间会越多。 CPU项显示了CPU的使用状态，此列是我们关注的重点。 us列显示了用户进程消耗的CPU 时间百分比。us的值比较高时，说明用户进程消耗的cpu 时间多，但是如果长期大于50%，就需要考虑优化程序或算法。 sy列显示了内核进程消耗的CPU时间百分比。Sy的值较高时，说明内核消耗的CPU资源很多。 根据经验，us+sy的参考值为80%，如果us+sy大于 80%说明可能存在CPU资源不足。 id 列显示了CPU处在空闲状态的时间百分比。 wa列显示了IO等待所占用的CPU时间百分比。 wa值越高，说明IO等待越严重，根据经验，wa的参考值为20%，如果wa超过20%，说明IO等待严重，引起IO等待的原因可能是磁盘大量随机读写造成的，也可能是磁盘或者磁盘控制器的带宽瓶颈造成的（主要是块操作）。综上所述，在对CPU的评估中，需要重点注意
计算机系统结构模拟试题5
计算机组成原理模拟试题（2）一、填空题:04分，每题02分 =_____________ [X］补=_____________补-X］［1、 X=-0.1001 ［X］原 =_____________ =_____________ =_____________ [-Y］补Y］原=_____________ ［］补 Y=0.0101 ［Y ］补=_____________ ［X+Y对西文输出的字符设备，在计算机的内存储器中存储的是 字符数据的每个字符的、 2，设备中的字符_____________(包括显示或打印)的则是每个字 符的码，输出_____________间的对应关_____________发生器的主要功能是解决从字符的 _____________码和字符的系。分二、单选题:20分，每题02 。3、 32 x 32点阵汉 字的机内编码需要 A: 16个字节 B: 32个字节 2个字节 C: 32×个字节 D: 32×4位，则可表示位，数值位为314、某机字长32位，采 用原码定点整数表示，符号位为1 。，最小负整数为的最大正整数为 A: B: C: D: 来实现。 5、在定点二进制运算器中，减法运算一般通过 A: 原码运算的二进制减法器 B: 补码运算的二进制减法器 C: 补码运算的十进制加法器 D: 补码运算的二进制加法器 。 6、在浮点数运算中产生溢出的原因是运算过程中最高位产生了进位或借位 A: 参加运算的操作数超出了机器的表示范围B: C: 运算的结果的阶码超出了机器的表示范围寄存器的位数太少，不得不舍弃最低有效位 D: 。 7、无论如何划分计算机的功能部件，控制器部件中至少含有 IP A: PC、 IR B: PC、、IP C: IR D: AR、IP 8、某存储器容量为32K×16位，则 A: 地址线为16根，数据线为32根 根16根，数据线为32地址线为B: C: 地址线为15根，数据线为16根 D: 地址线为15根，数据线为32根 9、在统一编址方式下，存储单元和I/O设备是靠指令中的来区分的。
车身结构分类
车身结构 车身结构含有以下分类： 两厢车三厢车掀背车旅行车硬顶敞篷车软顶敞篷车跑车 MPV SUV 两厢 在国外，两厢车通常叫做“hatchback”，也就是掀背的意思，但是这与我们国内叫得掀背车有所区别。在国内，两厢车是指少了突出的“屁股”(后备箱)的轿车，它将车厢与后备箱做成同一个厢体，并且发动机独立的布置形式。这种布局形式能增加车内空间，因此多用于小型车和紧凑型车。 下图为标准两厢式轿车：
三厢 三厢式汽车：轿车的标准形式。我们常见的轿车一般是三厢车，它的车身结构由三个相互封闭用途各异的“厢”所组成：前部的发动机舱、车身中部的乘员舱和后部的行李舱。在国外，三厢车通常叫做Sedan或saloon。 下图为标准三厢轿车：
掀背车 掀背车在国外往往指的是两厢车，英文翻译为Hatchback，而国内所指的掀背车则是那些外形与三厢车相似，也有突出的后备箱，但是整个后备箱盖和后车窗玻璃是一体的能够一起打开的，在国外通常称为Quickback或Fastback，译为“快背”，相对短小的后备箱以及相对动感的尾部线条，让掀背车在视觉效果上更优于三厢车。国内常见的掀背车有MG6、斯柯达明锐、马自达睿翼轿跑版等。 下图为标准的掀背车：
旅行车
在英语中，旅行车通常称为wagon，奥迪称为Avant、宝马称为Touring、而奔驰称为Estate，一般来说大多数旅行车都是以轿车为基础，把轿车的后备厢加高到与车顶齐平，用来增加行李空间。Wagon的优点就在于它既有轿车的舒适，也有相当大的行李空间。 旅行车是在人类崇尚自然、热衷旅游的风潮下衍生出来的一种轿车派生车型，与SUV 和MPV相比，它的购买价格和使用成本都较低，而且具有更灵巧的车身，便于驾驶和停放，因此在经济发达国家（尤其在欧洲）的民众生活中扮演着重要的角色。 随着国内消费者物质生活水平的提高，节假日带着家人，开着旅行车，一起出门远行，已成为都市车族的新时尚。旅行车不仅能够长途跋涉，而且空间足够大，可以携带充足的旅行装备。同时，在日常城市生活当中，硕大的行李箱空间也十分实用。而中国较早出现的旅行车就是桑塔纳旅行版，而广州标致505SW在当时也能见到。 下图为标准旅行车：
系统性能评估
第7章 1.工程工作站：具有实现工程计算、程序编制和调试、作图、通信、资源共享的计算机环 境。 2.早期CAD环境:“大型机(超级小型机)+多路终端 3.工作站从应用对象、范围和功能需求上都不同于普通PC机 4.工作站与PC在配置上的一般区别：1. 图形处理能力:专业图形卡2. 可靠性: 采用多种 可靠性措施3. 性能: 采用高性能器件4. 扩展能力: 内存、多处理器等5. 软件配置: 操作系统、高性能图形处理软件等。 5.系统性能评价技术：从技术上, 主要有分析、模拟、测量三种技术 6.常采用的分析技术有：常采用排队论、随机过程、均值分析等方法进行近似求解,比如 流水线性能、多处理器系统性能分析、软件可靠性静态评估等。 7.分析技术的特点：特点是理论严密, 对基础理论的掌握要求较高。优点是节约人力/物 力, 可应用于设计中的系统。 8.模拟技术的特点：既可以应用于设计中或实际应用中的系统, 也可以与分析技术相结 合, 构成一个混合系统。 9.测量技术的特点： 10.模拟技术是基于试验数据的系统建模, 主要有: (1) 按系统的运行特性建立系统模型; (2) 按系统工作负载情况建立工作负载模型; (3) 编写模拟程序, 模拟被评价系统的运 行。 11.测量技术：该技术是对已投入使用的系统进行测量, 通常采用不同层次的基准测试程序 评估。不同层次指的是：核心程序、实际应用程序、合成测试程序 12.几乎所有基于模拟的评价方法都依赖于测试数据或实验值 13.总结：分为三种性能评价技术，分别是分析、模拟、测量，这三种技术分别对用不同成 熟度的系统。分析技术对应理论研究，特点是理论严密，基础知识掌握度高。模拟技术是对正在设计以及已经用于实际应用的系统进行建模，建模数据来源是实验数据。而测量技术的应用是对已经投入使用的系统进行测量。通常采用不同层次的基准测试程序，不同层次值的是：核心程序、实际应用程序、合成测试程序。 14.系统性能评价对象：内存、I?O、网络、操作系统、编译器的性能。 15.与程序执行的时间相关的两大因素:(1) 时钟频率(MHz)；(2) 执行程序使用的总时钟周期 数。 16.CPU时间= 总时钟周期数?时钟周期= 总时钟周期数/ 时钟频率 17.IC(程序执行的指令数)和CPI(每条指令所需时钟数 18.CPU时间= CPI?IC ?时钟周期= CPI?IC /时钟频率 19.(1) 时钟频率: 反映计算机实现、工艺和组织技术; 20.(2) CPI: 反映计算机实现、指令集结构和组织; 21.(3) IC: 反映计算机指令集结构和编译技术。 22.系统性能评价标准：(1) 时钟频率(主频): 用于同类处理机之间(2) 指令执行速度法 (MIPS —定点运算) (3) 等效指令速度:吉普森(Gibson)法4)数据处理速率PDR(processing data rate)法(5) 基准程序测试法 23.MIPS指标的主要缺点是不能反映以下情况: ①不能反映不同指令对速度的影响②不能 反映指令使用频率差异的影响③不能反映程序量对程序执行速度的影响 24.吉普森(Gibson)法的主要缺点:(1) 同类指令在不同的应用中被使用的频率不同;(2) 程序 量和数据量对Cache 影响; (3) 流水线结构中指令执行顺序对速度的影响;(4) 编译程序对系统性能的影响。
计算机系统结构模拟题
《计算机系统结构》模拟题 一．判断是非题,对的打√，错的打× 1.系列机是指由一个厂家生产的具有相同组成，但具有不同系统结构和实现的一系列不同型号的机器。 （ × ） 2.Cray 1向量处理机中，由于每个向量寄存器的长度为64，当实际需要处理的向量长度大于64时，它就不能够处理了。 （ × ） 3.按照Flynn 分类法，Illiac IV 阵列处理机是MIMD 计算机。 （ × ） 4.多级混洗交换网络是阻塞网络。 （ √ ） 二．填空题 1．多机系统的互连网络的通信模式可分为4种，其中，一对一的通信模式称为____单播_____模式，一对全体的通信模式为_____广播____模式，多对多的通信模式为____会议_____模式。 2．SIMD 计算机和流水线向量处理机都可以执行向量指令，前者采用___资源重复______并行性，后者采用___时间重叠______并行性。 3．系列机软件兼容必须做到___向后_____兼容，力争做到___向上_____兼容。 4．流水线消除瓶颈段的方法有____细分_____和____重复设置瓶颈段（可交换次序）_____2种方法。 5．设通道数据传送过程中，选择一次设备的时间为 s T ，传送一个字节的时间为D T ，则字 节多路通道最大流量等于____ D s T T 1 _____。 6．Illiac IV 8×8阵列中，网络直径为____7_____。 7．对堆栈型替换算法，增大分配给程序的___主存页面______，对第一级存储器的命中率就会单调____上升_____。 8．从网络的任何结点看，若网络拓扑结构都是相同的，则称这样的网络是___对称______网络。 三．单项选择题 1.在计算机系统层次结构中，从下层到上层，各层相对顺序正确的是（ B ）。 A.汇编语言机器级－操作系统机器级－高级语言机器级 B.微程序机器级－传统机器语言机器级－汇编语言机器级 C.传统机器语言机器级－高级语言机器级－汇编语言机器级 D.汇编语言机器级－应用语言机器级－高级语言机器级 2．Illiac IV 阵列处理机中，PE 之间所用的互连函数是（ A ）。
电脑系统性能分析与评价
浅谈计算机系统性能评价的认识和理解 随着科学技术的日益进步，计算机也得到快速发展，计算机性能成为人们关注的重点。计算机性能评价不仅是计算机网络和计算机系统研究与应用的重要理论基础和支撑技术，也是当今通信和计算机科学领域的重要研究方向。因此，进行计算机系统性能评价成为当务之急。 计算机性能评价是指对系统的动态行为进行研究和优化，包括对实际系统的行为进行分析、测量和模拟按照一定的性能要求对方案进行选择，对现有系统的性能缺陷和瓶颈进行改进，对未来系统的性能进行预测，以及在保证一定服务质量的前提下进行设计。性能评价技
术研究使性能成为数量化的、能进行度量和评比的客观指标，以及从系统本身或从系统模型获取有关性能信息的方法。性能评价通常是与成本分析综合进行的，借以获得各种系统性能和性能价格比的定量值,从而指导新型计算机系统(如分布式计算机系统)的设计和改进,以及指导计算机应用系统的设计和改进，包括选择计算机类型、型号和确定系统配置等。 1 计算机系统性能评测指标 计算机系统性能指标有两类：可用性、工作能力。 可用性：它指计算机能够持续工作时间，一般用平均无故障时间和可恢复性来表示。 工作能力：它指计算机在正常工作状态下所具有的能力。它们是系统性能评价的主要研究对象。常用的工作能力指标由：吞吐量、延迟和资源利用率。 吞吐量：单位时间内系统的处理能力，指单位时间内完成的任务数。对于不同目标可能含义不同。例如，在评价一个数据库系统时，所指的吞吐量可以是单位时间内交易完成的个数；在评价一个网络系统是，吞吐量指单位时间内传输的字节数等。 延迟：完成一个指定任务所花费的时间。例如，在评价一个数据库系统时，可以考察它完成一个查询，或完成一个数据处理所需要的时间；在评价一个网络系统时，可以考察发送一个网络包所需要的时间等。 资源利用率：指完成一个任务所需要花费的系统资源。例如完成一个数据处理、所占用处理器的时间、占用内存的大小或占用网络带宽的大小等。 吞吐量越高、延迟越少、资源利用率越低则表示系统的性能越好。 2 计算机性能的主要评测手段 计算机性能的主要评测手段主要包括测量、模拟、分析方法。 测量方法：测量是最基本、最重要的系统性能评价手段。测试设备向被测设备输入一组测试信息并收集被测设备的原始输出，然后进行选择、处理、记录、分析和综合，并且解释其结果。上述这些功能一般是由被测的计算机系统和测量工具共同完成的，其中测量工具完成测量和选择功能。测量工具分硬件工具和软件工具两类。硬件测量工具附加到被测计算机系统内部去测量系统中出现的比较微观的事件(如信号、状态)。典型的硬件检测器有定时器、序列检测器、比较器等。例如，可用定时器测量某项活动的持续时间；用计数器记录某一事件出现的次数；用序列检测器检测系统中是否出现某一序列(事件)等。数据的采集、状态的监视、寄存器内容的变化的检测，也可以通过执行某些检测程序来实现。这类检测程序即软件测量工具。例如，可按程序名或作业类收集主存储器、辅助存储器使用量、输入卡片数、打印纸页数、处理机使用时间等基本数据；或者从经济的角度收集管理者需要的信息；或者收集诸如传送某个文件的若干个记录的传送时间等特殊信息；或者针对某个程序或特定的设备收集程序运行过程中的一些统计量，以及发现需要优化的应用程序段等。硬件监测工具的监测精度和分辨率高，对系统干扰少；软件监测工具则灵活性和兼容性好，适用范围广。测量方法是最直接、最基本的方法，其他方法也要依赖于测量的量，但是它比较浪费时间，只适合于已经存在并运行的系统。 分析方法：分析方法可为计算机系统建立一种用数学方程式表示的模型，进而在给定输入条件下通过计算获得目标系统的性能特性。该方法一般应用于系统的设计阶段，这时候因
计算机系统结构第一章自考练习题答案
第一章计算机系统结构的基本概念 历年真题精选 1. 下列对系统程序员不透明的是（）。 A. 乘法器 B. 先行进位链 C. 指令缓冲器 D. 条件码寄存器2．“从中间开始”设计的“中间”目前多数是在（ D ）。 A. 微程序机器级与汇编语言机器级之间 B. 操作系统机器级与汇编语言机器级之间 C. 传统机器语言机器级与微程序机器级之间 D. 传统机器语言机器级与操作系统机器级之间 3. 开发计算机系统结构并行性的主要技术途径有时间重叠、（资源重复）和（资源 共享）。 4. 计算机系统弗林分类法，把计算机系统分成单指令流单数据流（SISD）、单指令流多数 据流（SIMD）、（多指令流单数据流（MISD））和（多指令流多数据流（MIMD））四大类。 5. 设计指令系统时，以乘法运算为例，简述系统结构设计、计算机组成设计、计算机实现 各应考虑的问题。（ P4） 6. 实现软件移植的途径有哪些各受什么限制（ P14） 同步强化练习 一．单项选择题。 1. 实现汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是由（ C ）。 A. 编译程序翻译 B. 编译程序解释 C. 汇编程序翻译 D. 汇编程序解释 2. 系列机软件应做到（ B ） A. 向前兼容，并向下兼容 B. 向后兼容，力争向上兼容 C. 向前兼容，并向上兼容 D. 向后兼容，力争向下兼容 3. 在计算机系统多级层次结构中，机器级由低到高，相对顺序正确的应当是（ B ）。 A. 传统机器语言、汇编语言、操作系统 B. 微程序、传统机器语言、高级语言 C. 高级语言、汇编语言、传统机器语言 D. 传统机器语言、应用语言、高级语言 4. 可以直接执行微指令的是（ C ）。 A. 编译程序 B. 微程序 C. 硬件 D. 汇编程序 5. 计算机系统结构不包括（ A ）。 A. 主存速度 B. 数据表示 C. 机器工作状态 D. 信息保护 6. 对计算机系统结构透明的是（）。 A. 是否使用通道型I/0处理机 B. 虚拟存储器 C. 字符行运算指令 D. VLSI技术 7. 在主存设计上，属计算机系统结构考虑的应是（ C ）。 A. 频宽的确定 B. 多体交叉还是单体 C. 容量和编址单位 D. 用MOS还是TTL 8. 计算机组成设计不考虑（ B ）。 A. 缓冲技术 B. 功能部件的集成度 C. 专用部件设置 D. 控制机构的组成
计算机系统结构模拟题
《计算机系统结构》模拟题（补）一．单项选择题 1. SIMD是指（）。 A、单指令流单数据流 B、单指令流多数据流 C、多指令流单数据流 D、多指令流多数据流 2. 磁盘外部设备适合于连接到（）。 A．字节多路通道B．数组多路通道或选择通道 C．选择通道或字节多路通道D．数组多路通道或字节多路通道 3. 下列（）存储设备不需要编址。 A. 通用寄存器 B. 主存储器 C. 输入输出设备 D. 堆栈 4.多处理机的各自独立型操作系统( )。 A.要求管理程序不必是可再入的 B.适合于紧耦合多处理机 C.工作负荷较平衡 D.有较高的可靠性 5.输入输出系统硬件的功能对( )是透明的。 A.操作系统程序员 B.应用程序员 C.系统结构设计人员 D.机器语言程序设计员 6. 实现汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是由（）。 A．编译程序解释B．编译程序翻译 C．汇编程序解释D．汇编程序翻译 7.全相联地址映象是指( )。 A.任何虚页都可装入主存中任何实页的位置 B.一个虚页只装进固定的主存实页位置 C.组之间是固定的，而组任何虚页可以装入任何实页位置 D.组间可任意装入，组是固定装入 8.( )属于MIMD系统结构。 A.各处理单元同时受同一个控制单元的管理 B.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令 C.松耦合多处理机和多计算机 D.阵列处理机
9.设16个处理器编号分别为0，1，2，…，15用Cube3互联函数时，第10号处理机与第( ) 号处理机相联。 A.11 B.8 C.14 D.2 10.若输入流水线的指令既无局部性相关，也不存在全局性相关，则( )。 A.可获得高的吞吐率和效率 B.流水线的效率和吞吐率恶化 C.出现瓶颈 D.可靠性提高 11．流水线的技术指标不包括( )。 A.响应比 B.吞吐率 C.加速比 D.效率 12．指令优化编码方法，就编码的效率来讲，方法最好是（）。 A. 固定长度编码 B. 扩展编码法 C. Huffman编码法 D. 以上编码都不是 13．RISC 计算机的指令系统集类型是 ( ) 。 A. 堆栈型 B. 累加器型 C. 寄存器—寄存器型 D. 寄存器 - 存储器型 14．相联存储器的访问方式是( )。 A．先进先出顺序访问B．按地址访问 C．无地址访问D．按容访问 15．存储器读写速率越高，每位的成本也越高，存储容量也小。解决这一问题的主要方法是采用( )。 A．多级存储体系结构B．并行存储器 C． Cache D．缓冲技术 16．计算机系统多级层次中，从下层到上层，各级相对顺序正确的应当是（）。 A.汇编语言机器级---操作系统机器级---高级语言机器级 B.微程序机器级---传统机器语言机器级---汇编语言机器级 C.传统机器语言机器级---高级语言机器级---汇编语言机器级 D. 汇编语言机器级---应用语言机器级---高级语言机器级 17．对系统程序员不透明的是（）。 A.Cache 存储器 B.系列几各档不同的数据通路宽度 C.指令缓冲寄存器 D.虚拟存储器 18．在计算机系统设计中，比较好的方法是（）。
“计算机网络与计算机系统的性能评价”
计算机网络与计算机系统的性能评价” 1 背景 计算机网络和计算机系统目前已经成为现代信息社会 最重要的基础设施之一，其应用遍布社会的各个领域，成为国家发展和社会进步的基本需求，是知识经济的基本载体和支撑环境。性能评价是计算机网络和计算机系统研究与应用的重要理论基础和支撑技术，是通信和计算机科学领域的重要研究方向，也是一门理论与实践紧密相连、内容丰富、体系完整的学科。许多IEEE的权威会刊也都有专门的性能评价专栏，还有许多关于性能评价的国际学术年会。此外，性能评价也是国外计算机、通信、信息科学等专业大学高年级学生和研究生的必修课程之一。 长期以来，虽然学习数学系开设的纯数学有利于夯实研 究生的基础理论，但要在计算机和网络系统建模分析的具体研究中应用随机观念解决实际问题，偏重理论体系完备性和严密性的纯数学略显抽象，不容易被深刻理解，进而阻碍学生在实际系统与抽象的理论方法之间建立自然联系。为此清华大学计算机科学与技术系于 2000 年开设“计算机网络与计算机系统的性能评价”课程，任课教师为林闯教授，笔者于 2012 年加入课程建设队伍，开始承担部分教学任务； 2014 年独立承担课程教学。十多年来，课程在林闯教授及其教学
团队的努力下，多次荣获清华大学研究生精品课程。 2课程定位 计算机网络与计算机系统的性能评价”属于专业基础 理论课程，强调用工程数学解决实际问题，是基础理论课和学科专业课之间的桥梁。课程教学强调培养研究生对计算机网络和计算机系统的性能模型方法和性能分析的直观理解，熟悉基本思路，通晓性能建模与分析的一般方法，熟练并尽可能创造性地应用随机过程、排队论、随机 Petri 网等方法开展计算机网络与系统性能评价的相关研究。课程着重培养研究生应用随机概念分析和评价计算机系统性能的基本研究能力。此外，课程建设也致力于以学生能力培养为核心，注重理论深度，体现研究型教学的特色。 3课程建设 3.1用“领会方法精髓”的思想指导教学 课程内容按照系统性能评价的模型技术与方法分为3个部分：第一部分讲解基本概念和基础理论，包括随机变量及期望的相关定理、马尔可夫过程和更新过程等随机过程以及随机稳定性分析等。第二部分是排队论，包括各种典型单节点排队模型以及乘积解 / 非乘积解排队网络。第三部分是随机 Petri 网与性能评价，主要内容有 Petri 网和各种随机 Petri 网及其在系统性能评价中的应用。我们在教学实践中强调数学基础理论中的相关概念、定义和定理等在描述实际物理系统 如计算机和计算机网络系统）时的映射关系，注意用简单的模型和示例讲述基础理论在描述和刻画实际系统时的本质。课程讲授过程中采用幻灯讲义，但对较难的数学推导和分析内容则采用板书方式，同时在讲解详细的分析推导过程之前增加了轮廓性的介绍，之后注意总结主要结论的本质，并结合实际系统阐述理论所揭示的物理意义，适当增加应用举例，力图将抽象的数学理论讲解得直观而易理解，启发同学思考和领会方法的精髓。如讲授离散时间马尔可夫链模型时，首先剖析单机双核 CPU共享内存系统的建模，然后扩展到多机多核计算机系统的建模，使同学们由浅入深、循序渐进地理解并掌握应用离散时间马尔可夫链建立计算机系统分析模型的关键一一结合实际系统的工作过程，
(完整版)汽车车身结构与设计期末考试试题
一、名词解释 1、车身：供驾驶员操作，以及容纳乘客和货物的场所。 2、白车身：已装焊好但尚未喷漆的白皮车身。 3、概念设计：指从产品构思到确定产品设计指标（性能指标），总布置定型和造型的确定，并下达产品设计任务书为止这一阶段的设计工作。 4、H点：H点装置上躯干与大腿的铰接点。 5、硬点：对于整车性能、造型和车内布置具有重要意义的关键点。 6、硬点尺寸：连接硬点之间、控制车身外部轮廓和内部空间，以满足使用要求的空间尺寸。 7、眼椭圆：不同身材的乘员以正常姿势坐在车内时，其眼睛位置的统计分布图形；左右各一，分别代表左右眼的分布图形。 8、驾驶员手伸及界面：指驾驶员以正常姿势入座、身系安全带、右脚踩在加速踏板上、一手握住转向盘时另一手所能伸及的最大空间廓面。 9、迎角：汽车前、后形心的连线与水平线的夹角。 10、主动安全性：汽车所具有的减少交通事故发生概率的能力。 11、被动安全性：汽车所具有的在交通事故发生时保护乘员免受伤害的能力。 12、静态密封：车身结构的各连接部分，设计要求对其间的间隙进行密封，而且在使用过程中这种密封关系是固定不动的。 13、动态密封：对车身上的门、窗、孔盖等活动部位之间的配合间隙进行密封，称为动态密封。 14、百分位：将抽取的样本实测尺寸值由小到大排列于数轴上，再将这一尺寸段均分成100份，则将第n份点上的数值作为该百分位数。 二、简答 1、简述车身结构的发展过程。 没有车身——马车上安装挡风玻璃——木头框架+篷布——（封闭式的）框架（木头或钢）+木板——（封闭式的）框架（木头或钢）+薄钢板——全钢车身——安全车身。 2、车身外形在马车之后，经过了那几种形状的演变？各有何特点？ ①厢型：马车外形的发展②甲虫型：体现空气动力学原理的流线型车身③船型：以人为本，考虑驾乘舒适性④鱼型：集流线型和船型优点于一身⑤楔型：快速、稳定、舒适。 3、车身设计的要求有哪些？ 舒适、安全、美观、空气动力性。 ①结构强度足够承受所有静力和动力载荷；②布置舒适，有良好的操纵性和乘座方便性；③具有良好的车外噪声隔声能力；④外形和布置保证驾驶员和乘员有良好的视野；⑤材料轻质，减小质量； ⑥外形具有低的空气阻力；⑦结构和装置措施必须保护乘员安全；⑧材料来源丰富、成本低，易于制造和装配；⑨抗冷、热和腐蚀抵能力强；⑩材料具有再使用的效果；⑩制造成本低。 4、车身设计的原则有哪些？ ①车身外形设计的美学原则和最佳空气动力特性原则。②车身内饰设计的人机工程学原则。③车身结构设计的轻量化原则。④车身设计的“通用化，系列化，标准化”原则。⑤车身设计符合有关的法规和标准。⑥车身开发设计的继承性原则。 5、什么是白车身？它的主要组成有哪些？ 已装焊好但尚未喷漆的白皮车身。 组成：车身覆盖件+车身结构件+部件。①车身覆盖件：覆盖车身内部结构的表面板件。②车身结构件：支撑覆盖件的全部车身结构零件。③部件：前翼子板、车门、发动机罩和行李箱盖。 6、简述车身承载类型的特点及适用车型。 （1）、非承载式（有车架式）：车架作为载体 1>特点：①装有单独的车架；②车身通过多个橡胶垫安装在车架上；③载荷主要由车架来承担。 ④车身在一定程度上仍承受车架引起的载荷。2>适用车型①货车（微型货车除外）②在货车底盘基础上改装成的大客车③专用汽车④大部分高级轿车。 （2）、承载式：去掉车架，由车身直接承载。 1>特点：①保留部分车架、车身承受部分载荷。②前后加装副车架。2>适用车型：基础承载式、整体承载式大客车。
计算机系统结构模拟试题(3)
计算机系统结构模拟试题（3） 一、单选题:15分，每题03分 1、一台模型机共有7条指令，各指令的使用的频率分别为45％,30％,15％,5％,3％,1％,1％。要求操作码的平均长度最短，那么该值应该是： A: 2 B: 1.87 C: 2.1 D: 1.97 2、设a为一个计算机系统中n台处理机可以同时执行的程序代码的百分比，其余代码必须用单处理机顺序执行。而单个节点机的处理效率是4MIPS,那么在a=0.8的条件下，要让系统的效率达到20MIPS,则至少需要多少台节点机？ A: 8 B: 16 C: 32 D: 以上均错误 3、一条流水线的可分为k段，各段的执行时间都是，共向该流水线输入n个任务，求该流水线实际吞吐率为： A: B: C: D: 4、一条4段的流水线可以由以下时空图来表示，求该流水线的实际吞吐率（假设n=100） A: B: C: D: 5、在超标量，超流水线，超标量超流水线等不同结构的指令级并行处理机上运行矩阵乘法C＝A×B（假设A是m×n阶的矩阵，B是n×l阶的矩阵），最少需要进行多少次乘法
和多少次加法？ A: mn, nl B: mnl, ml(n-1) C: mnl, mn(l-1) D: mnl, mnl 二、多选题:04分，每题04分 6、下列功能，那些一般由硬件实现？ A : 第一次关CPU中断 B : 返回中断点 C : 第一次开CPU中断 D : 保存中断点 三、填空选择题:04分，每题04分 7、星形网络的网络直径和链路数分别为（）和（）。 选项 1 : N-1 N/2 2 N(N-1)/2 选项 2 : N-1 N/2 2 N(N-1)/2 四、大型计算题:10分，每题10分 8、假设我们考虑条件分支指令的两种不同设计方法如下： CPU1：通过比较指令设置条件码，然后测试条件码进行分支。 CPU2：在分支指令中包括比较过程。 在两种CPU中，条件分支指令都占用2个时钟周期而所有其他指令占用1个时钟周期，对于CPU1，执行的指令中分支指令占20％；由于每个分支指令之前都需要有比较指令，因此比较指令也占20％。由于CPU1在分支时不需要比较，因此假设它的时钟周期时间比CPU2快1.25倍。哪一个CPU更快？如果CPU1的时钟周期时间仅仅比CPU2快1.1倍，哪一个CPU更快？ 五、中型计算题:16分，每题08分 9、在一个Cache存储系统中，主存储器的访问周期、存储容量和单位价格分别为60ns、64MB和10元／NB，Cache的访问周期、存储容量和单位价格分别为10ns、512KB和100元／MB，Cache的命中率为0．98。 计算这个Cache存储系统的等效访问周期、存储容量和单位价格。 10、超标量机、超流水线机、超标量超流水线机都能开发指令级的并行性。假设这3种机器的流水线都为4段，每段均为1个时钟周期。还假设超标量处理机每个时钟周期可同时启动3条指令，超流水线机每隔1/3个时钟周期启动一条指令，超标量超流水线机每次启动3条指令，每隔1/3个时钟周期启动一次指令。现有9条指令的代码序列，问这3种机器各需要多少个时钟周期才能执行完毕，求各流水线的效率。画出时空图。
汽车车身结构与设计复习题答案(20200521124756)
汽车车身结构与设计复习题 1.车身设计的特点是什么？车身设计是新车型开发的主要内容。车身造型设计是车身设计的关键环节。人机工程学在车身设计中占有极重要的位置。车身外形应重点体现空气动力学特征。轻量化、安全性和高刚性是车身结构设计的主题。新材料、新工艺的应用不断促进车身设计的发展。市场要素车身设计中选型的前提。车身设计必须遵守有关标准和法规的要求 2.现代汽车车身发展趋势主要是什么？ 车身设计及制造的数字化 （1）虚拟造型技术(CAS)。 （2）计算机辅助设计(CAD)。 （3）计算机辅助分析(CAE)。 （4）计算机辅助制造(CAM)。 流体分析CFD： 车身静态刚度、强度和疲劳寿命分析： 整车及零部件的模态分析： 汽车安全性及碰撞分析： NHV(Noise Vibration Harshness)分析： 塑性成型模拟技术： （5）虚拟现实技术。 （6）人机工程模拟技术。 新型工程材料的应用及车身的轻量化 更趋向于人性化和空间的有效利用 利用空气动力学理论，使整体形状最佳化 采用连续流畅、圆滑多变的曲面 采用平滑化设计 车身结构的变革： 取消中柱，前后车门改为对开； 车内地板低平化； 四轮尽量地布置在四个角 大客车向轻量化和曲面圆滑方向发展 将货车驾驶室和货箱的造型统一 3.简述常用车身材料的特点和用途。 钢板冷冲压钢板等。 汽车车身制造的主要材料，占总质量的50%。 主要用于外覆盖件和结构件,厚度为0.6-2.0mm。 车门、顶盖、底板等复盖件用薄钢板均是冷轧板，大梁、横粱、保险杆等均是热轧钢。 轻量化迭层钢板 迭层钢板是在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材料，表层钢板厚度为0.2～ 0.3mm，塑料层的厚度占总厚度的25％～65％。与具有同样刚度的单层钢板相 比，质量只有57％。隔热防振性能良好，主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。 铝合金 铝合金具有密度小（ 2.7g/cm3）、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生 等优点。 镁合金
可靠性及系统性能评价
两个部件的可靠度R 均为0.8，由着两个部件串联构成的系统可 靠度为：0.64；由这两个部件并联构成的系统的可靠度为：0.96。 串联系统： 设系统各个子系统的可靠性分别用R1,R2,R3、、、、、，Rn 表 示，则系统的可靠度R=R1*R2*R3*、、、、、*Rn 。 如果系统的各个子系统的失效率分别用R1，R2,R3、、、、 Rn 表示，则系统的失效率为R=R1+R2+、、、、+Rn 。 并联系统： 系统的可靠性R=1-(1-R1)*(1-R2)*、、、、、*（1-Rn ）。 系统的失效率R=∑=n j j R 1111 平均无故障时间（MTBF ）与失效率的关系为：MTBF=1/R 。 内存按字节编址，地址从90000（H ）到CFFFF （H ），可以通过 内存容量的计算公式：内存容量=终止地址-起始地址+1， 内存容量=CFFFF （H ）-90000（H ）+1=40000（H ）=256KB 。 基于Windows 、Linux 和UNIX 等操作系统的服务器称为开放系 统。开放系统的数据存储方式分为内置存储和外挂存储两种，而外挂 存储又根据连接方式分为直连式存储和网络话存储，目前应用的网络
化存储方式有两种，即网络接入存储和存储区域网络。 开始系统的直连式存储（DAS） 网络接入存储（NAS）是将存储设备连接到现有的网络上，来提供数据存储和文件访问服务的设备。DAS服务器是在专用主机上安装简化了的瘦操作系统文件服务器。 存储区域网络（SAN）是一种连接存储设备和存储管理子系统的专用网络。 廉价磁盘冗余阵列RAID RAID分为0~7这8个不同的冗余级别，其中RAID0级无冗余校验功能;RAID1采用磁盘镜像功能，磁盘容量的利用率是50%；RAID3利用一台奇偶校验盘来完成容错功能。所以如果利用4个盘组成RAIDS阵列，可以用3个盘用于有效数据，磁盘容量的利用率为75%。RAID0的磁盘容量利用率是最高的。 P239 项目段式管理页式管理段页式管理划分方式 虚地址 虚实转换 主要优点简化了任意增长和收缩的 数据段管理，利于进程间共消除了页外碎片结合了段与页的有点 便于控制存取访问
计算机体系结构模拟试题二汇总
模拟试题二 课程名称计算机系统结构适用班级： 考试时间120分钟班级学 号姓名 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题的四个备选答案中选出一个符合题意的，并将其前面的序号填在题后的括号内。) 1.输入输出系统硬件的功能对（）是透明的。 ①操作系统程序员②应用程序员③系统结构设计人员④机器语言程序设计员 2."启动I/O"指令是主要的输入输出指令，是属于（） ①目态指令②管态指令③目态、管态都能用的指令④编译程序只能用的指令 3.全相联地址映象是指（） ①任何虚页都可装入主存中任何实页的位置 ②一个虚页只装进固定的主存实页位置 ③组之间是固定的，而组内任何虚页可以装入任何实页位置 ④组间可任意装入，组内是固定装入 4.（）属于MIMD系统结构。 ①各处理单元同时受同一个控制单元的管理 ②各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令 ③多处理机和多计算机系统 ④阵列处理机 5.在下列方法中，指令并行度不能大于1的是（）。 ①超级流水②超标量③超长指令字④标量流水线 6.设16个处理器编号分别为0，1，2，…，15用Cube3互联函数时，第10号处理机与第( )
号处理机相连. ①11 ②8 ③l4 ④2 7.若输入流水线的指令既无局部性相关，也不存在全局性相关，则（） ①可获得高的吞吐率和效率②流水线的效率和吞吐率恶化 ③出现瓶颈④可靠性提高 8.对于共享主存的多处理机系统，在各个CPU都带有自己的Cache的情况下，为保证处理机所带Cache的一致性，可采用的方法有（） ①写直达法②写回法③播写法④堆栈法 9.下面哪种相关不是流水线顺序流动方式所具有的（） ①数据相关②指令相关③先读后写④先写后读 10.下面关于Omega网络和多级立方体网络的说法错误的是（） ①Omega网络采用四功能单元 ②Omega网络和多级立方体网络的控制方式是不一样的 ③Omega网络可以实现一个处理单元与多个处理单元的同时连接 ④Omega网络和多级立方体网络的级编号顺序正好相反。 二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分。把答案填在题中横线上。) 1.为提高计算机系统的并行性，可通过的技术途径有__________、资源重复和资源共享。 2.按弗林(Michael J.Flynn)的观点，计算机系统可分为SISD、、MISD 和MIMD四大类。 3.为提高访Cache的命中率，Cache的预取算法可以有恒预取法和___________预取法。 4.衡量主存性能的指标是访问时间、存储周期和__________。 5.要实现两条指令在时间上重叠解释，首先是以增加硬件为代价的，其次，还要处理好指令之间可能存在的。 6.互连网络的交换方法主要有线路交换、包交换、线路/包交换，SIMD互连网络多采用交换，多处理机常采用包交换。 7.为同时解释相邻两条或多条指令，常用的控制方式是重叠和____________。 8.数组多路通道与设备之间的数据传送的基本单位是_____。 9.多级互连网络的交换开关控制方式主要有三种，分别是______、单元控制和部分级控制。 10.多处理机系统按照连接的紧密程度主要分两大类，分别是___________和松散耦合多处理