基礎設計原理
⑴ 求同濟大學李鏡培《基礎工程設計原理》課件
我
們, 做的,給的,
做, ,的設計。
⑵ 設計素描、設計基礎、設計原理具體都考些什麼
設計素描也就是一定的環境或者東西上讓你不畫出實物改變原有的特徵表現出來。
設計原理也就是你為什麼會這樣設計,這樣畫,說出你的設計理念,
⑶ 基礎工程作業題淺基礎設計原理
修正fak成為fa的時復候,寬度≥制6m按6m,深度按2.5米(設題說的是自然地面以下的深度),位於地下水位線以上,不考慮它的影響。根據GB50007-2011《建築地基基礎設計規范》5.2.4條
fa= fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)...........(5.2.4)公式,查表5.2.4得ηb=0.3、ηd=1.5。
依題意γ=18.5,按基礎底面以上土的加權平均值γm=20計算,得: fa=160+0.3×18.5×(6-3)+1.5×20(2.5-0.5)=160+16.65+60=236.65(kPa)。
答:地基承載力修正特徵值 fa = 236.65 kPa。
⑷ 藝術設計原理基本知識~ 具體的內容~謝謝!!!
概念
而所謂藝術設計,就是將藝術的形式、美感結合社會、文化、經濟、市
場、科技等諸多方面因素,再現於和我們生活精密相關的設計當中,使之不但具有審美功能,還具有使用功能。換句話說,藝術設計首先是為人服務的(大到空間環境,小到衣、食、住、行、用等),藝術設計應是人類社會一定的物質功能與精神功能的完美結合,是現代化社會發展進程中的必然產物。藝術來源於生活,反過來有作用於生活。
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特點
藝術設計是一門獨立的藝術學科,它的研究內容和服務對象有別於傳統的藝術門類。同時藝術設計也是一門綜合性極強的學科,它涉及到社會、文化、經濟、市場、科技等諸多方面的因素,其審美標准也隨著這諸多因素的變化而改變。藝術設計貴在創造活動與實踐。
藝術設計,實際上是設計者自身綜合素質(如表現能力、感知能力、想像能力)的體現。各個專業雖然對設計知識的著重面不盡相同,但對於「大設計」概念的關於美、節律、均衡、韻律等的要求是一樣的。不論是平面的還是立體的設計,考生首先要面對的是一個對所設計對象的理解——對設計對象相關的背景文化、地理、歷史、人文知識的理解。
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人類影響
1.設計是隨人類出現而出現的一種文化現象,是人類從蒙昧混沌走向文明的標志。
2.人類對物體的模仿。
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名家名作
赫爾辛基火車站,芬蘭(1906~1916年)建築師:E.沙里寧
芬蘭赫爾辛基火車站建於1906~1916年,是本世紀初車站建築中的珍品,也是北歐早
期現代派范疇的重要建築實例,但基本上還是折衷主義的。它輪廓清晰,體形明快,細部簡練,既表現了磚石建築的特徵,又反映了向現代派建築發展的趨勢。赫爾辛基火車站的設計者是著名建築師艾里爾·沙里寧(ElielSaarinen,1873~1950年),赫爾辛基火車站是他的浪漫古典主義建築的代表作,雖有古典之厚重格調,但又高低錯落,方圓相映,因而生動活潑,有紀念性而不呆板,被視為20世紀建築藝術精品之一。林肯紀念堂,美國華盛頓(1919~1922年)
建築師:H.培根
林肯紀念堂由美國建築師亨利·培根設計,坐落在摩爾林蔭大道末端的一處人造高地上,面積為2200平方米,對面是華盛頓紀念碑。紀念堂吸取了古希臘神廟的傳統手法,四周有36根大理石的多立克式柱子圍繞,象徵林肯時期美國的36個州。雖然平面似古希臘神廟,但沒有通常希臘神廟的山花,而是一個團進去的屋頂層,放在古典柱式的頂部。
紀念堂內部用排列柱將平面劃分為一個主廳和兩個側廳,側廳內牆壁上繪制了表現林肯一生中最顯著成就和重要事件的壁畫。整個紀念堂的高潮是正對入口位於主廳中央的林肯雕像。在從入口到雕像這一縱向序列的引導下,人們會感受到氣氛的庄嚴。爾後人們會漸漸看清這尊在散射入室的陽光照射下表情嚴肅的林肯雕像,林肯雕像的布置和縱橫方向巧妙的序列引導形成了庄嚴肅穆的氣氛,這是這座紀念建築設計上的傑出手筆。[1]
包豪斯校舍,德國(1926年) 建築師:w.格羅皮烏斯
此建築群由著名建築師W.格羅皮烏斯設計,建於德國德騷市。它由教學樓、實習工廠和學生宿舍三部分組成。空間布局的特點是根據使用功能組合為既分又合的群體,既獨立分區,又方便聯系。教學樓與實習工廠均為四層,佔地最多。宿舍在另一端,高六層,連接二者的是兩層的飯廳兼禮堂。居於群體中樞並連接各部的是行政、教師辦公室和圖書館。建築佔地面積為2630平方米。這樣不同高低的形體組合在一起,既創造了在行進中觀賞建築群體給人帶來的時空感受,又表達了建築物相互之間的有機關系,更體現了「包豪斯」的設計特點:重視空間設計,強調功能與結構效能,把建築美學同建築的目的性、材料性能、經濟性與建造的精美直接聯系起來。這座校舍和包豪斯學校的教學方針與方法均對現代建築的發展產生過極大的影響。[2]
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環境藝術
環境藝術設計的叫法,始於上世紀80年代末,當時的中央工藝美術學院室內
設計系為仿效日本,而將院系名稱由「室內設計」改成「環境藝術設計」。一時間,全國眾多設計院校步其後塵、紛紛效法。改名稱成了時髦,一陣風似的,很少有人冷靜思考。幾個認為改名不妥的專家出來呼籲也沒人聽,幾年後,連那些當年積極帶頭的人也覺得改的不妥當。
在中國,所謂的「環境藝術設計」就是指室內裝飾、室內外設計、裝修設計、建築裝飾和裝飾裝潢等等。盡管叫法很多,但其內涵相同,都是指圍繞建築所進行的設計和裝飾活動。要說有區別的話,那就是室內裝修和室外裝修的區別。由此可以看出,室內設計的叫法也很不妥,其限定性概念顯然是將室外裝飾設計排斥在外,致使圍繞建築外立面和小環境的裝飾設計,出現建築、室內、園林、景觀等各設計施工行業竟相插足的現象。
另一方面,環境藝術設計就其狹義(圍繞建築的室內外設計)上講,叫法也算貼切。但其廣義的概念和范圍就不得了,環境藝術幾乎涵蓋了地球表面的所有地面環境和與美化裝飾有關的所有設計領域。
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專業分類
平面設計
平面設計又稱視覺傳達藝術設計,主要學習內容包括廣告戰略、廣告表現、書籍設計、插圖設計、攝影藝術與技術、新媒體創作與應用等,畢業後可在出版、印刷、廣告、商場、電視台、媒體及裝潢公司等部門工作。
廣告設計
主要學習內容包括廣告策劃與創意,文案、廣告經營、媒體研究、攝像與攝影、
廣告設計、市場調查等課程,培養能在新聞媒體、廣告公司、市場調查、信息咨詢等行業從事廣告工作方面的專門人才。
室內設計
主要學習內容包括室內空間設計、室內陳設設計。要求:全面系統地認識、理解室內設計的特徵和規律,掌握多類型的室內設計要素及表現特點,對室內設計的多個設計環節和表現形式和創意,能夠具備較完備的多角度施工效果圖的繪制及模型製作能力,培養能在建築、房地產開發、展示、裝飾公司等相關企事業單位從事設計、經營和管理工作地專門人才。
環境藝術設計
環境藝術設計的叫法,始於上世紀80年代末,當時的中央工藝美術學院室內設計系為仿效日本,而將院系名稱由「室內設計」改成「環境藝術設計」。一時間,全國眾多設計院校步其後塵、紛紛效法。改名稱成了時髦,一陣風似的,很少有人冷靜思考。幾個認為改名不妥的專家出來呼籲也沒人聽,幾年後,連那些當年積極帶頭的人也覺得改的不妥當。 在中國,所謂的「環境藝術設計」就是指室內裝飾、室內外設計、裝修設計、建築裝飾和裝飾裝潢等等。盡管叫法很多,但其內涵相同,都是指圍繞建築所進行的設計和裝飾活動。要說有區別的話,那就是室內裝修和室外裝修的區別。由此可以看出,室內設計的叫法也很不妥,其限定性概念顯然是將室外裝飾設計排斥在外,致使圍繞建築外立面和小環境的裝飾設計,出現建築、室內、園林、景觀等各設計施工行業竟相插足的現象。
另一方面,環境藝術設計就其狹義(圍繞建築的室內外設計)上講,叫法也算貼切。但其廣義的概念和范圍就不得了,環境藝術幾乎涵蓋了地球表面的所有地面環境和與美化裝飾有關的所有設計領域。
網頁藝術設計
一、網頁藝術設計的內容 設計活動中包含著主觀和客觀兩方面的因素,在確立了網頁主題之後,首先
要明確和熟悉設計的對象和構成的要素。網頁藝術設計涉及的具體內容很多,可以概括為視聽元素和版式設計兩個方面。1.視聽元素
這里所說的視聽元素,主要包括:文本、背景、按鈕、圖標、圖像、表格、顏色、導航工具、背景音樂、動態影像等。無論是文字、圖形、動畫,還是音頻、視頻,網頁設計者所要考慮的是如何以感人的形式把它們放進頁面這個「大畫布」里。多媒體技術的運用大大豐富了網頁藝術設計的表現力。
以上各視聽元素大多數瀏覽器本身都可以顯示或收聽,無需任何外部程序或模塊支持。比如,大部分瀏覽器都可以顯示GIF、JPEG圖形和GIF89a動畫。還有些多媒體文件(如MP3音樂)需要先下載到本地硬碟上,然後啟動相應的外部程序來播放。另外,在瀏覽器使用插件(Plug-in)可以播放更多格式的多媒體文件。微軟推出IE瀏覽器後,提供了基於OLE的ActiveX技術,用來在網頁中播放多媒體。目前ActiveX已經成為熱門技術。另一種播放多媒體的技術是JavaApplet。它是用Java語言編寫的應用於網頁之中的小應用程序,相比於插件和ActiveX,JavaApplet具有更大的靈活性和良好的跨平台能力,因此具有很好的發展前景。總之,技術的不斷發展使多媒體元素在網頁藝術設計中的綜合運用越來越廣泛,使瀏覽者可以享受到更加完美的視聽效果。這些新技術的出現,也對網頁的藝術設計提出了更高的要求。
2.版式設計
網頁的版式設計同報刊雜志等平面媒體的版式設計有很多共同之處,它在網頁的藝術設計中占據著重要的地位。所謂網頁的版式設計,是在有限的屏幕空間上將視聽多媒體元素進行有機的排列組合,將理性思維個性化的表現出來,是一種具有個人風格和藝術特色的視聽傳達方式。它在傳達信息的同時,也產生感官上的美感和精神上的享受。
但網頁的排版與書籍雜志的排版又有很多差異。印刷品都有固定的規格尺寸,網頁則不然,它的尺寸是由讀者來控制的。這使網頁設計者不能精確控制頁面上每個元素的尺寸和位置。而且,網頁的組織結構不像印刷品那樣為線性組合,這給網頁的版式設計帶來了一定的難度。
版式設計
版式設計,是指書籍正文的全部格式設計。一般而言.除封面、環襯和扉頁之外,前言也包括在其中。
每幅版式中文字和圖形所佔的總面積被稱為版心.版心之外上面空間叫做天頭,下
面叫地腳,左右稱為內口、外口。中國傳統的版式天頭大於地腳,是為了讓人作「眉批」之用。西式版式是從視覺角度考慮.上邊口相當於兩個下邊口.外邊口相當於兩個內口,左右兩面的版心相異,但展開的版心都向心集中,相互關聯,有整體緊湊感。目前國內的出版物版心基本居中,上邊口比下邊口、外邊口比內邊口略寬,但有的前言和正文第一頁留出大量空白。版心靠近版面外口或下部。此外版心的確定,要考慮裝訂形式,鎖線訂、騎馬訂與平訂的書.其里邊的寬窄也應有所區別。不能同樣對待。版心的大小根據書籍的類型定:畫冊、影集為了擴大圖畫效果,宜取大版心,乃至出血處理(畫面四周不留空間);字典、辭典、資料參考書,僅供查閱用,加上字數和圖例多.並且不宜過厚.故擴大版心縮小邊口;相反詩歌、經典則應取大邊口小版心為佳;圖文並茂的書,圖可根據構圖需要。安排大於文字的部分.甚至可以跨頁排列和出血處理。並使展開的兩面取得呼應和均衡.讓版面更加生動活潑.給人的視線帶來舒展感。
版式中的文字排列也要符合人體工學。太長的字行會給閱讀帶來疲勞感。降低閱讀速度。所以一般32開書籍都為統欄排版.在16開或更大的汗水上.其版心的寬度較大。假如用五號字或小五號字排版,宜縮短過長的字行,排成兩欄。如不宜排雙欄的,象「前言」、「編後記」等則以大號字排列.或縮小版心。辭典、手冊、索引、年鑒等.每段文字簡短.但副標題多,也需採用雙欄、三欄、多欄排列。分欄排列中的每行字數相等。欄間隔空一字或兩字,也可放線條間隔。
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藝術設計專業
本專業分設視覺傳達設計、包裝裝潢設計、環境藝術、視頻動畫、染織服裝等。
設計5個專業方向,培養具備藝術設計的基礎理論與實踐能力,能從事印前設計、商品包裝設計、三維空間設計、數碼視頻設計與服裝設計的高級藝術人才。
培養目標
本專業培養具備藝術設計與創作、教學和研究等方面的知識和能力,能在藝術設計教育、研究、設計、生產和管理單位從事藝術設計、研究、教學、管理等方面工作的專門人才。
培養要求
本專業學生主要學習藝術設計方面的基本理論和基本知識,學習期間學生將通過藝術設計思維能力的培養、藝術設計方法和設計技能的基本訓練,具備本專業創新設計的基本素質。
畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:
1.掌握藝術設計的基本理論和基本知識;
2.掌握藝術設計創作的專業技能和方法;
3.具有獨立進行藝術設計實踐的基本能力;
4.了解有關經濟、文化、藝術事業的方針、政策和法規;
5.了解國內外藝術設計的發展動態;
6.掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法。
主幹學科:藝術學、文學、工學(人體工程學)。
主要課程
素描、色彩、三大構成、裝飾基礎、攝影、標志設計、裝幀設計、廣告設計、
網頁設計與製作、絲網印刷設計、印刷工程導輪、數字圖像技術與應用、工業產品鑒賞、服裝設計、制衣工藝、室內外裝潢設計、城規環藝工程設計等。
藝術設計具體課程及學分
1 毛澤東思想、鄧小平理論和「三個代表」重要思想概論 4
2 思想道德修養與法律基礎 2
3 大學語文 4
4 藝術概論 5
5 素描(實踐) 4
6 色彩(實踐) 5
7 平面構成(實踐) 5
8 色彩構成(實踐) 5
9 招貼設計(實踐)
6 選考課程,9-13為平面方向課程,14-18為環藝方向課程,考生可以根據實際情況選考不少於5門課程,不少於26學分
10 POP廣告設計(實踐) 3
11 計算機輔助設計(photoshop)(實踐) 6
12 標志設計(實踐) 5
13 版式設計(實踐) 6
14 制圖基礎(實踐) 3
15 標識設計(實踐) 5
16 計算機輔助設計(Autocad)(實踐) 6
17 裝飾材料(實踐) 6
18 照明設計基礎(實踐) 6
19 畢業設計(實踐) 8
學分合計 不少於68學分
課程名稱 學分
馬克思主義基本原理概論 2
中國近現代史綱要 4
英語(二)◆ 14
設計素描(實踐)◆ 3
設計色彩(實踐)◆ 3
計算機輔助設計(AUTOCAD、3DMAX)(實踐)◆ 4
計算機輔助設計(PHOTOSHOP、CORELDRAW)(實踐)◆ 4
設計基礎(實踐) 5
設計原理 2
印刷工藝(實踐) 考英語者任選五門,不考英語者任選八門 4
編排設計(實踐) 4
字體設計(實踐) 4
書籍裝幀設計(實踐) 5
網頁設計(實踐) 5
立體構成(實踐) 4
材料工藝學(實踐) 4
設計表現技法(實踐) 4
展示設計(實踐) 4
室內設計(實踐) 5
室外環境景觀設計(實踐) 5
主要實踐性教學環節:工藝實踐、市場調研、藝術設計采風、畢業實習等。
相關學位:文學學士,藝術碩士(MFA)
相近專業:藝術設計學、舞台美術、多媒體藝術、建築學等。
就業方向
學生畢業後,可到廣告策劃與設計企業、印刷包裝企業設計部門、出版社與媒體設計部門從事藝術設計或策劃工作。
⑸ 詳細闡述結構設計的基本原理及其步驟
結構設計的基本原理主要是鋼筋混凝土結構中的力學性能及受彎構件、受壓構件的強度計算、裂縫和變形的計算(包括容許應力法和極限狀態法)、預應力混凝土結構構件的計算,混凝土與石結構、少筋混凝土結構的有關計算。
結構化設計方法給出一組幫助設計人員在模塊層次上區分設計質量的原理與技術。它把系統作為一系列數據流的轉換,輸入數據被轉換為期望的輸出值,通過模塊化來完成自頂而下實現的文檔化,並作為一種評價標准在軟體設計中起指導性作用,通常與結構化分析方法銜接起來使用,以數據流圖為基礎得到軟體的模塊結構。
結構化設計所使用的工具有結構圖和偽代碼。結構圖是一種通過使用矩形框和連接線來表示系統中的不同模塊以及其活動和子活動的工具。SD方法尤其適用於變換型結構和事務型結構的目標系統。結構化設計是數據模型和過程模型的結合。在設計過程中,它從整個程序的結構出發,利用模塊結構圖表述程序模塊之間的關系。結構化設計的步驟如下:①評審和細化數據流圖;②確定數據流圖的類型;③把數據流圖映射到軟體模塊結構,設計出模塊結構的上層;④基於數據流圖逐步分解高層模塊,設計中下層模塊;⑤對模塊結構進行優化,得到更為合理的軟體結構;⑥描述模塊介面。
⑹ 微程序設計的基本原理是什麼
在微指令的控制欄位中,每一位代表一個微命令,在設計微指令時,是否發出某個微命令,只要將控制欄位中相應位置成"1"或"0",這樣就可打開或關閉某個控制門,這就是直接控製法.
在6.3節中所講的就是這種方法.但在某些復雜的計算機中,微命令甚至可多達三四百個,這使微指令字長達到難以接受的地步,並要求機器有大容量控制存儲器,為了改進設計出現了以下各種編譯法.
6.4.1 微指令的編譯法(編碼解碼方法)(2)
2.欄位直接編譯法
在計算機中的各個控制門,在任一微周期內,不可能同時被打開,而且大部分是關閉的(相應的控制位為"0").所謂微周期,指的是一條微指令所需的執行時間.如果有若干個(一組)微命令,在每次選擇使用它們的微周期內,只有一個微命令起作用,那麼這若干個微命令是互斥的.
例如,向主存儲器發出的讀命令和寫命令是互斥的;又如在ALU部件中,送往ALU兩個輸入端的數據來源往往不是唯一的,而每個輸入端在任一微周期中只能輸入一個數據,因此控制該輸人門的微命令是互斥的.
選出互斥的微命令,並將這些微命令編成一組,成為微指令字的一個欄位,用二進制編碼來表示, 就是欄位直接編譯法.
6.4.1 微指令的編譯法(編碼解碼方法)(3)
例如,將7個互斥的微命令編成一組,用三位二進制碼分別表示每個微命令,那麼在微指令中,該欄位就從7位減成3位,縮短了微指令長度.而在微指令寄存器的輸出端,為該欄位增加一個解碼器,該解碼器的輸出即為原來的微命令.
6.4.1 微指令的編譯法(編碼解碼方法)(4)
欄位長度與所能表示的微命令數的關系如下:
欄位長度 微命令數
2位 2~3
3位 4~7
4位 8~15
一般每個欄位要留出一個代碼,表示本段不發出任何微命令,因此當欄位長度為3位時,最多隻能表示7個互斥的微命令,通常代碼000表示不發微命令.
6.4.1 微指令的編譯法(編碼解碼方法)(5)
3.欄位間接編譯法
欄位間接編譯法是在欄位直接編譯法的基礎上,進一步縮短微指令字長的一種編譯法.
如果在欄位直接編譯法中,還規定一個欄位的某些微命令,要兼由另一欄位中的某些微命令來解釋,稱為欄位間接編譯法.
本方法進一步減少了指令長度,但很可能會削弱微指令的並行控制能力,因此通常只作為直接編譯法的一種輔助手段.
6.4.1 微指令的編譯法(編碼解碼方法)(6)
欄位A(3位)的微命令還受欄位B控制,當欄位B發出b1微命令時,欄位A發出a1,1,a1,2,…,a1,7中的一個微命令;而當欄位B發出b2微命令時,欄位A發出a2,1,a2,2,…,a2,7中的一個微命令,僅當A為000時例外,此時什麼控制命令都不產生.
6.4.1 微指令的編譯法(編碼解碼方法)(7)
4.常數源欄位E
在微指令中,一般設有一個常數源欄位E就如指令中的直接操作數一樣.E欄位一般僅有幾位,用來給某些部件發送常數,故有時稱為發射欄位.
該常數有時作為操作數送入ALU運算;有時作為計算器初值,用來控制微程序的循環次數等.
6.4.2 微程序流的控制 (1)
當前正在執行的微指令,稱為現行微指令,現行微指令所在的控制存儲器單元的地址稱現行微地址,現行微指令執行完畢後,下一條要執行的微指令稱為後繼微指令,後繼微指令所在的控存單元地址稱為後繼微地址.
所謂微程序流的控制是指當前微指令執行完畢後,怎樣控制產生後繼微指令的微地址.
與程序設計相似,在微程序設計中除了順序執行微程序外還存在轉移功能和微循環程和微子程序等,這將影響下址的形成.
下面介紹幾種常見的產生後繼微指令地址的方法.
6.4.2 微程序流的控制 (2)
(1)以增量方式產生後繼微地址.
在順序執行微指令時,後繼微地址由現行微地址加上一個增量(通常為1)形成的;而在非順序執行時則要產生一個轉移微地址.
機器加電後執行的第一條微指令地址(微程序入口)來自專門的硬體電路,控制實現取令操作,然後由指令操作碼產生後繼微地址.接下去,若順序執行微指令,則將現行微地址主微程序計數器( PC中)+1產生後繼微地址;若遇到轉移類微指令,則由 PC與形成轉移微地址的邏輯電路組合成後繼微地址.
6.4.2 微程序流的控制 (3)
6.4.2 微程序流的控制 (4)
(2)增量與下址欄位結合產生後繼微地址
將微指令的下址欄位分成兩部分:轉移控制欄位BCF和轉移地址欄位BAF,當微程序實現轉移時,將BAF送 PC,否則順序執行下一條微指令( PC+1).
執行微程序條件轉移時,決定轉移與否的硬體條件有好幾種.例如,"運算結果為零","溢出","已完成指定的循環次數"等.
我們假設有八種轉移情況,定義了八個微命令(BCF取3位),在圖中設置計數器CT用來控制循環次數.如在執行乘(或除)法指令時,經常採用循環執行"加,移位"(或減,移位)的方法,指令開始執行時,在CT中置循環次數)每執行一次循環,計數器減1,當計數器為零時結束循環.又考慮到執行微子程序時,要保留返回微地址,因此圖中設置了一個返回寄存器RR.
⑺ 在設計院做地鐵設計,需要學習哪些專業基礎知識包括混凝土設計原理還有其他什麼嗎
地鐵設計包含很多專業,首先你要明確你想從事什麼專業。我是做車站建築設計的專。在掌握建築設計的基礎屬上,還要對其他專業有一定的認識和了解。比如結構,給排水,通風,供電,動力照明,信號,通信,氣體滅火,線路,軌道,綜合監控,AFC等等。
⑻ 結構設計的基本原理和方法
結構設計的基本原理主要是鋼筋混凝土結構中的力學性能及受彎構件、受壓構件的強度計算、裂縫和變形的計算(包括容許應力法和極限狀態法)、預應力混凝土結構構件的計算,混凝土與石結構、少筋混凝土結構的有關計算。
結構化設計方法給出一組幫助設計人員在模塊層次上區分設計質量的原理與技術。它把系統作為一系列數據流的轉換,輸入數據被轉換為期望的輸出值,通過模塊化來完成自頂而下實現的文檔化,並作為一種評價標准在軟體設計中起指導性作用,通常與結構化分析方法銜接起來使用,以數據流圖為基礎得到軟體的模塊結構。
結構化設計所使用的工具有結構圖和偽代碼。結構圖是一種通過使用矩形框和連接線來表示系統中的不同模塊以及其活動和子活動的工具。SD方法尤其適用於變換型結構和事務型結構的目標系統。結構化設計是數據模型和過程模型的結合。在設計過程中,它從整個程序的結構出發,利用模塊結構圖表述程序模塊之間的關系。結構化設計的步驟如下:①評審和細化數據流圖;②確定數據流圖的類型;③把數據流圖映射到軟體模塊結構,設計出模塊結構的上層;④基於數據流圖逐步分解高層模塊,設計中下層模塊;⑤對模塊結構進行優化,得到更為合理的軟體結構;⑥描述模塊介面。
⑼ 計算機基本工作原理採用以什麼為基礎的設計思想
計算機工作原理
網路名片
計算機工作原理
計算機的基本原理是存貯程序和程序控制。預先要把指揮計算機如何進行操作的指令序列(稱為程序)和原始數據通過輸入設備輸送到計算機內存貯器中。每一條指令中明確規定了計算機從哪個地址取數,進行什麼操作,然後送到什麼地址去等步驟。
目錄
計算機的基本原理
計算機的系統架構
計算機指令
計算機硬體
微型計算機的主要技術指標
計算機的演變
計算機的軟體系統展開
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計算機的基本原理
計算機在運行時,先從內存中取出第一條指令,通過控制器的解碼,按指令的要求,從存貯器中取出數據進行指定的運算和邏輯操作等加工,然後再按地址把結果送到內存中去。接下來,再取出第二條指令,在控制器的指揮下完成規定操作。依此進行下去,直至遇到停止指令。
程序與數據一樣存貯,按程序編排的順序,一步一步地取出指令,自動地完成指令規定的操作是計算機最基本的工作原理。這一原理最初是由美籍匈牙利數學家馮.諾依曼於1945年提出來的,故稱為馮.諾依曼原理。
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計算機的系統架構
計算機系統由硬體系統和軟體系統兩大部分組成。美藉匈牙利科學家馮·諾依曼(John von Neumann)奠定了現代計算機的基本結構,這一結構又稱馮·諾依曼結構,其特點是:
1)使用單一的處理部件來完成計算、存儲以及通信的工作。
2)存儲單元是定長的線性組織。
3)存儲空間的單元是直接定址的。
4)使用低級機器語言,指令通過操作碼來完成簡單的操作。
5)對計算進行集中的順序控制。
6)計算機硬體系統由運算器、存儲器、控制器、輸入設備、輸出設備五大部件組成並規定了它們的基本功能。
7)採用二進制形式表示數據和指令。
8)在執行程序和處理數據時必須將程序和數據從外存儲器裝入主存儲器中,然後才能使計算機在工作時能夠自動調整地從存儲器中取出指令並加以執行。
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計算機指令
計算機根據人們預定的安排,自動地進行數據的快速計算和加工處理。人們預定的安排是通過一連串指令(操作者的命令)來表達的,這個指令序列就稱為程序。一個指令規定計算機執行一個基本操作。一個程序規定計算機完成一個完整的任務。一種計算機所能識別的一組不同指令的集合,管為該種計算機的指令集合或指令系統。在微機的指令系統中,主要使用了單地址和二地址指令。其中,第1個位元組是操作碼,規定計算機要執行的基本操作,第2個位元組是操作數。計算機指令包括以下類型:數據處理指令(加、減、乘、除等)、數據傳送指令、程序控制指令、狀態管理指令。整個內存被分成若干個存儲單元,每個存儲單元一般可存放8位二進制數(位元組編址)。每個在位單元可以存放數據或程序代碼。為了能有效地存取該單元內存儲的內容,每個單元都給出了一個唯一的編號來標識,即地址。
按照馮·諾依曼存儲程序的原理,計算機在執行程序時須先將要執行的相關程序和數據放入內存儲器中,在執行程序時CPU根據當前程序指針寄存器的內容取出指令並執行指令,然後再取出下一條指令並執行,如此循環下去直到程序結束指令時才停止執行。其工作過程就是不斷地取指令和執行指令的過程,最後將計算的結果放入指令指定的存儲器地址中。計算機工作過程中所要涉及的計算機硬體部件有內存儲器、指令寄存器、指令解碼器、計算器、控制器、運算器和輸入/輸出設備等,在後續的內容中將會著重介紹。
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計算機硬體
計算機硬體簡介
硬體通常是指構成計算機的設備實體。一台計算機的硬體系統應由五個基本部分組成:運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設備。現代計算機還包括中央處理器和匯流排設備。這五大部分通過系統匯流排完成指令所傳達的操作,當計算機在接受指令後,由控制器指揮,將數據從輸入設備傳送到存儲器存放,再由控制器將需要參加運算的數據傳送到運算器,由運算器進行處理,處理後的結果由輸出設備輸出。
中央處理器
CPU(central processing unit)意為中央處理單元,又稱中央處理器。CPU由控制器、運算器和寄存器組成,通常集中在一塊晶元上,是計算機系統的核心設備。計算機以CPU為中心,輸入和輸出設備與存儲器之間的數據傳輸和處理都通過CPU來控制執行。微型計算機的中央處理器又稱為微處理器。
控制器
控制器是對輸入的指令進行分析,並統一控制計算機的各個部件完成一定任務的部件。它一般由指令寄存器、狀態寄存器、指令解碼器、時序電路和控制電路組成。計算機的工作方式是執行程序,程序就是為完成某一任務所編制的特定指令序列,各種指令操作按一定的時間關系有序安排,控制器產生各種最基本的不可再分的微操作的命令信號,即微命令,以指揮整個計算機有條不紊地工作。當計算機執行程序時,控制器首先從指令指針寄存器中取得指令的地址,並將下一條指令的地址存入指令寄存器中,然後從存儲器中取出指令,由指令解碼器對指令進行解碼後產生控制信號,用以驅動相應的硬體完成指紋操作。簡言之,控制器就是協調指揮計算機各部件工作的元件,它的基本任務就是根據種類指紋的需要綜合有關的邏輯條件與時間條件產生相應的微命令。
運算器
運算器又稱積極態度邏輯單元ALU(Arithmetic Logic Unit)。運算器的主要任務是執行各種算術運算和邏輯運算。算術運算是指各種數值運算,比如:加、減、乘、除等。邏輯運算是進行邏輯判斷的非數值運算,比如:與、或、非、比較、移位等。計算機所完成的全部運算都是在運算器中進行的,根據指令規定的定址方式,運算器從存儲或寄存器中取得操作數,進行計算後,送回到指令所指定的寄存器中。運算器的核心部件是加法器和若干個寄存器,加法器用於運算,寄存器用於存儲參加運算的各種數據以及運算後的結果。
存儲器
存儲器分為內存儲器(簡稱內存或主存)、外存儲器(簡稱外存或輔存)。外存儲器一般也可作為輸入/輸出設備。計算機把要執行的程序和數據存入內存中,內存一般由半導體器構成。半導體存儲器可分為三大類:隨機存儲器、只讀存儲器、特殊存儲器。 RAM RAM是隨機存取存儲器(Random Access Memory),其特點是可以讀寫,存取任一單元所需的時間相同,通電是存儲器內的內容可以保持,斷電後,存儲的內容立即消失。RAM可分為動態(Dynamic RAM)和靜態(Static RAM)兩大類。所謂動態隨機存儲器DRAM是用MOS電路和電容來作存儲元件的。由於電容會放電,所以需要定時充電以維持存儲內容的正確,例如互隔2ms刷新一次,因此稱這為動態存儲器。所謂靜態隨機存儲器SRAM是用雙極型電路或MOS電路的觸發器來作存儲元件的,它沒有電容放電造成的刷新問題。只要有電源正常供電,觸發器就能穩定地存儲數據。DRAM的特點是集成密度高,主要用於大容量存儲器。SRAM的特點是存取速度快,主要用於調整緩沖存儲器。 ROM ROM是只讀存儲器(Read Only Memory),它只能讀出原有的內容,不能由用戶再寫入新內容。原來存儲的內容是由廠家一次性寫放的,並永久保存下來。ROM可分為可編程(Programmable)ROM、可擦除可編程(Erasable Programmable)ROM、電擦除可編程(Electrically Erasable Programmable)ROM。如,EPROM存儲的內容可以通過紫外光照射來擦除,這使它的內可以反復更改。 特殊固態存儲器 包括電荷耦合存儲器、磁泡存儲器、電子束存儲器等,它們多用於特殊領域內的信息存儲。 此外,描述內、外存儲容量的常用單位有: ①位/比特(bit):這是內存中最小的單位,二進制數序列中的一個0或一個1就是一比比特,在電腦中,一個比特對應著一個晶體管。 ②位元組(B、Byte):是計算機中最常用、最基本的存在單位。一個位元組等於8個比特,即1 Byte=8bit。 ③千位元組(KB、Kilo Byte):電腦的內存容量都很大,一般都是以千位元組作單位來表示。1KB=1024Byte。 ④兆位元組(MB Mega Byte):90年代流行微機的硬碟和內存等一般都是以兆位元組(MB)為單位。1 MB=1024KB。 ⑤吉位元組(GB、Giga Byte):目前市場流行的微機的硬碟已經達到430GB、640GB、810GB、1TB等規格。1GB=1024MB。 ⑥太位元組(TB、Tera byte):1TB=1024GB。最新有了PB這個概念,1PB=1024TB。
輸入和輸出設備
輸入設備是用來接受用戶輸入的原始數據和程序,並將它們變為計算機能識別的二進制存入到內存中。常用的輸入設備有鍵盤、滑鼠、掃描儀、光筆等。 輸出設備用於將存入在內存中的由計算機處理的結果轉變為人們能接受的形式輸出。常用的輸出設備有顯示器、列印機、繪圖儀等。
匯流排
匯流排是一組為系統部件之間數據傳送的公用信號線。具有匯集與分配數據信號、選擇發送信號的部件與接收信號的部件、匯流排控制權的建立與轉移等功能。典型的微機計算機系統的結構通常多採用單匯流排結構,一般按信號類型將匯流排分為三組,其中AB(Address Bus)為地址匯流排;DB(Data Bus)為數據匯流排;CB(Control Bus)控制匯流排。
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微型計算機的主要技術指標
CPU類型
CPU類型是指微機系統所採用的CPU晶元型號,它決定了微機系統的檔次。
字長
字長是指CPU一次最多可同時傳送和處理的二進制位數,字長直接影響到計算機的功能、用途和應用范圍。如Pentium是64位字長的微處理器,即數據位數是64位,而它的定址位數是32位。
時鍾頻率和機器周期
時鍾頻率又稱主頻,它是指CPU內部晶振的頻率,常用單位為兆(MHz),它反映了CPU的基本工作節拍。一個機器周期由若干個時鍾周期組成,在機器語言中,使用執行一條指令所需要的機器周期數來說明指令執行的速度。一般使用CPU類型和時鍾頻率來說明計算機的檔次。如Pentium III 500等。
運算速度
是指計算機每秒能執行的指令數。單位有MIPS(每秒百萬條指令)、MFLOPS(秒百萬條浮點指令)
存取速度
是指存儲器完成一次讀取或寫存操作所需的時間,稱為存儲器的存取時間或訪問時間。而邊連續兩次或寫所需要的最短時間,稱為存儲周期。對於半導體存儲器來說,存取周期大約為幾十到幾百毫秒之間。它的快慢會影響到計算機的速度。
內、外存儲器容量
是指內存存儲容量,即內容儲存器能夠存儲信息的位元組數。外儲器是可將程序和數據永久保存的存儲介質,可以說其容量是無限的。如硬碟、軟盤已是微機系統中不可缺少的外部設備。迄今為止,所有的計算機系統都是基於馮·諾依曼存儲程序的原理。內、外存容量越大,所能運行的軟體功能就越豐富。CPU的高速度和外存儲器的低速度是微機系統工作過程中的主要瓶頸現象,不過由於硬碟的存取速度不斷提高,目前這種現象已有所改善。
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計算機的演變
早期的計算機
我們先從最早的計算機講起,人們在最初設計計算機時採用這樣一個模型:
人們通過輸入設備把需要處理的信息輸入計算機,計算機通過中央處理器把信息加工後,再通過輸出設備把處理後的結果告訴人們。
其實這個模型很簡單,舉個簡單的例子,你要處理的信息是1+1,你把這個信息輸入到計算機中後,計算機的內部進行處理,再把處理後的結果告訴你。
早期計算機的輸入設備十分落後,根本沒有現在的鍵盤和滑鼠,那時候計算機還是一個大傢伙,最早的計算機有兩層樓那麼高。人們只能通過扳動計算機龐大的面板上無數的開頭來向計算機輸入信息,而計算機把這些信息處理之後,輸出設備也相當簡陋,就是計算機面板上無數的信號燈。所以那時的計算機根本無法處理像現在這樣各種各樣的信息,它實際上只能進行數字運算。
當時人們使用計算機也真是夠累的。但在當時,就算是這種計算機也是極為先進的了,因為它把人們從繁重的手工計算中解脫出來,而且極大地提高了計算速度。
具有內部存儲器的計算機
隨著人們對計算機的使用,人們發現上述模型的計算機能力有限,在處理大量數據時就越發顯得力不從心。為些人們對計算機模型進行了改進,提出了這種模型:
就是在中央處理器旁邊加了一個內部存儲器。這個模型的好處在於。先打個比方說,如果老師讓你心算一道簡單題,你肯定毫不費勁就算出來了,可是如果老師讓你算20個三位數相乘,你心算起來肯定很費力,但如果給你一張草稿紙的話,你也能很快算出來。
可能你會問這和計算機有什麼關系?其實計算機也是一樣,一個沒有內部存儲器的計算機如果讓它進行一個很復雜的計算,它可能根本就沒有辦法算出來,因為它的存儲能力有限,無法記住很多的中間的結果,但如果給它一些內部存儲器當「草稿紙」的話,計算機就可以把一些中間結果臨時存儲到內部存儲器上,然後在需要的時候再把它取出來,進行下一步的運算,如此往復,計算機就可以完成很多很復雜的計算。
紙帶機
隨著時代的發展,人們越來越感到計算機輸入和輸出方式的落後,改進這兩方面勢在必行。在輸入方面,為了不再每次扳動成百上千的開頭,人們發明了紙帶機。紙帶機的工作原理是這樣的,紙帶的每一行都標明了26個字母、10個數字和一些運算符號,如果這行的字母A上面打了一個孔,說明這里要輸入的是字母A,同理,下面的行由此類推。這樣一個長長的紙帶就可以代表很多的信息,人們把這個紙帶放入紙帶機,紙帶機還要把紙帶上的信息翻譯給計算機,因為計算機是看不懂這個紙帶的。
這樣雖然比較麻煩,但這個進步確實在很大程度上促進了計算機的發展。在發明紙帶的同時,人們也對輸出系統進行了改進,用列印機代替了計算機面板上無數的信號燈。列印機的作用正好和紙帶機相反,它負責把計算機輸出的信息翻譯成人能看懂的語言,列印在紙上,這樣人們就能很方便地看到輸出的信息,再也不用看那成百上千的信號燈了。
具有鍵盤和顯示器的計算機
不過人們沒有滿足,他們繼續對輸入和輸出系統進行改進。後來人們發明了鍵盤和顯示器。這兩項發明使得當時的計算機和我們現在使用的計算機有些類似了,而且在些之前經過長時間的改進,計算機的體積也大大地縮小了。鍵盤和顯示器的好處在於人們可以直接向計算機輸入信息,而計算機也可以及時把處理結果顯示在屏幕上。
具有外部存儲器的計算機
可是隨著人們的使用,逐漸又發現了不如意之處。因為人們要向計算機輸入的信息越來越多,往往要輸入很長時間後,才讓計算機開始處理,而在輸入過程中,如果停電,那前面輸入的內容就白費了,等來電後,還要全部重新輸入。就算不停電,如果人們上次輸入了一部分信息,計算機處理理了,也輸出了結果;人們下一次再需要計算機處理這部分信息的時候,還要重新輸入。對這種重復勞動的厭倦導致了計算機新的模型的產生。
這回的模型是這樣的:
這回增加了一個外部存儲器。外部存儲器的「外部」是相對於內部存儲器來說的,在中央處理器處理信息時,它並不直接和外部存儲器打交道,處理過程中的信息都臨時存放在內部存儲器中,在信息處理結束後,處理的結果也存放在內部存儲器中。可是如果這時突然停電,那些結果還會丟失的。內部存儲器(或簡稱內存)中的信息是靠電力來維持的,一旦電力消失,內存中的數據就會全部消失。也正因為如此,人們才在計算機模型中加入了外部存儲器,把內存中的處理結果再存儲到外部存儲器中,這樣停電後數據也不會丟失了。
外部存儲器與內存的區別在於:它們的存儲機制是不一樣的,外部存儲器是把數據存儲到磁性介質上,所以不依賴於是否有電。這個磁性介質就好比家裡的歌曲磁帶,磁帶上的歌曲不管有沒有電都是存在的。當時人們也是考慮到了磁帶這種好處,所以在計算機的外部存儲器中也採用了類似磁帶的裝置,比較常用的一種叫磁碟。
磁碟本來是圓的,不過裝在一個方的盒子里,這樣做的目的是為了防止磁碟表面劃傷,導致數據丟失。
有了磁碟之後,人們使用計算機就方便多了,不但可以把數據處理結果存放在磁碟中,還可以把很多輸入到計算機中的數據存儲到磁碟中,這樣這些數據可以反復使用,避免了重復勞動。
具有文件系統的計算機
可是不久之後,人們又發現了另一個問題,人們要存儲到磁碟上的內容越來越多,眾多的信息存儲在一起,很不方便。這樣就導致了文件的產生。
這和我們日常生活中的文件有些相似。我們日常生活中的文件是由一些相關信息組成,計算機的文件也是一樣。人們把信息分類整理成文件存儲到磁碟上,這樣,磁碟上就有了文件1、文件2……。
具有操作系統的計算機
可是在使用過程中,人們又漸漸發現,由人工來管理越來越多的文件是一件很痛苦的事情。為了解決這個問題,人們就開發了一種軟體叫操作系統。
其實操作系統就是替我們管理計算機的一種軟體,在操作系統出現之前,只有專業人士才懂得怎樣使用計算機,而在操作系統出現之後,不管你是否是計算機專業畢業,只要經過簡單的培訓,你都能很容易地掌握計算機。
有了操作系統之後,我們就不直接和計算機的硬體打交道,不直接對這些硬體發號施令,我們把要的事情告訴操作系統,操作系統再把要作的事情安排給計算機去作,等計算機做完之後,操作系統再把結果告訴我們,這樣就省事多了。
在操作系統出現之前,人們通過鍵盤給計算機下達的命令都是特別專業的術語,而有了操作系統之後,人們和計算機之間的對話就可以使用一些很容易懂的語言,而不用去死記硬背那些專業術語了。
操作系統不但能在計算機和人之間傳遞信息,而且字還負責管理計算機的內部設備和外部設備。它替人們管理日益增多的文件,使人們能很方便地找到和使用這些文件;它替人們管理磁碟,隨時報告磁碟的使用情況;它替計算機管理內存,使計算機能更高效而安全地工作;它還負責管理各種外部設備,如列印機等,有了它的管理,這些外設就能有效地為用戶服務了。
也正因為操作系統這么重要,所以人們也在不斷地改進它,使它的使用更加方面,功能更加強大。對於咱們現在使用的微機來說,操作系統主要經歷了DOS、Windows 3.X、Windows95和Windows98這幾個發展階段。
在DOS階段,人們和計算機打交道,還是主要靠輸入命令,「你輸入什麼命令,計算機就做什麼,如果你不輸入,計算機就什麼也不做」。在這一階段,人們還是需要記住很多命令和它們的用法,如果忘記了或不知道,那就沒有辦法了。所以說,這時的計算機還是不太好用,操作系統也處於發展的初級階段。Windows的出現在很大程度上彌補了這個不足,人們在使用Windows時,不必記住什麼命令,只需要用滑鼠指指點點就能完成很多工作。而當操作系統發展到Windows95之後,使用計算機就變得更加簡單。
總結
現在我們來簡單總結一下上面我們講的一些內容。經過人們幾十年的努力,計算機的組成結構已經基本定型,現在我們日常使用的微機在硬體方面可以用下圖表示:這里CPU就是我們以前談到的中央處理器的英文縮寫,它和其它輔助電路構成了計算機的核心。我們通過鍵盤和其它輸入設備輸入的信息經過它的處理之後顯示在顯示器上。在信息處理過程中,CPU要和內存頻繁地交換信息,在工作結束之後,還要把內存中的數據保存在磁碟上。
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計算機的軟體系統
計算機應用軟體
上面說的是硬體的工作原理,那麼在軟體上,我們又是如何使用計算機的呢?
在前面我們講過,我們可以通過操作系統給計算機布置工作,操作系統也可以把計算機的工作結果告訴我們。可是操作系統的功能也不是無限的,實際上計算機的很多功能是靠多種應用軟體來實現的。操作系統一般只負責管理好計算機,使它能正常工作。而眾多的應用軟體才充分發揮了計算機的作用。但這些應用軟體都是建立在操作系統上的,一般情況下,某一種軟體都是為特定的操作系統而設計的,因為這些軟體不能直接和計算機交換信息,需要通過操作系統來傳遞信息。
計算機硬體和軟體的結合
這就是所謂的「硬」、「軟」結合。硬體就是我們能看見的這些東西:主機、顯示器、鍵盤、滑鼠等,而軟體是我們看不見的,存在於計算機內部的。打個比方,硬體就好比人類軀體,而軟體就好比人類的思想,沒有軀體,思想是無法存在的,但沒有思想的軀體也只是一個植物人。一個正常人要完成一項工作,都是軀體在思想的支配下完成的。電腦和這相類似,沒有主機等硬體,軟體是無法存在的;而一個沒有軟體的計算機也只是一堆廢鐵。
操作系統對文件的管理
還有一個重要的概念沒有講,就是操作系統是如何管理文件的呢?其實也很簡單,文件都有自己的名字,叫文件名,用來區分不同的文件的。計算機中的文件有很多,成千上萬,光用名字來區分也不利於查找,所以計算機中又有了文件夾的概念,把不同類型的文件存儲在不同的文件夾中,查找起來就快多了,也不會太亂。文件多了,可以分別存儲在不同的文件夾中,而當文件夾多了之後,再把一些相關的文件夾存儲在更在的文件夾中,這樣管理文件是比較科學的。
⑽ 結構設計原理
上部結構設計主要內容及步驟:1.根據建築設計來確定結構體系、確定結構主要材料專;屬2.結構平面布置;3.初步選用材料類型、強度等級等,根據經驗初步確定構件的截面尺寸;4.結構荷載計算及各種荷載作用下結構的內力分析;5.荷載效應組合;6.構件的截面設計。此外還包括某些必要構造措施。需要依據結構專業相關規范、圖集等。
上部結構設計:
主要分為框架結構、剪力牆結構、框架-剪力牆結構、框架-核心筒結構、筒中筒結構、砌體結構。
基礎設計:
1、根據工程地質勘察報告、上部結構類型及上部結構傳來的荷載效應和當地的施工技術水平及材料供應情況確定基礎的形式,材料強度等級,一般有淺基礎(如:獨立基礎、條形基礎等)和深基礎(如:樁基)。
2、基礎底面積的確定及地基承載力驗算。
3、基礎內力計算及配筋計算。
4、考慮必要的構造措施。
結構施工圖上是結構工程師的語言,是直接面對施工現場及相關工程技術人員的,應該按照一定的規范繪制