系统优化的新算法..共49页
系统科学与工程基础知识单选题100道及答案解析
系统科学与工程基础知识单选题100道及答案解析1. 系统科学的核心思想是（）A. 整体性B. 分解性C. 独立性D. 局部性答案：A解析：系统科学强调从整体的角度看待和研究系统，整体性是其核心思想。
2. 以下不属于系统特征的是（）A. 层次性B. 随机性C. 孤立性D. 动态性答案：C解析：系统具有层次性、动态性等特征，而孤立性不符合系统的概念，系统总是与周围环境相互作用。
3. 系统工程的首要步骤是（）A. 系统设计B. 系统分析C. 确定目标D. 系统实施答案：C解析：确定目标是系统工程的起始和关键步骤，后续工作都围绕目标展开。
4. 在系统建模中，最能反映系统本质的模型是（）A. 物理模型B. 数学模型C. 概念模型D. 仿真模型答案：B解析：数学模型能够用精确的数学语言描述系统的内在关系和本质规律。
5. 系统评价中，权重确定方法不包括（）A. 专家打分法B. 层次分析法C. 随机抽样法D. 熵权法答案：C解析：随机抽样法用于数据采集，不是确定系统评价权重的方法。
6. 系统的稳定性取决于（）A. 输入B. 输出C. 内部结构D. 外部环境答案：C解析：系统的稳定性主要由其内部结构和相互关系决定。
7. 系统的自组织现象发生在（）A. 开放系统中B. 封闭系统中C. 孤立系统中D. 以上都不对答案：A解析：自组织现象通常在开放系统中，与外界有物质、能量和信息交换时发生。
8. 以下属于硬系统方法论的是（）A. 切克兰德方法论B. 霍尔方法论C. 综合集成方法论D. 以上都不是答案：B解析：霍尔方法论属于硬系统方法论，强调明确的目标和结构化的步骤。
9. 系统的适应性是指（）A. 对环境变化的响应能力B. 保持自身结构不变C. 拒绝外部干扰D. 以上都不是答案：A解析：适应性指系统对环境变化做出有效响应和调整的能力。
10. 系统分析的基础是（）A. 系统模型B. 系统优化C. 系统评价D. 系统设计答案：A解析：系统分析通常基于建立的系统模型来进行。
基于DOE敏感性分析的动力总成悬置系统优化
基于DOE敏感性分析的动力总成悬置系统优化沈云啸;吕兆平;韦宝侣;李宏典【摘要】以发动机悬置系统能量解耦及模态分布为目标函数,悬置刚度参数为设计变量,考虑目标函数和约束条件对于悬置刚度参数的灵敏度,构造了多目标优化数学模型.编制Matlab优化程序,结合ISIGHT软件,采用多岛遗传优化算法对一款发动机悬置系统的悬置刚度参数进行了优化设计,并用DOE技术进行了敏感性分析,定位影响主方向模态及能量分布的关键因素,通过刚度调整,达到了设计目标,解决了工程实际问题.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】5页(P116-120)【关键词】发动机悬置系统;能量解耦法;敏感性;多岛遗传算法;DOE技术【作者】沈云啸;吕兆平;韦宝侣;李宏典【作者单位】上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心,广西柳州 545007;上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心,广西柳州 545007;上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心,广西柳州 545007;上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心,广西柳州 545007【正文语种】中文【中图分类】U463.33随着人们对整车舒适性要求的提高，振动与噪声与舒适性要求成为汽车设计最重要的指标之一。
道路条件的改善和汽车设计的轻量化，使得发动机成为整车中最大的噪声源和振源。
悬置系统作为动力总成与车架或车身间的弹性连接系统，其系统性能设计的优劣直接关系到发动机振动向车体的传递，影响整车的噪声、振动与舒适性(NVH)性能[1]。
在已经确定动力总成基本参数及整车基本参数的前提下，正确匹配悬置的刚度、阻尼系数以及安装位置，合理设置动力总成各阶模态固有频率，保证悬置系统有较高的模态解耦程度，可以最大限度地减小由动力总成引起的振动向车体的传递，提高悬置系统的工作可靠性，改善整车舒适性[2~4]。
而悬置的布置往往受到发动机舱布置的限制，安装位置可能会根据布置的需要进行微调。
毫米波大规模MIMO系统多用户波束赋形优化算法
σ2 很小的情况下，波束赋形矢量矩阵为
( ) W∗ = H
ΛHH H-1 + σ2IK
P -1
1 2
（12）
其中 P 为对应的新的功率分配矩阵。
图 2 N=16,K=16 时平均和速率
图 3 N=32,K=16 时平均和速率
图 2 为 BS 阵列天线数 N=16，用户数 K=16 时每 信道平均和速率与平均 SINR 关系图。本文所提优 化算法在低 SINR 情况下能最大化信号功率，在高 SINR 情 况 下 能 抑 制 用 户 间 干 扰 ，性 能 优 于 传 统 ZFBF 及 MRT 波 束 赋 形 接 收 算 法 ，更 接 近 理 论 最 优。在 SINR=13dB 时，本文所提算法每信道高于 ZFBF 及 MRT10bit。图 3 给出了当 BS 阵列天线数 N=32，K=16 时每信道平均和速率与平均 SINR 关系 图。随着 BS 天线数量的增加，本文算法和 ZFBF 在 高 SINR 时接近理论最优，在低 SINR 时本文算法优 于 ZFBF，达到相同和速率所需 SINR 更低，在 N=32， SINR=25 时，本文算法每信道平均和速率能达到 130.4bit。 4结论
阵列响应矩阵，Gk 为路径增益，η 为与接收信号功
率线性关系的标准化因子。假定接收信号能够获
取完全信道状态信息，wk 为第 k 个用户的空间线性
波 束 赋 形 矢 量 ，w1, …, w K
∈ ℂN×1
，
wk wk
为 N 维空间
中一个方向上的波束赋形矢量，范数 wk 2 为向用
户 k 的分配功率。用户 k 的接收信干噪比（Signal-
k=1
k=1
∑ ∑ || || =
进化优化算法概述
第一章 进化优化算法概述1．1 进化算法的一般框架自1960年以来，进化算法已经发展出相当多的种类，但一般认为进化算法有5个基本组成部分[3]：1．问题解的遗传表示。
2．种群的初始化方法。
3．根据个体适应度对其进行优劣判定的评价函数。
4．产生新的种群的进化算子5．算法的参数取值1.1.1进化优化算法解决对象的描述进化算法主要是求解优化问题，其数学模型如下：Maximizey =f (x )(1.1)Subject to g(x )=()(1x g ,)(2x g ，…，)(x g m )≤0 （1.2）其中 x =（1x ，2x ，…，n x ）∈X ，x 是决策向量，X 是决策向量形成的决策空间；y 是决策目标。
这是个最大化问题，对于最小化问题可以令y '=C -f (x )转化为最大化问题，因此，它们在本质上是一致的。
根据优化函数f (x )是否连续可以将最优化问题分为二大类：连续函数的最优化与离散函数的最优化。
后者也可以称为组合优化问题。
根据是否包含约束条件（1.2）可分为约束优化问题和无约束优化问题。
此外，若y 是一个决策向量，则是一个多目标的优化问题，我们将在第二章进一步讨论。
1.1.2进化优化算法结构进化算法的一般结构如图 1.1所示，进化算法维持由一群个体组成的种群P (t )(t 为进化代数)。
每个个体代表问题的一个潜在解。
每个个体通过目标函数评价得到适应度并根据优胜劣汰的原则进行选择。
被选择的个体经历遗传操作产生新的个体,主要有两种遗传操作：杂交是将多个个体的有关部分组合起来形成新的个体，变异是将一个个体改变而获得新的个体。
新产生的个体（子代）继续被评价优劣。
从父代种群和子代种群中选择比较优秀的个体形成新的种群。
在若干代后，算法收敛到一个最优个体，该个体很有可能代表问题的最优或次优解。
图1.1 进化算法流程图1.1.3进化算法几个环节的解释遗传编码：如何将问题的解编码成染色体是进化算法使用中的关键问题，目前的编码方式主要有二进制编码[4]、Gray编码、实数编码、字符编码等，对于更复杂的问题，用合适自然的数据结构来表示染色体的等位基因，可以有效抓住问题的本质，但总的来说，完整的遗传编码理论尚未建立，部分文献[5~7]的讨论都有都有一定的局限性。
边缘计算在智能制造中解决方案共53页文档
边缘计算在智能制造中解决方案共53页文档摘要：边缘计算是一种将数据处理和分析推送到离数据生成源头更近的地方的计算模型，它可以提供实时的数据处理和决策能力，为智能制造提供了强大的支持。
本文介绍了边缘计算在智能制造中的应用以及解决方案，并分析了其带来的优势和挑战。
一、引言随着信息技术和通信技术的快速发展，智能制造成为推动制造业升级的重要途径。
然而，传统的云计算模式无法满足智能制造对实时性和高可靠性的需求，因此边缘计算应运而生。
边缘计算是一种将数据处理和分析推送到离数据生成源头更近的地方的计算模型，可以提供实时的数据处理和决策能力，为智能制造提供强大的支持。
二、边缘计算在智能制造中的应用1.实时数据处理：边缘计算可以在设备端对实时数据进行处理和分析，从而实现对制造过程的实时监控和控制，大大提高了制造的灵活性和精度。
2.数据集成和共享：边缘计算可以将分散在不同设备和系统中的数据进行集成和共享，实现数据的全面化利用，提高了制造过程的透明度和效率。
3.低延迟通信：边缘计算可以实现设备之间的低延迟通信，有效解决了云计算模式下通信延迟较高的问题，提高了制造过程中的响应速度和效率。
三、边缘计算在智能制造中的解决方案1.边缘设备和网关：在智能制造中，可以使用边缘设备和网关来实现边缘计算。
边缘设备可以将数据处理和分析推送到离数据源头更近的地方，而网关则用于将边缘设备的数据传输到云端。
2.实时监控和控制系统：边缘计算可以实现对制造过程的实时监控和控制，可以通过边缘设备和网关将实时数据传输到控制系统，实现对制造过程的即时调整和优化。
3.数据分析和优化算法：边缘计算可以通过在边缘设备上进行数据处理和分析，实现对制造过程的优化。
同时，还可以借助边缘设备的计算能力，在边缘端进行大规模数据的分析和机器学习，从而实现对制造过程的预测和优化。
四、边缘计算在智能制造中的优势1.低延迟和高性能：边缘计算可以将数据处理和分析推送到离数据源头更近的地方，从而提高数据处理和决策的速度和性能，满足智能制造对实时性和高可靠性的需求。
2024年大数据应用及处理技术能力知识考试题库与答案
2024年大数据应用及处理技术能力知识考试题库与答案一、单选题1.当图像通过信道传输时，噪声一般与（）无关。
A、信道传输的质量B、出现的图像信号C、是否有中转信道的过程D、图像在信道前后的处理参考答案：B2.在留出法、交叉验证法和自助法三种评估方法中，（）更适用于数据集较小、难以划分训练集和测试集的情况。
A、留出法B、交叉验证法C、自助法D、留一法参考答案：C3.在数据科学中，通常可以采用（）方法有效避免数据加工和数据备份的偏见。
A、A/B测试B、训练集和测试集的划分C、测试集和验证集的划分D、图灵测试参考答案：A4.下列不属于深度学习内容的是(_)oA、深度置信网络B、受限玻尔兹曼机C、卷积神经网络D、贝叶斯学习参考答案：D5.在大数据项目中，哪个阶段可能涉及使用数据工程师来优化数据查询性能？A、数据采集B、数据清洗C、数据存储与管理D、数据分析与可视化参考答案：C6.假定你现在训练了一个线性SVM并推断出这个模型出现了欠拟合现象，在下一次训练时，应该采取下列什么措施（）A、增加数据点B、减少数据点C、增加特征D、减少特征参考答案：C7.两个变量相关，它们的相关系数r可能为0?这句话是否正确0A、正确B、错误参考答案：A8.一幅数字图像是（）。
A、一个观测系统B、一个由许多像素排列而成的实体C、一个2-D数组中的元素D、一个3-D空间中的场景参考答案：C9.以下说法正确的是：（）。
一个机器学习模型,如果有较高准确率，总是说明这个分类器是好的如果增加模型复杂度，那么模型的测试错误率总是会降低如果增加模型复杂度,那么模型的训练错误率总是会降低A、1B、2C、3D、land3参考答案：c10.从网络的原理上来看，结构最复杂的神经网络是0。
A、卷积神经网络B、长短时记忆神经网络C、GRUD、BP神经网络参考答案：B11.LSTM中，（_）的作用是确定哪些新的信息留在细胞状态中，并更新细胞状态。
A、输入门B、遗忘门G输出门D、更新门参考答案：A12.Matplotiib的核心是面向（）。
4G优化案例：VOLTE感知领先之优化“四步法”优化案例
VOLTE 感知领先之优化“四步法”目录VOLTE 感知领先之优化“四步法” (3)一、问题描述 (4)1概述 (4)2VoLTE&数据的差异性分析 (4)2.1覆盖质量要求的差异性 (4)2.2无线因素影响差异 (5)二、分析过程 (5)3步法一：全网洞察消除网络隐患 (5)3.1ANR 异常核查 (5)3.2PCI 冲突混淆核查 (6)3.3四超站点核查 (8)3.4TAC 不合理核查 (8)3.5干扰核查 (8)4步法二：基础优化夯实网络基础 (12)4.1覆盖优化提升 (12)4.2干扰优化 (13)三、解决措施 (14)VOLTE 特性应用提升用户感知 (20)语数分层策略实现VOLTE 感知的差异化提升 (20)TTI Bundling 提升边缘用户感知 (21)四、经验总结 (25)VOLTE 感知领先之优化“四步法”【摘要】按集团“双提升”要求，打造一张竞争力强、感知优先的电信VOLTE 网络，成为目前VOLTE 工作的核心。
而由于VOLTE 与数据业务行为的差异性，对时延、感知不同的敏感性，使得VOLTE 业务对无线环境变化更为敏感，对网络质量要求更为苛刻；所以，需要根据不同场景的无线环境，以VOLTE 优化为抓手，对VOLTE 网络进行个性化、优质化的精细化优化，以实现VOLTE 网络“四领先”之战略要求。
本文主要通过VOLTE 的系统性综合手段，紧抓“覆盖、质量、感知”三提升，采用“一洞察、二基础、三协同、四特性”之VOLTE 四步优化法，全面提升覆盖、MOS>3.5 占比、时延等与VOLTE 强相关指标，形成一套全面提升VOLTE 质量的优化经验。
本次双提升优化中，综合VOLTE 与数据的异同，从DT 至MR 质量问题；从MR 质量问题至Volte 问题；从广覆盖问题到质量提升问题，实现了VOLTE 网络质量的全面提升，为快速实现“双提升专项行动”移动网目标提供了清晰可行的优化策略。
基于MIGA算法的完全对称翼型优化设计方法研究
Chinese Journal of Turbomachinery Vol.65，2023,No.5Research on Optimization Design Methodology for FullySymmetric Airfoil Profile Based on MIGA Algorithm *Sen Zhang 1,*Yi-ming Gao 1Si-yu Tian 2Hua-xing Li 3De-ke Xi 3(1.School of Mechanical and Power Engineering,Henan Polytechnic University;2.Department of Mechanical Engineering,North China Electric Power University;3.Institute of Aeronautics,Northwestern Polytechnical University)Abstract：A parametric design method was proposed to express the fully symmetric airfoil profile by using the fiveorder Bezier polynomials with six control points.The airfoil profile is controlled by six dimensionless abscissa and ordinate control coefficients and the maximum relative thickness of the airfoil.Furthermore,the Fortran language was used to compile the parametric design program code of the fully symmetric airfoil,which was integrated with ICEM grid generation program and Fluent flow field simulation program into the Isight automatic optimization platform.The multiisland genetic algorithm was used to solve the corresponding objective function.And,the optimization design of fully symmetric airfoil was realized.Taking the elliptical airfoil with a relative thickness of 16%as a reference,and taking 4,8and 12degrees as the design angles of attack,the airfoil A was designed for Re =2.5×106.The comparison results between A and reference airfoil profile show that the profile of the optimized airfoil A is close to the diamond shape,and its loading decreases in the area of x /cϵ(0.04,0.3)while increases in the area of x /cϵ(0.3,0.96).The loading distribution along the chord line is more balanced.In addition,under the design angles of attack,the lift drag ratio of optimized airfoil A has increased by 28.56%and 17.64%,respectively.Under the nondesign angles of attack,its aerodynamic performance has also been significantly improved,which confirms the reliability of the optimization design method constructed in this work and lays a good theoretical foundation for the optimization design of other complex reversible airfoils.Keywords：Reversible Airfoil Profile;Bezier Curves;Isight Platform;Multi-island Genetic Algorithm;Optimization Design摘要：提出了一种利用6控制点5阶Bezier 多项式对完全对称翼型进行表达的参数化设计方法，并通过6个无量纲的横纵坐标控制系数和翼型最大相对厚度控制翼型型线。
多智能体系统中的分布式路径规划算法设计与实现
多智能体系统中的分布式路径规划算法设计与实现智能体系统是指由多个智能体组成的系统，每个智能体通过交互和协作来实现共同的目标。
在现实生活和各种应用领域中，多智能体系统的路径规划问题具有重要的意义。
在该问题中，多个智能体需要根据环境和目标，找到最优的路径以实现任务。
本文将介绍一种基于分布式算法的多智能体系统路径规划算法的设计与实现，该算法旨在解决多智能体系统中路径规划问题，并能够高效地找到最优路径。
1. 多智能体系统路径规划问题的挑战在多智能体系统中，路径规划问题面临一些挑战。
首先，智能体之间的信息交流是有限的，因此需要设计一种能够在有限信息交流下获取全局最优解的算法。
其次，智能体的移动是个体决策的结果，智能体之间的协作需要在个体决策的基础上实现，因此需要设计一种能够平衡个体决策和系统目标的算法。
最后，多智能体系统中存在的动态变化和随机性也增加了路径规划问题的复杂性。
2. 分布式路径规划算法设计为了解决多智能体系统中的路径规划问题，设计了一种分布式路径规划算法，该算法通过智能体之间的信息交流和协作来实现路径规划。
算法的设计思路如下：2.1 状态信息共享在多智能体系统中，智能体需要共享状态信息以实现协作。
每个智能体将自己的状态信息进行广播，并接收其他智能体的状态信息。
通过状态信息共享，智能体能够了解其他智能体的位置、速度和目标等信息，从而做出更加准确的路径规划决策。
2.2 目标优化多智能体系统中，路径规划的目标通常是找到一条能够使得所有智能体最快到达目标位置的路径。
为了实现快速找到最优路径，可以采用优化算法来对路径进行搜索。
在路径搜索的过程中，考虑到多智能体之间的协作，可以引入博弈论的方法，通过协调智能体之间的决策来达到全局最优解。
2.3 路径更新在路径规划的过程中，智能体会不断根据自身状态信息和协作信息更新自己的路径。
当环境或目标发生变化时，智能体根据最新的信息重新规划路径，以确保路径的实时性和准确性。
pso粒子群算法
onal Conference on Neural Networks．1995．1942~1948.)。源
算法介绍 算法介绍
设想这样一个场景：一群鸟在随机的搜索食物。 PSO初始化为一群随机粒子(随机解)。然后通过迭代找到最 优解。在每一次的迭代中，粒子通过跟踪两个“极值”(pb 在这个区域里只有一块食物，所有的鸟都不知 est,gbest)来更新自己。 道食物在那。但是它们知道自己当前的位置距 在找到这两个最优值后，粒子通过下面的公式来更新自己 离食物还有多远。 的速度和位置。
的总数
算法介绍
算法介绍 算法介绍
抽象： PSO初始化为一群随机粒子(随机解)。然后通过迭代找到最 鸟被抽象为没有质量和体积的微粒 (点)，并延伸到N维 优解。在每一次的迭代中，粒子通过跟踪两个“极值”(pb 空间，粒子 I 在N维空间的位置表示为矢量Xi＝(x1，x est,gbest)来更新自己。 x ， ，„，xN)，飞行速度表示为矢量Vi＝x(v 2在找到这两个最优值后，粒子通过下面的公式来更新自己 1 V v2，„，v )．每个粒子都有一个由目标函数决定的适应值(fitne N的速度和位置。 ss value) ，并且知道自己到目前为止发现的最好位置 (1) 式 (pbest) 和现在的位置 Xi ．这个可以看作是粒子自己的 V V c rand () ( pbest i i 1 i xi ) c2 rand () ( gbesti xi ) 飞行经验．除此之外，每个粒子还知道到目前为止整个 (2)式 群体中所有粒子发现的最好位置(gbest)(gbest是pbest x x V i i 中的最好值)i ．这个可以看作是粒子同伴的经验．粒子 在式 (1)、(2)中，i＝1，2，…，M，M是该群体中粒子 就是通过自己的经验和同伴中最好的经验来决定下一步 的总数 的运动。
DCS系统优化和改进方案
降低运营成本
节能设备选型
选用低功耗硬件设备，减少能源消耗。
优化维护成本
通过远程监控和定期维护，降低运维成本。
资源共享
实现不同业务部门之间资源共享，提高资源利用 率，降低成本。
提高安全可靠性
1 2
安全性防护
部署防火墙、入侵检测等安全设备，提高系统 安全性。
高可用性设计
采用高可用性技术，实现系统故障自动切换， 保证业务连续性。
20世纪90年代至今
DCS系统逐渐成熟，功能越来越强大，应用领域不断扩大。
DCS系统应用范围
石油化工
DCS系统广泛应用于石油化工行业 的生产装置控制和工艺流程监控。
电力行业
DCS系统在电力行业中的发电厂、 变电站等场所实现了全面的自动化 控制。
制药行业
DCS系统为制药生产线提供全面的 控制和监测解决方案。
硬件架构
DCS系统通常由现场控制器、通 讯网络、操作站、工程师站等组 成。
软件架构
DCS系统软件包括实时数据库、 组态软件、控制算法等。
DCS系统发展历程
20世纪70年代
DCS系统初创期，以集中式控制为主，功能较为简单。
20世纪80年代
DCS系统进入发展期，开始采用分布式控制，出现了许多专业的DCS品牌。
保证系统安全性。
系统界面优化
01
界面设计优化
采用简洁明了、直观的界面设计，提 供易于理解和操作的界面，方便操作 人员使用。
02
交互性能优化
提高界面交互性能，使操作更ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ流畅 、简单，提高操作体验。
03
人性化功能优化
增加人性化功能，如语音识别、手势 识别等，提高操作人员的效率和舒适 度。
基于Rollout算法的模拟电路测点选择
基于Rollout算法的模拟电路测点选择黄以锋;景博;穆举国【摘要】Aiming at the topic of test point selection for analog circuitry, the integer-encoding fault dictionary has been studied. Hie test pointselection based on information entropy algorithm is analyzed, and the entropy algorithm is optimized with Rollout algorithm to setup a new testpoint selection algorithm. The detail calculating procedures and effects of the new algorithm are given. The experimental result indicates that theresult of new algorithm is better than information entropy algorithm, and its superiority is more notable when the fault dictionary becomes morecomplex.%针对模拟电路的测点选择问题,对整数编码故障字典进行了研究.分析了基于信息熵算法的测点选择算法,并采用Rollout算法对信息熵算法进行优化,建立了一种新的测点选择算法,给出了新算法的详细计算过程和计算效果.试验结果表明,新算法的计算效果优于信息熵算法,且随着故障字典复杂度的增加,优势更加明显.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2012(033)002【总页数】5页(P5-8,11)【关键词】模拟电路;故障诊断;可测性设计;故障字典;Rollout算法;测点选择【作者】黄以锋;景博;穆举国【作者单位】空军工程大学工程学院,陕西西安710038;空军工程大学工程学院,陕西西安710038;空军驻西安地区军事代表局,陕西西安710077【正文语种】中文【中图分类】TP3060 引言测点选择问题是模拟电路故障诊断和可测性设计过程中的一个关键问题，得到了国内外学者的广泛关注。
caffeine_tinylfu_缓存算法_解释说明
caffeine tinylfu 缓存算法解释说明1. 引言1.1 概述：引言部分将介绍本文所要讨论的主题——caffeine tinylfu 缓存算法。
缓存算法是计算机领域中重要的优化技术之一，它通过在高速缓存中存储最频繁访问的数据来提升系统的性能和响应速度。
本文将重点探讨Caffeine LRU和Tinylfu这两种缓存算法，并对其进行详细解释和比较分析。
1.2 文章结构：文章共分为五个部分。
引言部分介绍了文章的背景和目标，接下来的第二部分将详细解释Caffeine LRU缓存算法的原理、数据结构以及其优势所在。
第三部分将重点介绍Tinylfu缓存算法，包括其原理、数据结构以及适用场景。
第四部分是对这两种算法进行对比与分析，比较它们的性能、适用场景以及实际应用案例。
最后，第五部分给出结论总结并展望未来关于该领域的研究方向。
1.3 目的：本文旨在深入探讨Caffeine LRU和Tinylfu这两种缓存算法，并比较它们在不同场景下的表现。
通过对这些算法的解释和分析，读者将能够更好地理解和应用这些缓存算法，以提升系统性能和响应速度。
此外，本文还将探讨未来关于该领域的研究方向，为读者提供进一步学习和研究的指导。
2. Caffeine LRU 缓存算法解释：2.1 算法原理：Caffeine LRU（Least Recently Used）缓存算法是一种常用的缓存淘汰策略，用于在有限的内存空间中存储最常访问的数据项。
其原理基于“最近使用的数据很可能会在近期再次被使用”的思想。
该算法维护一个双向链表和散列表。
双向链表按照数据项的访问顺序进行排列，最近访问的数据项位于链表头部，而最久未访问的数据项则位于链表尾部。
散列表用于快速查找对应数据项在链表中的位置。
当新的数据项被访问时，如果该数据项已经存在于缓存中，则将其从当前位置移动到链表头部；如果该数据项不存在于缓存中，则将其添加到链表头部并入散列表。
当缓存超过预设大小时，即需要淘汰旧的数据项。
利用ANSYS进行优化设计时的几种优化算法
利用ANSYS进行优化设计时的几种优化算法优化技术理解计算机程序的算法总是很有用的，尤其是在优化设计中。
在这一部分中，将提供对下列方法的说明：零阶方法，一阶方法，随机搜索法，等步长搜索法，乘子计算法和最优梯度法。
(更多的细节参见ANSYS Theory Reference 第20章。
)零阶方法零阶方法之所以称为零阶方法是由于它只用到因变量而不用到它的偏导数。
在零阶方法中有两个重要的概念：目标函数和状态变量的逼近方法，由约束的优化问题转换为非约束的优化问题。
逼近方法：本方法中，程序用曲线拟合来建立目标函数和设计变量之间的关系。
这是通过用几个设计变量序列计算目标函数然后求得各数据点间最小平方实现的。
该结果曲线(或平面)叫做逼近。
每次优化循环生成一个新的数据点，目标函数就完成一次更新。
实际上是逼近被求解最小值而并非目标函数。
状态变量也是同样处理的。
每个状态变量都生成一个逼近并在每次循环后更新。
用户可以控制优化近似的逼近曲线。
可以指定线性拟合，平方拟合或平方差拟合。
缺省情况下，用平方差拟合目标函数，用平方拟合状态变量。
用下列方法实现该控制功能：Command: OPEQNGUI: Main Menu>Design Opt>Method/ToolOPEQN同样可以控制设计数据点在形成逼近时如何加权;见ANSYS Theory Referenc e。
转换为非约束问题状态变量和设计变量的数值范围约束了设计，优化问题就成为约束的优化问题。
ANS YS程序将其转化为非约束问题，因为后者的最小化方法比前者更有效率。
转换是通过对目标函数逼近加罚函数的方法计入所加约束的。
搜索非约束目标函数的逼近是在每次迭代中用Sequential Unconstrained Minimization Technique(SUMT) 实现的。
收敛检查在每次循环结束时都要进行收敛检查。
当当前的，前面的或最佳设计是合理的而且满足下列条件之一时，问题就是收敛的：& #61548; 目标函数值由最佳合理设计到当前设计的变化应小于目标函数允差。
基于多智能体系统的分布式决策算法研究
基于多智能体系统的分布式决策算法研究一、引言多智能体系统是由多个相互作用的智能体组成的系统。
在现实世界中，很多问题需要由多个决策者共同协作解决，这就需要有效的分布式决策算法来实现合理的决策制定。
本文将深入研究基于多智能体系统的分布式决策算法。
二、多智能体系统的基本结构多智能体系统的基本结构包括智能体、环境和交互动作。
其中，智能体是系统中的决策者，它们通过感知环境的信息来进行决策制定。
环境是智能体的操作对象，它会对智能体的动作进行反馈。
交互动作是智能体与环境之间的信息交流方式。
三、分布式决策的挑战在分布式决策中，各个智能体需要通过协同合作来解决决策问题。
然而，由于智能体之间的信息传递和决策制定是分布式的，因此面临着以下挑战：1. 信息不完全性：不同智能体之间的信息交流存在限制，导致智能体的决策过程可能会受到不完全信息的影响。
2. 决策冲突：不同智能体可能会因为自身的利益而导致决策冲突，需要找到一种方法来解决冲突并达成一致的决策。
3. 协同合作：各个智能体需要通过协同合作来实现最优的决策结果，需要设计合适的分布式算法来实现协同合作。
四、分布式决策算法的研究进展针对上述挑战，研究者们提出了一系列基于多智能体系统的分布式决策算法。
主要包括以下几种算法：1. 博弈论方法：基于博弈论的方法是一种常用的分布式决策算法。
它将智能体之间的决策制定视为博弈过程，并通过博弈模型来寻找最优的决策策略。
2. 强化学习方法：强化学习是一种通过智能体与环境的交互学习决策策略的方法。
在分布式决策中，每个智能体都可以通过强化学习来优化自身的决策策略，并与其他智能体进行协同合作。
3. 协商机制方法：协商机制方法通过建立协商机制来解决智能体之间的决策冲突。
该方法主要通过交流和协商来达成一致的决策结果。
4. 合作协同方法：合作协同方法主要通过智能体之间的合作协同来实现最优的决策结果。
通过各个智能体之间的信息交流和资源共享，可以达到整体最优化的决策效果。
《计算机操作系统》复习知识点及名词解释
《计算机操作系统》复习知识点一. 名词解释题1. 中断2. 进程控制块(PCB)3. 虚时钟4. 段式管理5. 文件控制块(FCB)6. 对换(SWAPPING)7. 系统调用8. 绝对路径名9. 特别文件10. 虚设备技术11. 管道 12. 中断接收 13. 恢复现场 14. 页式管理 15. 作业步16. 字符流文件 17. 通道 18. 页面淘汰 19. 多道程序设计 20. 死锁21. 当前目录 22. 快表 23. 作业调度 24. 原语 25. 中断屏蔽 26. 地址映射27. 文件目录 28. 死锁避免 29. 原语 30. 作业控制块 31. CPU状态32. 虚存 33. 磁盘调度 34. 缓冲技术 35. 中断 36. 进程调度 37. 虚设备39. 死锁预防 40. 文件目录 41. 原语 42. 交换技术 43. 互斥区二. 填空题1. 分时系统追求的目标是_____.2. 用户进程从目态(常态)转换为管态(特态)的唯一途径是____.3. 从静态的观点看, 操作系统中的进程是由程序段、数据和____三部分组成.4. 在系统内核中必须包括的处理模块有进程调度、原语管理和____.5. 批处理操作系统中, 作业存在的唯一标志是____.6. 操作系统中的一种同步机制, 由共享资源的数据及其在该数据上的一组操作组成, 该同步机制称为________.7. 在可变分区存储管理中, 为实现地址映射, 一般由硬件提供两个寄存器, 一个是基址寄存器, 另一个是____.8. 联想寄存器(相联存储器)的最重要、最独到的特点是____.9. 在虚拟段式存储管理中, 若逻辑地址的段内地址大于段表中该段的段长, 则发生____中断.10. 文件系统中若文件的物理结构采用顺序结构, 则文件控制快FCB 中关于文件的物理位置应包括____.11. 在操作系统设计时确定资源分配算法, 以消除发生死锁的任何可能性, 这种解决死锁的方法是____.12. 选择对资源需求不同的作业进行合理搭配, 并投入运行是由____来完成的.13. 实时系统应具有两个基本特征: 及时性和______.14. 磁带上的文件只能采用_____存取方式.15. 不让死锁发生的策略可以分成静态和动态的两种, 死锁避免属于_____.16. 在UNIX系统中, 文件分成三类, 即普通文件, 目录文件和_____.17. 在磁盘调度策略中有可能使I/O请求无限期等待的调度算法是_____.18. 进程获得了除CPU外的所有资源, 一旦获得CPU即可执行, 这时进程处于_____状态.19. 为实现CPU与外部设备的并行工作, 系统必须引入_____硬件基础.20. 操作系统为保证不经文件拥有者授权, 任何其它用户不能使用该文件所提出的解决措施是_____.21. 两个或两个以上程序在计算机系统中同处于开始和结束之间的状态, 这就称为_____.22. 在操作系统的存储管理中, 存储共享的两个目的是_____和实现进程通信.23. 在存储管理中, 为进程分配内存时, 取满足申请要求且长度最大的空闲区域, 这一算法称为_____.24. 两个或两个以上进程均需要访问的变量成为_____.25. 实时系统应具有两个基本特征：_____和可靠性.26. 磁盘上的文件可以采用_____存取方式.27. 在UNIX文件系统中文件分成三类，即普通文件、_____和特殊文件.28. 用户程序通过_____向操作系统提出各种资源要求和服务请求.29. SPOOLing（同时的外部设备联机操作）技术是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种典型的_____技术.30. 在页式存储管理中，由_____将用户程序划分为若干相等的页.31. 为防止用户对文件进行非法的或不适宜的访问所采取的措施称为_____.32. 文件的安全性是指抵抗和预防各种物理性破坏及人为性破坏的能力，保证文件安全性常用的措施是_____.33. 在操作系统的存储管理中，由于进行动态不等长存储分配，在内存中形成一些很小的空闲区域，称之为_____.34. 在选择作业调度算法时应该考虑公平性和_____.35. 两个或两个以上的进程不能同时进入关于同一组共享变量的临界区域，否则可能发生与_____有关的错误.36. 用户在一次解题或一个事务处理过程中要求计算机系统所做工作的集合称为_____.37. 缓冲技术中的缓冲池是放在_____中.38. 在存储管理中，引入快表的目的是_____.39. 等待输入输出工作完成的进程，一旦I/O 完成，其状态变为_____.40. 清内存指令只能在_____状态下执行.41. 在虚存系统中不能实现但可以作为衡量其它页面淘汰算法标准的页面淘汰算法是_____.42. 完成发现中断、响应中断任务的是_____.43. 产生死锁的四个必要条件是_____、_____、_____和_____.44. 采用链接结构的文件适合于_____存取.45. 从资源分配的角度可将设备分类为_____、共享设备和_____.47. 进程获得CPU而运行是通过_____得到的.48. 设系统中有N 个进程，则系统中处于等待状态的进程最多为_____个.50. 活动头磁盘的访问时间包括_____、_____和_____.51. 如果信号量S<0，则表示有_____个进程等在S信号量的等待队列上.52. 根据引起中断事件的重要性和紧迫程度，由硬件将中断源划分为若干个级别，称为_____.53. 采用链接结构的文件适合于_____存取方式.54. 在各类通道中支持通道程序并发执行的通道是_____.55. 在虚拟页式存储管理中设置了快表，用于保存正在运行进程页表的子集，通常快表存放在_____中.56. 在虚拟段式存储管理中，若所需页面不在内存则发_____中断.57. 创建进程的主要任务是建立_____.58. 程序中一旦某个位置或数据被访问到，它常常很快又要再次被访问，这一现象称之为程序的_____.59. 在计算机系统中，允许多个程序同时进入内存并运行的技术是_____.60. _____作业调度算法有最短的作业平均周转时间.61. 在操作系统中，不可中断执行的操作称为_____操作.62. 当有一个进程从运行态到等待态，则一定有一个进程_____.63. 活动头磁盘的访问时间包括_____、_____和_____.64. _____存储管理方案解决了外碎片问题.三. 判断题1. 操作系统的所有程序都必须常驻内存.2. 进程获得处理机而运行是通过申请而得到的.3. 通过任何手段都无法实现计算机系统资源之间的互换.4. 进程控制块中的所有信息必须常驻内存.5. 一旦出现死锁, 所有进程都不能运行.6. 所有进程都挂起时, 系统陷入死锁.7. 优先数是进程调度的重要依据, 一旦确定不能改变.8. 同一文件系统中不允许文件同名, 否则会引起混乱.9. 用户程序有时也可以在核心态下运行.10. 虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现.11. 进程在运行中, 可以自行修改自己的进程控制块.12. 进程申请CPU得不到满足时, 其状态变为等待态.13. 在虚存系统中, 只要磁盘空间无限大, 作业就能拥有任意大的编址空间.14. 在内存为M的分时系统中, 当注册的用户有N个时,每个用户拥有M/N的内存空间.15. 特殊文件是指其用途由用户特殊规定的文件.16. 由于P、V操作描述同步、互斥等问题的能力不足, 所以有必要引入其它的通讯原语或机制, 如send, receive或Monitor等.17. 大多数虚拟系统采用OPT(优化)淘汰算法是因为它确实可以得到最小的缺页率.18. 实时系统中的作业周转时间有严格的限制.19. 文件的索引表全部存放在文件控制块中.20. 打印机是一类典型的块设备.21. 当一个进程从等待态变成就绪态, 则一定有一个进程从就绪态变成运行态.22. 执行系统调用时可以被中断.23. 在作业调度时, 采用最高响应比优先的作业调度算法可以得到最短的作业平均周转时间.24. 在请求页式存储管理中, 页面淘汰所花费的时间不属于系统开销.25. 进程优先数是进程调度的重要依据, 必须根据进程运行情况动态改变.26. 流式文件是指无结构的文件.27. 参与死锁的所有进程都占有资源.28. 页式存储管理中, 用户应将自己的程序划分成若干相等的页.29. 引入当前目录是为了减少启动磁盘的次数.30. 文件目录必须常驻内存.31. 固定头磁盘存储器的存取时间包括搜查定位时间和旋转延迟时间.32. 在文件系统中, 打开文件是指创建一个文件控制块.33. 存储保护的目的是限制内存的分配.34. 原语和系统调用的主要区别在于两者的实现方法不同.35. 清内存指令只能在管态下执行.36. 在大型多道程序设计系统中, 为充分利用外部设备, 应使运行的若干程序都是I/O 型的.37. 在页式虚拟存储系统中, 页面长度是根据程序长度动态地分配的.38. 如果信号量S的当前值为-5, 则表示系统中共有5个等待进程.39. 磁盘上物理结构为链接结构的文件只能顺序存取.40. 系统处于不安全状态不一定是死锁状态.41. 有m个进程的操作系统出现死锁时, 死锁进程的个数为1<k≤m.42. 进程状态的转换是由操作系统完成的, 对用户是透明的.43. 优先数是进程调度的重要依据, 优先数大的进程首先被调度运行.44. 文件系统的主要目的是存储系统文档.45. 对文件进行读写前，要先打开文件.46. 所谓最近最少使用（LRU）页面调度算法是指将驻留在内存中使用次数最少的页面淘汰掉.47. 由于现代操作系统提供了程序共享的功能，所以要求被共享的程序必须是可再入程序.48. 参与死锁的进程至少有两个已经占有资源.49. 在页式虚拟存储系统中，页面长度固定并且是硬件的设计特性.50. 不可抢占式动态优先数法一定会引起进程长时间得不到运行.51. 设置中断屏蔽指令可以在目态下执行.52. 选择通道主要用于连接低速设备.53. 存储保护的功能是限制内存存取.54. 如果输入输出所用的时间比处理时间短得多，则缓冲区最有效.55. 进程间的互斥是一种特殊的同步关系.56. 所有进程都进入等待状态时，系统陷入死锁.57. 引入缓冲的主要目的是提高I/O设备的利用率.58. 进程从运行状态变为等待状态是由于时间片中断发生.59. 文件目录一般存放在外存.四. 回答下列问题1. (1) 什么是先来先服务的作业调度算法?(2) 什么是短作业优先的作业调度算法?(3) 什么是最高响应比优先的作业调度算法?(4) 试评述以上三者之间的关系.2. (1) 什么是文件的逻辑结构?(2) 什么是文件的物理结构?(3) 什么是文件的存取方式?(4) 试叙述文件的结构与文件存储设备、存取方式之间的关系.3. 试叙述在网络操作系统中, 文件管理应提供哪些功能?4. 死锁的预防, 避免和检测三者有什么不同之处?5. (1) 什么是用户态? (2) 什么是核心态?(3) 通过什么途径可以实现由用户态到核心态的转换?6. 在许多操作系统中, 都支持用户设立当前目录. 问:(1) 什么是当前目录? (2) 设立当前目录的主要好处是什么?7. 多道程序在单CPU上并发运行和多道程序在多CPU上并行执行，这两者在本质上是否相同？为什么？8. 系统产生颠簸（抖动）的原因是什么？系统如何检测颠簸？9. (1) 什么是先来先服务磁盘调度调度算法?(2) 什么是最短寻道时间优先磁盘调度算法?(3) 什么是扫描磁盘调度算法?(4) 试评述以上三者之间的关系.10．请叙述页式存储管理方案的基本工作原理；硬件的支持及其作用；地址映射过程；该存储管理方案的优缺点.11．请叙述虚拟存储管理方案的基本工作原理；页表的内容；缺页中断处理；及可能遇到的性能问题和解决方法.五. 简答题1. 简述SPOOLing(斯普林)系统的工作原理.2.请论述操作系统的发展方向及新技术.3. 为什么在操作系统中引入信号量及P、V操作？4. 在信号量S上执行P、V操作时，S的值发生变化，当S>0，S=0，S<0时，它们的物理意义是什么？P（S）、V（S）的物理意义又是什么？5. 试列举一个日常生活中进程的实例，说明进程间的同步关系.6. 试列举一个日常生活中进程的实例，说明进程间的互斥关系.7.一些操作系统提供了COPY系统调用，用于复制文件(COPY file1 file2).试设计一种实现COPY系统调用的方案（请给出具体设计细节）.8.试列举至少8项进程控制块的项目.9.试叙述操作系统中一种用时间换取空间的技术.10.计算机系统采用通道部件后，已能实现CPU与外部设备的并行工作，为什么还要引入多道程序设计？六. 计算题1. 假设一个活动头磁盘有200道, 编号从0-199. 当前磁头正在143道上服务, 并且刚刚完成了125道的请求. 现有如下访盘请求序列(磁道号):86, 147, 91, 177, 94, 150, 102, 175, 130试给出采用下列算法后磁头移动的顺序和移动总量(总磁道数).(1). 先来先服务(FCFS)磁盘调度算法.(2). 最短寻道时间优先(SSTF)磁盘调度算法.(3). 扫描法(SCAN)磁盘调度算法.(假设沿磁头移动方向不再有访问请求时, 磁头沿相反方向移动.)2.有一个虚拟存储系统, 每个进程在内存占有3页数据区、1页程序区. 刚开始时数据区为空. 有以下访页序列:1、5、4、1、2、3、2、1、5、4、2、4、6、5、1试给出下列情形下的缺页次数:(1)系统采用先进先出(FIFO)淘汰算法.(2)系统采用最近最少使用(LRU)淘汰算法.(3)若采用优化(OPT)淘汰算法呢?3. 有个一虚拟存储系统, 每个进程在内存占有3页数据区, 刚开始时数据区为空. 有以下访页序列:2、3、4、5、3、4、1、2、3、5、1、4、2、4、5、1、3、2、1、3试给出下列情形下的缺页次数:(1) 系统采用先进先出(FIFO)淘汰算法.(2) 系统采用最近最少使用(LRU)淘汰算法.(3) 系统采用优化(OPT)淘汰算法.4. 有一个文件系统, 根目录长驻内存, 如图所示:目录文件采用拉链式, 每个磁盘块存放10个下级文件的描述, 最多存放40个下级文件. 若下级文件为目录文件, 上级目录指向该目录文件的第一块, 否则指向普通文件的文件控制块. 普通文件采用三级索引形式, 文件控制块中给出13个磁盘地址, 前10个磁盘地址指出前10页的物理地址, 第11个磁盘地址指向一级索引表, 一级索引表给出256个磁盘地址, 即指出该文件第11页至第266页的地址; 第12个磁盘地址指向二级索引表, 二级索引表中指出256个一级索引表的地址; 第13个磁盘地址指向三级索引表, 三级索引表中指出256个二级索引表的地址.(1) 该文件系统中的普通文件最大可有多少页?(2) 若要读文件/A/D/K/Q中的某一页, 最少要启动磁盘几次? 最多要启动磁盘几次?(3) 若想减少启动磁盘的次数, 可采用什么办法?5. 设系统中有三类资源A、B和C，又设系统中有5个进程P1，P2，P3，P4和P5.在T0时刻系统状态如下：最大需求量已分配资源量剩余资源量A B C A B C A B CP1 8 6 4 1 2 1 2 1 1P2 4 3 3 3 1 1P3 10 1 3 4 1 3P4 3 3 3 3 2 2P5 5 4 6 1 1 3(1) 系统是否处于安全状态？如是，则给出进程安全序列.(2) 如果进程P5申请1个资源类A、1个资源类B和1个资源类C，能否实施分配？为什么？6. 在一个两道的批处理操作系统中，有6个作业进入系统，它们的进入时刻、估计运行时间和优先级如下表所示.作业号进入时刻估计运行时间优先级JOB1 8：00 90分钟 5JOB2 8：10 30分钟 6JOB3 8：30 20分钟 3JOB4 8：50 15分钟 8JOB5 9：20 10分钟 2JOB6 9：40 5分钟 4系统采用短作业优先作业调度算法，作业一旦被调度运行就不再退出.但当有新的作业投入运行时，可以按照优先级进行进程调度.（1）试给出各个作业的运行时间序列.（例如：JOB1：8：00-8：30，9：10-9：20，…）（2）试计算出作业的平均周转时间.7. 有一个文件系统, 根目录长驻内存, 如图所示:目录文件采用链接式, 每个磁盘块存放10个下级文件的描述, 最多存放50个下级文件. 若下级文件为目录文件, 上级目录指向该目录文件的第一块, 否则指向普通文件的文件控制块.(1) 普通文件采用顺序结构，若要读文件\A\D\G\H\K中的第375页，最少要启动磁盘几次? 最多要启动磁盘几次?(2) 普通文件采用链接结构，若要读文件\A\D\G\H\K中的第100页, 最少要启动磁盘几次? 最多要启动磁盘几次?8. 有一个虚拟存储系统采用最近最少使用（LRU）页面淘汰算法，每个作业占3页主存，其中一页用来存放程序和变量i,j（不作他用）.每一页可存放150个整数变量. 某作业程序如下：VAR A:ARRAY[1..150,1..100] OF integer;i,j:integer;FOR i:=1 to 150 DOFOR j:=1 to 100 DOA[i,j]:=0;设变量i,j放在程序页中，初始时，程序及变量i,j已在内存，其余两页为空.矩阵A 按行序存放.（1）试问当程序执行完后，共缺页多少次？（2）最后留在内存中的是矩阵A的哪一部分？9. 设系统中有4个进程P1，P2，P3和P4.在某一时刻系统状态如下：最大需求量已分配资源量P1 6 2P2 7 4P3 3 2P4 2 0剩余资源量 1(1) 系统是否处于安全状态？如是，则给出所有的进程安全序列.(2) 如果进程P4申请2个资源，能否实施分配？为什么？七. 关于P、V操作:1. 为什么说P、V操作必须设计成原语(即同一信号量上的P、V操作必须互斥)?2. 有四个进程A、B、C、D(1) 进程A通过一个缓冲区不断地向进程B、C、D发送信息, A 每向缓冲区送入一个信息后, 必须等进程B、C、D都取走后才可以发送下一个信息, B、C、D对A 送入的每一信息各取一次, 试用P、V操作实现它们之间的正确通讯.(2) 试用最少个数的信号量实现进程A、B、C、D间的正确通讯.3. 写出P、V操作的定义.4. 有n+1个进程A1, A2, ...An 和 B:(1) A1,...An通过同一个缓冲区各自不断地向B发送消息, B不断地取消息, 它必须取走发来的每一个消息. 刚开始时缓冲区为空. 试用P、V操作正确实现之.(2) 若缓冲区个数增至m个, 试用P、V操作实现正确的通讯.5. 请给出V操作的定义.6. 用P、V操作实现PA, PB两个进程的同步问题如下所示:其中, 信号S1, S2的初值均为1. 试问该解法正确吗? 请说明理由.7. 把学生和监考老师都看作进程, 学生有N人, 教师1人. 考场门口每次只能进出一个人, 进考场原则是先来先进. 当N个学生都进入考场后, 教师才能发卷子. 学生交卷后可以离开考场. 教师要等收上来全部卷子并封装卷子后才能离开考场.(1) 问共需设置几个进程?(2) 试用P、V操作解决上述问题中的同步和互斥关系.8. 某商店有两种食品A和B, 最大数量各为m个. 该商店将A,B两种食品搭配出售, 每次各取一个. 为避免食品变质, 遵循先到食品先出售的原则, 有两个食品公司分别不断地供应A,B两种食品(每次一个). 为保证正常销售, 当某种食品的数量比另一种的数量超过k(k<m)个时, 暂停对数量大的食品进货, 补充数量少的食品.(1) 问共需设置几个进程?(2) 试用P,V操作解决上述问题中的同步和互斥关系.9. 两个进程PA 、PB通过两个FIFO（先进先出）缓冲区队列连接（如图）.PA 从Q2取消息，处理后往Q1发消息，PB从Q1取消息，处理后往Q2发消息，每个缓冲区长度等于传送消息长度. Q1队列长度为n，Q2队列长度为m. 假设开始时Q1中装满了消息，试用P、V操作解决上述进程间通讯问题.1.（及时响应）2.（中断）3. 进程控制块PCB）4.（中断处理）5.（作业控制块JCB）6.（管程）7.（限长寄存器或长度寄存器）8.（按内容并行查找）9.（地址越界）10.（首块地址和文件长度）11.（死锁预防）12.（作业调度算法）13.（可靠性）14.（顺序）15.（动态的）16.（特殊文件）17. （最短寻道时间优先）18.（就绪）19.（通道）20.（文件保密）21.（并发）22.（节省内存）23.（最坏适配算法）24.（共享变量）25. 实时系统应具有两个基本特征：_____和可靠性.（及时性）26. 磁盘上的文件可以采用_____存取方式.（随机）27.（目录文件）28.（系统调用）29.（虚设备）30.（系统）31. （文件保密）32.（文件备份，文件转储）33.（碎片）34.（高效性）36.（作业）37.（内存）38.（加快地址映射速度）三. 判断题1. 操作系统的所有程序都必须常驻内存.╳2. 进程获得处理机而运行是通过申请而得到的. ╳3. 通过任何手段都无法实现计算机系统资源之间的互换. ╳4. 进程控制块中的所有信息必须常驻内存. ╳5. 一旦出现死锁, 所有进程都不能运行. ╳6. 所有进程都挂起时, 系统陷入死锁. ╳7. 优先数是进程调度的重要依据, 一旦确定不能改变. ╳8. 同一文件系统中不允许文件同名, 否则会引起混乱. ╳9. 用户程序有时也可以在核心态下运行. ╳10. 虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现. ╳11. 进程在运行中, 可以自行修改自己的进程控制块. ╳12. 进程申请CPU得不到满足时, 其状态变为等待态. ╳13. 在虚存系统中, 只要磁盘空间无限大, 作业就能拥有任意大的编址空间. ╳14. 在内存为M的分时系统中, 当注册的用户有N个时,每个用户拥有M/N的内存空间.15. 特殊文件是指其用途由用户特殊规定的文件. ╳16. 由于P、V操作描述同步、互斥等问题的能力不足, 所以有必要引入其它的通讯原语或机制, 如send, receive或Monitor等. ╳17. 大多数虚拟系统采用OPT(优化)淘汰算法是因为它确实可以得到最小的缺页率. ╳18. 实时系统中的作业周转时间有严格的限制. ╳19. 文件的索引表全部存放在文件控制块中. ╳20. 打印机是一类典型的块设备. ╳21. 当一个进程从等待态变成就绪态, 则一定有一个进程从就绪态变成运行态. ╳22. 执行系统调用时可以被中断. √23. 在作业调度时, 采用最高响应比优先的作业调度算法可以得到最短的作业平均周转时间. ╳24. 在请求页式存储管理中, 页面淘汰所花费的时间不属于系统开销. ╳25. 进程优先数是进程调度的重要依据, 必须根据进程运行情况动态改变. ╳26. 流式文件是指无结构的文件. √27. 参与死锁的所有进程都占有资源. ╳28. 页式存储管理中, 用户应将自己的程序划分成若干相等的页. ╳29. 引入当前目录是为了减少启动磁盘的次数. √30. 文件目录必须常驻内存. ╳31. 固定头磁盘存储器的存取时间包括搜查定位时间和旋转延迟时间. ╳32. 在文件系统中, 打开文件是指创建一个文件控制块. ╳33. 存储保护的目的是限制内存的分配. ╳34. 原语和系统调用的主要区别在于两者的实现方法不同. ╳35. 清内存指令只能在管态下执行. √36. 在大型多道程序设计系统中, 为充分利用外部设备, 应使运行的若干程序都是I/O 型的. √37. 在页式虚拟存储系统中, 页面长度是根据程序长度动态地分配的. ╳38. 如果信号量S的当前值为-5, 则表示系统中共有5个等待进程. ╳39. 磁盘上物理结构为链接结构的文件只能顺序存取. √40. 系统处于不安全状态不一定是死锁状态. √41. 有m个进程的操作系统出现死锁时, 死锁进程的个数为1<k≤m. √42. 进程状态的转换是由操作系统完成的, 对用户是透明的. √43. 优先数是进程调度的重要依据, 优先数大的进程首先被调度运行. ╳44. 文件系统的主要目的是存储系统文档. ╳45. 对文件进行读写前，要先打开文件. √46. 所谓最近最少使用（LRU）页面调度算法是指将驻留在内存中使用次数最少的页面淘汰掉. ╳47. 由于现代操作系统提供了程序共享的功能，所以要求被共享的程序必须是可再入程序. √48. 参与死锁的进程至少有两个已经占有资源. √49. 在页式虚拟存储系统中，页面长度固定并且是硬件的设计特性. √50. 不可抢占式动态优先数法一定会引起进程长时间得不到运行. ╳51. 设置中断屏蔽指令可以在目态下执行. ╳52. 选择通道主要用于连接低速设备. ╳53. 存储保护的功能是限制内存存取. √54. 如果输入输出所用的时间比处理时间短得多，则缓冲区最有效. ╳55. 进程间的互斥是一种特殊的同步关系. √56. 所有进程都进入等待状态时，系统陷入死锁. ╳57. 引入缓冲的主要目的是提高I/O设备的利用率. ╳58. 进程从运行状态变为等待状态是由于时间片中断发生. ╳59. 文件目录一般存放在外存. √答案：（1）86，147，91，177，94，150，102，175，130（2）当前磁头在143道上：147，150，130，102，94，91，86，175，177（3）当前磁头在143道上，并且刚刚完成125道的请求147，150，175，177，130，102，94，91，86计算移动总量略六．5答案：（1）最大需求量已分配资源量剩余资源量尚需要量A B C A B C A B C A B CP1 8 6 4 1 2 1 2 1 1 7 4 3 P2 4 3 3 3 1 1 1 2 2 P3 10 1 3 4 1 3 6 0 0 P4 3 3 3 3 2 2 0 1 1 P5 5 4 6 1 1 3 4 3 3 系统是处于安全状态，安全序列为：P4，P2，P1，P3，P5（2）P5申请（1，1，1）最大需求量已分配资源量剩余资源量尚需要量A B C A B C A B C A B CP1 8 6 4 1 2 1 1 0 0 7 4 3 P2 4 3 3 3 1 1 1 2 2 P3 10 1 3 4 1 3 6 0 0 P4 3 3 3 3 2 2 0 1 1 P5 5 4 6 2 2 4 3 2 2 不能实施分配，因为分配后找不到安全序列，系统将处于不安全状态. 六．6 （1）各个作业的运行时间序列为：JOB1 8：00-8：10，8：40-10：00JOB2 8：10-8：40JOB3 10：05-10：25JOB4 10：25-10：50JOB5 10：50-11：00JOB6 10：00-10：05（2）根据公式计算（略）.。
GA算法
遗传算法的应用
5、节能设计方面对于汽车、机床等设备的电机类型、电 气控制参数、机械传动方案与参数等,以这些参数为参变 量编码，把能耗降低到最小目标，在满足功能要求的约 束下,利用遗传优化算法进行节能设计,使设备达到最佳效 果。 6、FMS(柔性制造系统)调度方面使待加工的零件在FMS 系统的制造时间最短，将该零件加工次序进行编码，用 遗传优化运算实现最短时间加工；针对一个需多工序加 工的零件，为确定每道工序所合理分配设备,对每道工序 分配设备号编码,在各台设备的负荷可能相等的前提下,用 遗传算法实现机床设备的最优分配。
模式示例：10**1
两个定义
– 定义1：模式 H 中确定位置的个数称为模式 H 的 阶，记作O(H)。 – 定义2：模式 H 中第一个确定位置和最后一个确 定位置之间的距离称为模式 H 的定义距，记作 δ(H)。
模式的描述：
模式的阶和定义距的含义
• 模式阶用来反映不同模式间确定性的差
异，模式阶数越高，模式的确定性就越
模拟生物在自然界环境变化,引起基因的突变.在染 色体二进制编码中,1变成0;或0变成1.突变产生染色 体的多样性,避免进化中早期成熟,陷入局部极值点, 突变的概率很低.
GA的流程
简单遗传算法（GA）的基本参数
①种群规模 P: 参与进化的染色体总数. ②代沟G: 二代之间不相同的染色体数目,无重叠G = 1;
变异概率对收敛性的影响
• 变异操作是对种群模式的扰动，有利于增 加种群的多样性 。但是，变异概率太小则 很难产生新模式，变异概率太大则会使遗 传算法成为随机搜索算法。
Schaffer建议的最优参数范围是： Population = 20-100， Generation = 100-500， Pc = 0.4-0.9， Pm = 0.001-0.01。
第四章 关系数据库系统的查询优化
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（3）优化器可以考虑数百种不同的执 行计划，而程序员一般只能考虑有限 的几种可能性。
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（4）优化器中包括了很多复杂的优化 技术，这些优化技术往往只有最好的 程序员才能掌握。
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系统的自动优化相当于使得所有人 都拥有这些优化技术。
关系数据库查询优化的总目标是： 选择有效的策略，求得给定关系表 达式的值。
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准则6 视图更新准则。
所有理论上可更新的视图也应该允 许由系统更新。 什么叫“一个视图是理论上可更新 的视图”呢？ 它是指对此视图的更新要求，存在 一个与时间无关的算法，该算法可以 无二义性地把更新要求转换为对基本 表的更新序列。
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准则7 高级的插入、修改和删除操作。 关系系统的操作对象是单一的关 系。以关系为操作对象不仅简化了用 户查询，提高了用户生产率，而且也 为系统提供了很大的余地来进行查询 优化，提高了系统的运行效率。 它允许系统来选择存取路径，以便 得到最有效的运行代码。
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准则2 保证访问准则。 依靠表名、主码和列名的组合，保证 能以逻辑方式访问关系数据库中的每个数 据项(分量值)。 保证访问准则表明关系系统所采用的 是关联寻址(association addressing)的 访问模式，而不是那种面向机器的寻址方 法。这是关系系统独有的方式。
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准则3 空值的系统化处理。 全关系型的DBMS应支持空值的概念， 并用系统化的方式处理空值。 以往处理空值的办法常常是对每个允 许取空值的字段定义一种特殊的值来表示 空值。 这不是系统化的好办法。因为这样的 话，用户必须对每个字段或域采用不同的 方法来处理空值。这种方法必然会大大降 低用户生产率。
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⑷ 生成查询计划。
查询计划也称查询执行方案，是由 一系列内部操作组成的。 这些内部操作按一定的次序构成查 询的一个执行方案。 通常这样的执行方案有多个，需要 对每个执行计划计算代价，从中选择 代价最小的一个。
基于增加动量项方法优化的交通流量预测算法
（1. Shenzhen University，Shenzhen
Abstract
XIAO Wei1
GAO Qian2
518000）
（2. BOSCH Rexroth Co.，Ltd.，Changzhou
213000）
Traffic flow prediction is the core content of ITS，and the realization of many functions in the system is based on it.
b k (i + 1) = b k (i ) + ∆b k (i + 1) + δ*(b k (i ) - b k (i - 1))
其中，δ 为增加动量项的学习率。
加动量项的方法是将训练网络上一次迭代运
图3
算的修正量乘以系数 δ 做为本次修正运算修正量
小波神经网络算法流程
的一部分，所增加的部分即为动量项［16］。以小波基
网络学习率。
关键词
交通流量预测；小波神经网络；加动量项；收敛速度；预测精度
中图分类号
TH17
DOI：10. 3969/j. issn. 1672-9722. 2021. 02. 016
Traffic Flow Prediction Algorithm Based on Optimization Method
show that the proposed method can accurately predict the traffic flow and effectively improve the network learning rate.