chap1概述概论
chap1-基础概念
第一章基础概念本章主要介绍流体力学的基础概念及描述流体运动的方法。
前言：几个问题地球生命的三要素（阳光，空气，水）一直是人们研究的对象，其中的两个都是具有流动性质的物质，它们属于流体。
(看fig-chaptone 中的图1，2)（1）何谓流体：液体和气体，例如空气、水等，它们是生命的三要素（阳光，空气，水）中的两个。
（2）何谓流体力学：研究流体这样一个连续介质的宏观运动规律以及流体与其它运动形态之间的相互作用。
（3）流体力学的研究对象和研究内容：研究对象：流体研究流体的运动规律研究内容：（如流体如何运动、运动时有无规律可循、遵循何种规律等），流体与固体间的相互作用（如流体如何影响固体的运动-飞机，同时流体发生何种变化，又如流体对某些固体产生的作用-海浪对海岸的冲击），流体与流体间的相互作用，如海与气。
（4）流体力学与力学的关系力学————研究机械运动以及它与其它运动形态相互作用的科学。
力学包括：①理论力学：质点、质点组（刚体）的运动规律。
②连续介质力学：弹性力学和流体力学（质点和质点间可以有相对运动）。
可见，流体力学是力学中的一个分支。
流体力学的研究方法——理论、试验、数值计算三大类方法：理论、试验、数值计算，它们相互取长补短，相互促进，彼此影响。
1、理论研究通常在科学抽象（近似）的基础上，利用数学方法求出理论结果。
步骤：（1）对实际运动作分析研究，找出主要因素、次要因素，对运动作简化和近似，形成科学的抽象。
（2）在（1）的基础上设计出理论模型。
（3）根据已有的理论定律以及由表示流体性质的试验公式，形成闭合方程组。
（4）利用数学工具（如偏微分方程、常微分方程、复变函数）对方程组进行数学近似计算，求解。
（5）分析求解出来的结果所揭示的物理量的变化规律，并与实验或观察的结果作比较。
特点：揭示物质运动的内在规律。
目前，只限于较简单的理论模型，因此不满足实际生产的需要。
2、实验研究风洞、水洞、水槽、水电比拟等实验设备中进行模型或实物试验。
chap_1
第一章概论§1 C语言简介1．C语言的发展历史及分类①发展历史：形成阶段：C语言的是在1967年形成的BCPL（Basic Combined Programming Language）基础上发展出来的．1970年，美国Ken Thompson为了开发UNIX操作系统基础部分(约1500句语句)需要，对BCPL作了重大改进，发展成俗称B语言的一种语言，他混合了B语言和汇编语言，写成了UNIX操作系统的基础部分．1972年，Bell研究所的Dennis Ritchie和Brian Kernighan对B语言又做了进一步的充实和完善，推出一种新型的程序设计语言，这就是C语言的最初版本．发展阶段：由于C语言具有的很多优点，自1972年以来，在Dennis Ritchie和Brian Kernighan 基础上，在语言结构、编译方法、数据类型种类、编译环境、与硬件和机种适配、与不同操作系统适配及与其它语言接口等方面，作了大量的改进和完善工作，发展出几十种不同版本的C 语言．定型阶段：1983年，美国国家标准局(A merican N ational S tandard I nstitute)对不同版本的C 语言作了适当的补充和修订，推出一个标准的C语言草案，称为ANSI_83标准C；1987年正式定型，这就是ANSI_87标准C．②分类：尽管有了ANSI_87标准C，但目前仍有若干中不同版本的C语言流行于世，最主要有两种：Turbo_C：1980年由美国Borland公司推出,以后又发展出V1.0,V1.5,V2.0等不同的升级版本，其编译环境又有集成环境(The I ntegrated D evelopment E nvironment) 和命令行方式之分．它把源程序编译成非Windows可执行文件．MS_C：是MicroSoft_C的简称．1980年由美国Microsoft公司推出，之后又有V3.0 V6.0 等升级版本．编译环境以命令行方式为主，虽有集成环境但功能不全，较少被人使用，只有在推出V5.0版的同时，提供出一套完善的快速集成环境，它常被独立地称为Quick_C．它也把源程序编译成非Windows可执行文件．比较：Turbo_C和MS_C的源程序几乎可以互相通用，即它们的关键字和语法除了极个别的地方外是相同的，区别仅在于编译模式，但仍各有所长：Turbo_C的编译速度快，具有很好的编译环境和工作环境，调试手段较优越；MS_C的编译速度较慢，编译环境和工作环境略逊，但代码优化很好，编成的可执行文件有较好的可靠性和安全性．有些计算机编程人员，常喜欢先用Turbo_C编译调试，到全部调试完成后，最后再在MS_C 中编译一遍，得到最终的应用软件．③当前情况：在PC机以Windows视窗技术为主流的90年代，只能编译成非Windows文件的C语言，已经不能适应时代需要．因此在九十年代初和中期，先后推出了更为先进的Borland_C++和Visual_C++．它们编译成的应用文件都是Windows文件；在C语言所具有的数据类型的基础上，又一改数据、程序分流的传统软件观念，以“任务”作为处理对象，引进了集数据、程序于一身的数据类型“类”，这样使程序更为简洁高效；引进了类似于伪语言的表示语句识别系统，使编程更接近口语化；且与Windows之间具有良好的接口，能充分利用Windows资源，目前已经成为计算机一般应用软件编程的主流语言．据统计，目前应用软件有%60是用C++编制的．但C++的基础仍然是C语言，没有坚实的C语言基础，要想顺利掌握C++难度很大，因此目前高校计算机语言教育中，仍然以C语言为主．可以说，有了较好的C语言功底，稍加努力，掌握C++已不是难事．本课程主要学习Turbo_C V2.0，且以集成环境为主要编程、调试手段．④课程目的：C和C++是熟练的“编程人员使用的语言”，它主要用于开发编制软件系统而非一般应用程序，例如曾经风行一时的Dbase、Foxbase等都是用C语言编制的．但就目前同学的水平而言，我们的目标还是希望通过C语言的学习，能建立并掌握程序概念，学会编制应用程序，能为同学们的计算机等级考试贡献一点力量。
chap1
程序aI/O完成 完成 程序
程序a再被调用 程序 再被调用 a完成 完成
程序bI/O请求 请求 程序 程序b 程序 程序c 程序 程序dI/O请求 请求 程序 程序d 程序 程序bI/O完成 完成 程序 程序cI/O请求 程序cI/O完成 程序c再被调用 程序 请求 程序 完成 程序 再被调用
程序b 程序 程序c 程序 程序d 程序 调度程序
t1 t2
t3 t4
t5
t6
t7
t8
图(b) 四道程序运行情况 Fig 1-4 单道和多道程序运行情况
中引入多道程序设计技术的好处 在OS中引入多道程序设计技术的好处有: 中引入多道程序设计技术的好处有 (1)提高 提高CPU的利用率. 的利用率. 提高 的利用率 (2)提高内存和 设备利用率. 提高内存和I/O设备利用率 提高内存和 设备利用率. (3)增加系统吞吐量. 增加系统吞吐量. 增加系统吞吐量
1.3.2 共享
共享是系统中的资源可供内存中多个并发执行的进 共享是系统中的资源可供内存中多个并发执行的进 程使用. 程使用. 共享的分类: 共享的分类 1. 互斥共享方式 在一段时间内只允许一个进程访问的资源. 在一段时间内只允许一个进程访问的资源. 2. 同时访问方式 允许在一段时间内由多个进程"同时" 允许在一段时间内由多个进程"同时"对它进 行访问的资源. 行访问的资源.
(4)交互性 交互性
用户可通过终端与系统进行广泛的人机对话. 用户可通过终端与系统进行广泛的人机对话.
1.2.5 实时系统
实时系统指系统能及时响应外部事件的 请求,在规定的时间内完成对该事件的处理, 请求,在规定的时间内完成对该事件的处理, 并控制所有实时任务协调一致的运行. 并控制所有实时任务协调一致的运行.
Chap1_线性规划及其单纯形方法概论
其一般形式为
max ( min ) z c1 x1 c2 x2
cn xn
a11 x1 a12 x2 ... a1n xn ( ) b1
a21 x1 a22 x2
a2n xn ( ) b2
am1 x1 am2 x2 x1 , x2 , x... n 0 bj ≥0, j=1,2,...,m
剩余宽 0 0.3 0.1 0 0.3 0.1 0.1 0.4 0.2
1米 0.7 0.3 X12 2米 0.5 0.5 0.7 0.3 X22
Operations Research
1.1.1 线性规划问题的提出
设S1、S2、S3分别是把标准卷纸切成0.5米、
0.7米、0.9米宽的纸，去掉客户所需要的长度
4
3
这个目标函数是非线性的，但可以通
过适当的变换把它化为线性的。设：
y min 7x1 6x 2 8x3 , 5x1 9x2 4x3
4
3
因为不知道哪一个比较小，固上式等价于：
7x1 6x 2 8x3 y 和 5x1 9x 2 4x3 y
4
3
由于在最后装配数ｙ达到最大的时候， 它的上限是由上面两个不等式中左边较小 的一个来确定的，所以这个问题是求X1， X2，X3。
甲(X1)
8
乙(X2)
5
丙(X3)
3
6
7
5
9
6
9
8
8
4
现有量 100
200
问这三个车间各应开多少班才能 使这种产品的配套数达到最大？
解：设X1、X2、X3是甲、乙、丙 三个车间所开的生产班数。
由于原材料的限制，故约束条件 是：
8X1+5X2+3X3<=100
chap1 C语言概述 - 副本 - 副本
结构特点
函数与主函数
程序由一个或多个函数组成 必须有且只能有一个主函数main() 程序执行从main开始，在main中结束，其它函数通过嵌
套调用得以执行。
程序语句
C程序由语句组成
用“;”作为语句终止符
非法
例： 注释
/*
/*This is the main /* of example1.1*/ */
*/为注释,不能嵌套 不产生编译代码
编译预处理命令 < >
格式特点
int 习惯用小写字母，大小写敏感
不使用行号，无程序行概念 可使用空行和空格 常用锯齿形书写格式
main( )
{
main(i ), j , sum; int { sum=0; ………………. ……………… for(i=1; i<10;i++) ………….. { ………….. for(j=1;j<10;j++) ……… { ………. sum+=i*j ; } …………… ……………. } ………………. printf(“%d\n”,sum); ……………….. return 0; } }
>
求两个整数之和
#include <stdio.h> int main() { int a,b,sum; a=123; b=456; sum=a+b; printf(“sum is %d\n”,sum); return 0; }
例1.3
/* example1.3 calculate the sum of a and b*/ #include <stdio.h> 预处理命令 /* This is the main program */ int main() { int a,b,sum; 注释 函数 a=10; 语句 b=24; sum=add(a,b); printf(”sum= %d\n",sum); return 0; }
chap1概述ppt
现实世界 观念世界 数据世界 ↓ ↓ ↓ 事物及联系 实体模型 数据模型 ↓ （抽象） ↓ （数据表示） ↓ 事物 实体 数据 ↙ ↘ ↙ ↘ ↙ ↘ 对象 性质 对象 属性 记录 字段
Visual FoxPro 程序设计
Department of Computer Science HuaiHai Institute of Technology
DBMS的组成
• 事务管理器
– 总管地位。 – 负责系统的完整性。 – 避免多个操作出现冲突。 – 保证数据不丢失。
Visual FoxPro 程序设计
Department of Computer Science HuaiHai Institute of Technology
数据库系统
• 数据库系统的完整组成：
Department of Computer Science HuaiHai Institute of Technology
第1章 数据库系统及Viusal FoxPro概述
淮海工学院计算机科学系
Visual FoxPro 程序设计
1
Department of Computer Science HuaiHai Institute of Technology
数据和元数据 Visual FoxPro 程序设计
Department of Computer Science HuaiHai Institute of Technology
DBMS的组成
• 数据和元数据：有关数据的结构的信息。 （关系名、属性名、属性的数据类型、索引） • DBMS的输入：
– 查询：要求数据库回答一个问题。（交互方式、程序 方式） – 数据修改：修改数据的操作。（交互方式、程序方式） – 模式修改：即结构的修改，包括索引的修改。 此项工作一般由DBA完成。 Visual FoxPro 程序设计
Chap1-概论
研究目标
系统分析及给定输入、 系统分析及给定输入、 输出情况下的系统综 合。
揭示系统的内在规律，实 揭示系统的内在规律， 现在一定意义下的最优控 制与设计。 制与设计。
自动控制理论发展简述
第一颗载人飞船（苏联，1961年 第一颗载人飞船（苏联，1961年） 第一颗人造卫星（苏联，1957年 第一颗人造卫星（苏联，1957年） 1969年7月20日，“阿波罗11号”飞船首次登陆 月球
控制工程理论
合肥工业大学 机械与汽车工程学院 机电工程系 陈 甦 欣
第一章 概论
• 1.1 自动控制理论发展简述 • 1.2 自动控制系统的基本概念 • 1.3 控制理论在机械制造工业中的应用
自动控制理论发展简述
人体自然系统: 人体自然系统:
体温控制系统、心跳控制系统、眼球聚焦系 统、新陈代谢系统、血液循环系统、呼吸系统、 肾肝肺系统。这些系统持续的自动控制是我们保 持健康的基本条件、这些系统是在我们没有意识 干预的情况下自动运行的。 天体自然系统： 天体自然系统：银河系的恒星运动； 季节自然系统： 季节自然系统 四季气候变更； 人造系统： 人造系统：洗衣机、电冰箱、电饭煲、电梯控制 系统、温度控制系统、水位控制系统、速度控制 系统、刹车防抱死系统。
自动控制理论发展简述 “现代控制理论”是在“经典控制理论”的 现代控制理论” 现代控制理论 是在“经典控制理论” 基础上， 60年代以后发展起来的 年代以后发展起来的。 基础上，于60年代以后发展起来的。 根据自动控制理论的内容和发展的不同阶 它的 主要内容是以状态空间法为基础，研究多 状态空间法为基础 主要内容是以状态空间法为基础，研究多 控制理论可分为“经典控制理论” 段，控制理论可分为“经典控制理论”和“ 输入，多输出、时变参数、分布参数、 输入，多输出、时变参数、分布参数、随 现代控制理论”两大部分。 现代控制理论”两大部分。 机参数、非线性等控制系统的分析和设计 机参数、 经典控制理论”的内容是以传递函数 传递函数为 “经典控制理论”的内容是以传递函数为 问题。最优控制、最优滤波、系统辨识、 问题。最优控制、最优滤波、系统辨识、 基础， 基础，以频率法和根轨迹法作为分析和综合 自适应控制等理论都是这一领域重要的研 系统基本方法，主要研究单输入 单输出这 单输入， 系统基本方法，主要研究单输入，单输出这 究课题， 究课题，近年来计算机技术和现代应用数 类控制系统的分析和设计问题。 类控制系统的分析和设计问题。 学的结合， 学的结合，又使现代控制理论在大系统理 论和模仿人类智能活动的人工智能控制等 现在又相继提出了生物控制论， 现在又相继提出了生物控制论，经济控 诸多领域有了重大发展。 诸多领域有了重大发展。 制论和社会控制论等， 制论和社会控制论等，控制理论已经渗透到 各个领域，并伴随着其它科学技术的发展， 各个领域，并伴随着其它科学技术的发展， 极大地改变了整个世界。 极大地改变了整个世界。
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10
计算机已经发展了四代
第一代：电子管计算机时代
ENIAC
1954年 晶体管（贝尔实验室）
第二代：晶体管计算机时代
IBM 4401（最早批量生产） 1958年 集成电路（德州仪器）
16
微型计算机发展大致分为五代
第四代：32位机发展阶段 从1985年到1992年 代表产品：Intel 80386、80486 字长：32位 特点：内存容量已达到1MB以上，硬盘技术不
断提高，发展了32位的总线结构，各种品牌机 涌向市场，如COMPAQ\DELL等，这些微型 机在性能上已赶上传统的超级小型机，可执行 多任务、多用户操作 应用：办公自动化、网络环境
关和插接导线来完成 故障率高，维护量大，平均每7分钟就会损坏
一只电子管 耗电量大
8
按性能、价格、体积的不同
计算机分为六大类： 巨型机 大型机 小型机 微型机
中型机 单片机
9
计算机发展年代划分依据
第一台电子计算机的诞生揭开了现代计算机发 展历史的序幕。半个多世纪以来，计算机技术 以“万马奔腾”之势，一日千里，迅猛发展
21
微型计算机发展趋势
3、多媒体系统 显卡的性能更高 图形技术进一步发展 大尺寸显示器成为主流
22
电子管计算机
23
晶体管计算机
24
微型计算机
25
1.2 计算机基础
常用的名词术语和二进制编码 计算机的基本结构 指令程序和指令系统 初级计算机
26
1.2.1常用的名词术语和二进制编码
第三代：集成电路计算机时代
IBM 360（第三代计算机的里 程碑）
第四代：大规模集成电路计算机时代
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计算机走向新时代
第五代：“非冯.诺依曼” 计算机时代
冯.诺依曼 计算机（程序存储 式）
➢ 由运算器、控制器、存储
第六代：神经计算机时代 器、输入输出设备构成
光计算机时代
➢ 数据和程序均已二进制代 码形式，不加以区分地存
微型计算机发展大致分为五代
第一代：4位机发展和8位机萌芽阶段
从1971年到1973年
代表产品：Intel 4004和MCS-4微型机
Intel 8008和MCS-8微型机
字长：4位或8位
特点：指令系统比较简单，运算功能较差，价 格低廉
应用：面向家电、计算器和二次仪表
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微型计算机发展大致分为五代
计算机时代
1500多个继电器
10000只电容和7000个电阻
重量30吨 占地面积170平方米 耗电150千瓦
➢ 美国时代周刊评价：
“它的电子智慧开启了一 个全新世界”
运算速度每秒5万次
当时价值48万美元
7
ENIAC缺点
未能避免用十进制运算 无程序存储功能 对计算机任务的控制要通过手工与其面板的开
3
教材
尹建华 编著，微型计算机原理与接口技术（第2版），清华大 学出版社，2008.01
课程情况
教学：40学时 实验：8学时 考试：作业+出勤10%，实验10%，期末考试80%
答疑辅导
网络：bmielearning 邮件：xiaody@
4
第1章 概述
主要内容：
微型计算机的发展历史 计算机基础 微型计算机的结构 微型计算机的应用
1
课程目标
微机原理是学习和掌握微机硬件知识的课 程：
微型计算机的基本工作原理 汇编语言程序设计 微型计算机接口技术 目的：建立微型计算机系统的整体概念， 形成微机系统软硬件开发的初步能力。
2
教学内容
第一章 概述 第二章 微处理器结构 第三章 8086/8088 CPU的指令系统 第四章 汇编语言程序设计 第五章 存储器系统 第六章 输入输出 第七章 中断技术 第八章 计数器和定时电路 第九章 并行接口 第十章 串行接口 第十一章 数模转换与模数转换接口
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微型计算机发展大致分为五代
第五代：64位机产生及发展阶段 从1992年到现在 代表产品：Intel Pentium、Itanium 字长：64位 特点：外部数据线64位字长，32位以上地址总
线，增加了虚拟现实等多媒体能力和通信上的 应用 应用：办公自动化、网络服务器
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微型计算机发展趋势
生物计算机时代 在存储器中
➢ 能够自动地从存储器中取 出指令加以运行
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微型计算机诞生
微型计算机诞生于20世纪70年代 微型计算机特点：体积小、重量轻、功耗低、
可靠性高、价格便宜、使用方便、软件丰富 微型计算机的核心是微处理器（CPU） 每出现一个新的微处理器，就会产生新一代的
微型计算机
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5
1.1 计算机的发展历史
计算机诞生背景：第二次世界大世界大战 计算机诞生时间：1946年2月15日 第一台计算机的名字：ENIAC
Electronic Numerical Integrator Computer （电子数字积分计算机）
6
ENIAC描述
➢ ENIAC推动世界进入了电子
18000多个电子管
1、中央处理器 更小的布线宽度和更多的晶体管。目前，大部
分CPU都已经采用了30纳米技术，减小布线宽 度是提升CPU速度的关键。 64位CPU成为主流 更高的总线速度，有希望达到1GHz
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微型计算机发展趋势
2、系统存储器 CPU集成更大的高速二级缓存 内存容量更大，速度更快 硬盘容量也更大，速度更快
第二代：8位机发展阶段 从1974年到1977年 代表产品：Intel 8080/8085、MC 6800、Z 80 字长：8 特点：指令系统比较完善，运算速度提高一个 数量级，寻址能力有所增加 应用：面向家电、智能仪表、工业控制
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微型计算机发展大致分为五代
第三代：16位机发展阶段 从1978年到1984代表产品：Intel 8086/8088、 80186、80286、MC 68000、Z 8000 字长：16位 特点：指令系统丰富，采用多级中断，多种寻 址方式，段式存储结构，配有功能强大的系统软 件 应用：工业控制
位、字节、字及字长 位（Bit）：一个二进制位，计算机存储的最小单
位，一般用“b”表示 字节（Byte）：指相邻的8个二进制位。单位：B