基础设计原理
⑴ 求同济大学李镜培《基础工程设计原理》课件
我
们, 做的,给的,
做, ,的设计。
⑵ 设计素描、设计基础、设计原理具体都考些什么
设计素描也就是一定的环境或者东西上让你不画出实物改变原有的特征表现出来。
设计原理也就是你为什么会这样设计,这样画,说出你的设计理念,
⑶ 基础工程作业题浅基础设计原理
修正fak成为fa的时复候,宽度≥制6m按6m,深度按2.5米(设题说的是自然地面以下的深度),位于地下水位线以上,不考虑它的影响。根据GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》5.2.4条
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。
依题意γ=18.5,按基础底面以上土的加权平均值γm=20计算,得: fa=160+0.3×18.5×(6-3)+1.5×20(2.5-0.5)=160+16.65+60=236.65(kPa)。
答:地基承载力修正特征值 fa = 236.65 kPa。
⑷ 艺术设计原理基本知识~ 具体的内容~谢谢!!!
概念
而所谓艺术设计,就是将艺术的形式、美感结合社会、文化、经济、市
场、科技等诸多方面因素,再现于和我们生活精密相关的设计当中,使之不但具有审美功能,还具有使用功能。换句话说,艺术设计首先是为人服务的(大到空间环境,小到衣、食、住、行、用等),艺术设计应是人类社会一定的物质功能与精神功能的完美结合,是现代化社会发展进程中的必然产物。艺术来源于生活,反过来有作用于生活。
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特点
艺术设计是一门独立的艺术学科,它的研究内容和服务对象有别于传统的艺术门类。同时艺术设计也是一门综合性极强的学科,它涉及到社会、文化、经济、市场、科技等诸多方面的因素,其审美标准也随着这诸多因素的变化而改变。艺术设计贵在创造活动与实践。
艺术设计,实际上是设计者自身综合素质(如表现能力、感知能力、想象能力)的体现。各个专业虽然对设计知识的着重面不尽相同,但对于“大设计”概念的关于美、节律、均衡、韵律等的要求是一样的。不论是平面的还是立体的设计,考生首先要面对的是一个对所设计对象的理解——对设计对象相关的背景文化、地理、历史、人文知识的理解。
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人类影响
1.设计是随人类出现而出现的一种文化现象,是人类从蒙昧混沌走向文明的标志。
2.人类对物体的模仿。
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名家名作
赫尔辛基火车站,芬兰(1906~1916年)建筑师:E.沙里宁
芬兰赫尔辛基火车站建于1906~1916年,是本世纪初车站建筑中的珍品,也是北欧早
期现代派范畴的重要建筑实例,但基本上还是折衷主义的。它轮廓清晰,体形明快,细部简练,既表现了砖石建筑的特征,又反映了向现代派建筑发展的趋势。赫尔辛基火车站的设计者是著名建筑师艾里尔·沙里宁(ElielSaarinen,1873~1950年),赫尔辛基火车站是他的浪漫古典主义建筑的代表作,虽有古典之厚重格调,但又高低错落,方圆相映,因而生动活泼,有纪念性而不呆板,被视为20世纪建筑艺术精品之一。林肯纪念堂,美国华盛顿(1919~1922年)
建筑师:H.培根
林肯纪念堂由美国建筑师亨利·培根设计,坐落在摩尔林荫大道末端的一处人造高地上,面积为2200平方米,对面是华盛顿纪念碑。纪念堂吸取了古希腊神庙的传统手法,四周有36根大理石的多立克式柱子围绕,象征林肯时期美国的36个州。虽然平面似古希腊神庙,但没有通常希腊神庙的山花,而是一个团进去的屋顶层,放在古典柱式的顶部。
纪念堂内部用排列柱将平面划分为一个主厅和两个侧厅,侧厅内墙壁上绘制了表现林肯一生中最显著成就和重要事件的壁画。整个纪念堂的高潮是正对入口位于主厅中央的林肯雕像。在从入口到雕像这一纵向序列的引导下,人们会感受到气氛的庄严。尔后人们会渐渐看清这尊在散射入室的阳光照射下表情严肃的林肯雕像,林肯雕像的布置和纵横方向巧妙的序列引导形成了庄严肃穆的气氛,这是这座纪念建筑设计上的杰出手笔。[1]
包豪斯校舍,德国(1926年) 建筑师:w.格罗皮乌斯
此建筑群由著名建筑师W.格罗皮乌斯设计,建于德国德骚市。它由教学楼、实习工厂和学生宿舍三部分组成。空间布局的特点是根据使用功能组合为既分又合的群体,既独立分区,又方便联系。教学楼与实习工厂均为四层,占地最多。宿舍在另一端,高六层,连接二者的是两层的饭厅兼礼堂。居于群体中枢并连接各部的是行政、教师办公室和图书馆。建筑占地面积为2630平方米。这样不同高低的形体组合在一起,既创造了在行进中观赏建筑群体给人带来的时空感受,又表达了建筑物相互之间的有机关系,更体现了“包豪斯”的设计特点:重视空间设计,强调功能与结构效能,把建筑美学同建筑的目的性、材料性能、经济性与建造的精美直接联系起来。这座校舍和包豪斯学校的教学方针与方法均对现代建筑的发展产生过极大的影响。[2]
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环境艺术
环境艺术设计的叫法,始于上世纪80年代末,当时的中央工艺美术学院室内
设计系为仿效日本,而将院系名称由“室内设计”改成“环境艺术设计”。一时间,全国众多设计院校步其后尘、纷纷效法。改名称成了时髦,一阵风似的,很少有人冷静思考。几个认为改名不妥的专家出来呼吁也没人听,几年后,连那些当年积极带头的人也觉得改的不妥当。
在中国,所谓的“环境艺术设计”就是指室内装饰、室内外设计、装修设计、建筑装饰和装饰装潢等等。尽管叫法很多,但其内涵相同,都是指围绕建筑所进行的设计和装饰活动。要说有区别的话,那就是室内装修和室外装修的区别。由此可以看出,室内设计的叫法也很不妥,其限定性概念显然是将室外装饰设计排斥在外,致使围绕建筑外立面和小环境的装饰设计,出现建筑、室内、园林、景观等各设计施工行业竟相插足的现象。
另一方面,环境艺术设计就其狭义(围绕建筑的室内外设计)上讲,叫法也算贴切。但其广义的概念和范围就不得了,环境艺术几乎涵盖了地球表面的所有地面环境和与美化装饰有关的所有设计领域。
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专业分类
平面设计
平面设计又称视觉传达艺术设计,主要学习内容包括广告战略、广告表现、书籍设计、插图设计、摄影艺术与技术、新媒体创作与应用等,毕业后可在出版、印刷、广告、商场、电视台、媒体及装潢公司等部门工作。
广告设计
主要学习内容包括广告策划与创意,文案、广告经营、媒体研究、摄像与摄影、
广告设计、市场调查等课程,培养能在新闻媒体、广告公司、市场调查、信息咨询等行业从事广告工作方面的专门人才。
室内设计
主要学习内容包括室内空间设计、室内陈设设计。要求:全面系统地认识、理解室内设计的特征和规律,掌握多类型的室内设计要素及表现特点,对室内设计的多个设计环节和表现形式和创意,能够具备较完备的多角度施工效果图的绘制及模型制作能力,培养能在建筑、房地产开发、展示、装饰公司等相关企事业单位从事设计、经营和管理工作地专门人才。
环境艺术设计
环境艺术设计的叫法,始于上世纪80年代末,当时的中央工艺美术学院室内设计系为仿效日本,而将院系名称由“室内设计”改成“环境艺术设计”。一时间,全国众多设计院校步其后尘、纷纷效法。改名称成了时髦,一阵风似的,很少有人冷静思考。几个认为改名不妥的专家出来呼吁也没人听,几年后,连那些当年积极带头的人也觉得改的不妥当。 在中国,所谓的“环境艺术设计”就是指室内装饰、室内外设计、装修设计、建筑装饰和装饰装潢等等。尽管叫法很多,但其内涵相同,都是指围绕建筑所进行的设计和装饰活动。要说有区别的话,那就是室内装修和室外装修的区别。由此可以看出,室内设计的叫法也很不妥,其限定性概念显然是将室外装饰设计排斥在外,致使围绕建筑外立面和小环境的装饰设计,出现建筑、室内、园林、景观等各设计施工行业竟相插足的现象。
另一方面,环境艺术设计就其狭义(围绕建筑的室内外设计)上讲,叫法也算贴切。但其广义的概念和范围就不得了,环境艺术几乎涵盖了地球表面的所有地面环境和与美化装饰有关的所有设计领域。
网页艺术设计
一、网页艺术设计的内容 设计活动中包含着主观和客观两方面的因素,在确立了网页主题之后,首先
要明确和熟悉设计的对象和构成的要素。网页艺术设计涉及的具体内容很多,可以概括为视听元素和版式设计两个方面。1.视听元素
这里所说的视听元素,主要包括:文本、背景、按钮、图标、图像、表格、颜色、导航工具、背景音乐、动态影像等。无论是文字、图形、动画,还是音频、视频,网页设计者所要考虑的是如何以感人的形式把它们放进页面这个“大画布”里。多媒体技术的运用大大丰富了网页艺术设计的表现力。
以上各视听元素大多数浏览器本身都可以显示或收听,无需任何外部程序或模块支持。比如,大部分浏览器都可以显示GIF、JPEG图形和GIF89a动画。还有些多媒体文件(如MP3音乐)需要先下载到本地硬盘上,然后启动相应的外部程序来播放。另外,在浏览器使用插件(Plug-in)可以播放更多格式的多媒体文件。微软推出IE浏览器后,提供了基于OLE的ActiveX技术,用来在网页中播放多媒体。目前ActiveX已经成为热门技术。另一种播放多媒体的技术是JavaApplet。它是用Java语言编写的应用于网页之中的小应用程序,相比于插件和ActiveX,JavaApplet具有更大的灵活性和良好的跨平台能力,因此具有很好的发展前景。总之,技术的不断发展使多媒体元素在网页艺术设计中的综合运用越来越广泛,使浏览者可以享受到更加完美的视听效果。这些新技术的出现,也对网页的艺术设计提出了更高的要求。
2.版式设计
网页的版式设计同报刊杂志等平面媒体的版式设计有很多共同之处,它在网页的艺术设计中占据着重要的地位。所谓网页的版式设计,是在有限的屏幕空间上将视听多媒体元素进行有机的排列组合,将理性思维个性化的表现出来,是一种具有个人风格和艺术特色的视听传达方式。它在传达信息的同时,也产生感官上的美感和精神上的享受。
但网页的排版与书籍杂志的排版又有很多差异。印刷品都有固定的规格尺寸,网页则不然,它的尺寸是由读者来控制的。这使网页设计者不能精确控制页面上每个元素的尺寸和位置。而且,网页的组织结构不像印刷品那样为线性组合,这给网页的版式设计带来了一定的难度。
版式设计
版式设计,是指书籍正文的全部格式设计。一般而言.除封面、环衬和扉页之外,前言也包括在其中。
每幅版式中文字和图形所占的总面积被称为版心.版心之外上面空间叫做天头,下
面叫地脚,左右称为内口、外口。中国传统的版式天头大于地脚,是为了让人作“眉批”之用。西式版式是从视觉角度考虑.上边口相当于两个下边口.外边口相当于两个内口,左右两面的版心相异,但展开的版心都向心集中,相互关联,有整体紧凑感。目前国内的出版物版心基本居中,上边口比下边口、外边口比内边口略宽,但有的前言和正文第一页留出大量空白。版心靠近版面外口或下部。此外版心的确定,要考虑装订形式,锁线订、骑马订与平订的书.其里边的宽窄也应有所区别。不能同样对待。版心的大小根据书籍的类型定:画册、影集为了扩大图画效果,宜取大版心,乃至出血处理(画面四周不留空间);字典、辞典、资料参考书,仅供查阅用,加上字数和图例多.并且不宜过厚.故扩大版心缩小边口;相反诗歌、经典则应取大边口小版心为佳;图文并茂的书,图可根据构图需要。安排大于文字的部分.甚至可以跨页排列和出血处理。并使展开的两面取得呼应和均衡.让版面更加生动活泼.给人的视线带来舒展感。
版式中的文字排列也要符合人体工学。太长的字行会给阅读带来疲劳感。降低阅读速度。所以一般32开书籍都为统栏排版.在16开或更大的汗水上.其版心的宽度较大。假如用五号字或小五号字排版,宜缩短过长的字行,排成两栏。如不宜排双栏的,象“前言”、“编后记”等则以大号字排列.或缩小版心。辞典、手册、索引、年鉴等.每段文字简短.但副标题多,也需采用双栏、三栏、多栏排列。分栏排列中的每行字数相等。栏间隔空一字或两字,也可放线条间隔。
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艺术设计专业
本专业分设视觉传达设计、包装装潢设计、环境艺术、视频动画、染织服装等。
设计5个专业方向,培养具备艺术设计的基础理论与实践能力,能从事印前设计、商品包装设计、三维空间设计、数码视频设计与服装设计的高级艺术人才。
培养目标
本专业培养具备艺术设计与创作、教学和研究等方面的知识和能力,能在艺术设计教育、研究、设计、生产和管理单位从事艺术设计、研究、教学、管理等方面工作的专门人才。
培养要求
本专业学生主要学习艺术设计方面的基本理论和基本知识,学习期间学生将通过艺术设计思维能力的培养、艺术设计方法和设计技能的基本训练,具备本专业创新设计的基本素质。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
1.掌握艺术设计的基本理论和基本知识;
2.掌握艺术设计创作的专业技能和方法;
3.具有独立进行艺术设计实践的基本能力;
4.了解有关经济、文化、艺术事业的方针、政策和法规;
5.了解国内外艺术设计的发展动态;
6.掌握文献检索、资料查询的基本方法。
主干学科:艺术学、文学、工学(人体工程学)。
主要课程
素描、色彩、三大构成、装饰基础、摄影、标志设计、装帧设计、广告设计、
网页设计与制作、丝网印刷设计、印刷工程导轮、数字图像技术与应用、工业产品鉴赏、服装设计、制衣工艺、室内外装潢设计、城规环艺工程设计等。
艺术设计具体课程及学分
1 毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论 4
2 思想道德修养与法律基础 2
3 大学语文 4
4 艺术概论 5
5 素描(实践) 4
6 色彩(实践) 5
7 平面构成(实践) 5
8 色彩构成(实践) 5
9 招贴设计(实践)
6 选考课程,9-13为平面方向课程,14-18为环艺方向课程,考生可以根据实际情况选考不少于5门课程,不少于26学分
10 POP广告设计(实践) 3
11 计算机辅助设计(photoshop)(实践) 6
12 标志设计(实践) 5
13 版式设计(实践) 6
14 制图基础(实践) 3
15 标识设计(实践) 5
16 计算机辅助设计(Autocad)(实践) 6
17 装饰材料(实践) 6
18 照明设计基础(实践) 6
19 毕业设计(实践) 8
学分合计 不少于68学分
课程名称 学分
马克思主义基本原理概论 2
中国近现代史纲要 4
英语(二)◆ 14
设计素描(实践)◆ 3
设计色彩(实践)◆ 3
计算机辅助设计(AUTOCAD、3DMAX)(实践)◆ 4
计算机辅助设计(PHOTOSHOP、CORELDRAW)(实践)◆ 4
设计基础(实践) 5
设计原理 2
印刷工艺(实践) 考英语者任选五门,不考英语者任选八门 4
编排设计(实践) 4
字体设计(实践) 4
书籍装帧设计(实践) 5
网页设计(实践) 5
立体构成(实践) 4
材料工艺学(实践) 4
设计表现技法(实践) 4
展示设计(实践) 4
室内设计(实践) 5
室外环境景观设计(实践) 5
主要实践性教学环节:工艺实践、市场调研、艺术设计采风、毕业实习等。
相关学位:文学学士,艺术硕士(MFA)
相近专业:艺术设计学、舞台美术、多媒体艺术、建筑学等。
就业方向
学生毕业后,可到广告策划与设计企业、印刷包装企业设计部门、出版社与媒体设计部门从事艺术设计或策划工作。
⑸ 详细阐述结构设计的基本原理及其步骤
结构设计的基本原理主要是钢筋混凝土结构中的力学性能及受弯构件、受压构件的强度计算、裂缝和变形的计算(包括容许应力法和极限状态法)、预应力混凝土结构构件的计算,混凝土与石结构、少筋混凝土结构的有关计算。
结构化设计方法给出一组帮助设计人员在模块层次上区分设计质量的原理与技术。它把系统作为一系列数据流的转换,输入数据被转换为期望的输出值,通过模块化来完成自顶而下实现的文档化,并作为一种评价标准在软件设计中起指导性作用,通常与结构化分析方法衔接起来使用,以数据流图为基础得到软件的模块结构。
结构化设计所使用的工具有结构图和伪代码。结构图是一种通过使用矩形框和连接线来表示系统中的不同模块以及其活动和子活动的工具。SD方法尤其适用于变换型结构和事务型结构的目标系统。结构化设计是数据模型和过程模型的结合。在设计过程中,它从整个程序的结构出发,利用模块结构图表述程序模块之间的关系。结构化设计的步骤如下:①评审和细化数据流图;②确定数据流图的类型;③把数据流图映射到软件模块结构,设计出模块结构的上层;④基于数据流图逐步分解高层模块,设计中下层模块;⑤对模块结构进行优化,得到更为合理的软件结构;⑥描述模块接口。
⑹ 微程序设计的基本原理是什么
在微指令的控制字段中,每一位代表一个微命令,在设计微指令时,是否发出某个微命令,只要将控制字段中相应位置成"1"或"0",这样就可打开或关闭某个控制门,这就是直接控制法.
在6.3节中所讲的就是这种方法.但在某些复杂的计算机中,微命令甚至可多达三四百个,这使微指令字长达到难以接受的地步,并要求机器有大容量控制存储器,为了改进设计出现了以下各种编译法.
6.4.1 微指令的编译法(编码译码方法)(2)
2.字段直接编译法
在计算机中的各个控制门,在任一微周期内,不可能同时被打开,而且大部分是关闭的(相应的控制位为"0").所谓微周期,指的是一条微指令所需的执行时间.如果有若干个(一组)微命令,在每次选择使用它们的微周期内,只有一个微命令起作用,那么这若干个微命令是互斥的.
例如,向主存储器发出的读命令和写命令是互斥的;又如在ALU部件中,送往ALU两个输入端的数据来源往往不是唯一的,而每个输入端在任一微周期中只能输入一个数据,因此控制该输人门的微命令是互斥的.
选出互斥的微命令,并将这些微命令编成一组,成为微指令字的一个字段,用二进制编码来表示, 就是字段直接编译法.
6.4.1 微指令的编译法(编码译码方法)(3)
例如,将7个互斥的微命令编成一组,用三位二进制码分别表示每个微命令,那么在微指令中,该字段就从7位减成3位,缩短了微指令长度.而在微指令寄存器的输出端,为该字段增加一个译码器,该译码器的输出即为原来的微命令.
6.4.1 微指令的编译法(编码译码方法)(4)
字段长度与所能表示的微命令数的关系如下:
字段长度 微命令数
2位 2~3
3位 4~7
4位 8~15
一般每个字段要留出一个代码,表示本段不发出任何微命令,因此当字段长度为3位时,最多只能表示7个互斥的微命令,通常代码000表示不发微命令.
6.4.1 微指令的编译法(编码译码方法)(5)
3.字段间接编译法
字段间接编译法是在字段直接编译法的基础上,进一步缩短微指令字长的一种编译法.
如果在字段直接编译法中,还规定一个字段的某些微命令,要兼由另一字段中的某些微命令来解释,称为字段间接编译法.
本方法进一步减少了指令长度,但很可能会削弱微指令的并行控制能力,因此通常只作为直接编译法的一种辅助手段.
6.4.1 微指令的编译法(编码译码方法)(6)
字段A(3位)的微命令还受字段B控制,当字段B发出b1微命令时,字段A发出a1,1,a1,2,…,a1,7中的一个微命令;而当字段B发出b2微命令时,字段A发出a2,1,a2,2,…,a2,7中的一个微命令,仅当A为000时例外,此时什么控制命令都不产生.
6.4.1 微指令的编译法(编码译码方法)(7)
4.常数源字段E
在微指令中,一般设有一个常数源字段E就如指令中的直接操作数一样.E字段一般仅有几位,用来给某些部件发送常数,故有时称为发射字段.
该常数有时作为操作数送入ALU运算;有时作为计算器初值,用来控制微程序的循环次数等.
6.4.2 微程序流的控制 (1)
当前正在执行的微指令,称为现行微指令,现行微指令所在的控制存储器单元的地址称现行微地址,现行微指令执行完毕后,下一条要执行的微指令称为后继微指令,后继微指令所在的控存单元地址称为后继微地址.
所谓微程序流的控制是指当前微指令执行完毕后,怎样控制产生后继微指令的微地址.
与程序设计相似,在微程序设计中除了顺序执行微程序外还存在转移功能和微循环程和微子程序等,这将影响下址的形成.
下面介绍几种常见的产生后继微指令地址的方法.
6.4.2 微程序流的控制 (2)
(1)以增量方式产生后继微地址.
在顺序执行微指令时,后继微地址由现行微地址加上一个增量(通常为1)形成的;而在非顺序执行时则要产生一个转移微地址.
机器加电后执行的第一条微指令地址(微程序入口)来自专门的硬件电路,控制实现取令操作,然后由指令操作码产生后继微地址.接下去,若顺序执行微指令,则将现行微地址主微程序计数器( PC中)+1产生后继微地址;若遇到转移类微指令,则由 PC与形成转移微地址的逻辑电路组合成后继微地址.
6.4.2 微程序流的控制 (3)
6.4.2 微程序流的控制 (4)
(2)增量与下址字段结合产生后继微地址
将微指令的下址字段分成两部分:转移控制字段BCF和转移地址字段BAF,当微程序实现转移时,将BAF送 PC,否则顺序执行下一条微指令( PC+1).
执行微程序条件转移时,决定转移与否的硬件条件有好几种.例如,"运算结果为零","溢出","已完成指定的循环次数"等.
我们假设有八种转移情况,定义了八个微命令(BCF取3位),在图中设置计数器CT用来控制循环次数.如在执行乘(或除)法指令时,经常采用循环执行"加,移位"(或减,移位)的方法,指令开始执行时,在CT中置循环次数)每执行一次循环,计数器减1,当计数器为零时结束循环.又考虑到执行微子程序时,要保留返回微地址,因此图中设置了一个返回寄存器RR.
⑺ 在设计院做地铁设计,需要学习哪些专业基础知识包括混凝土设计原理还有其他什么吗
地铁设计包含很多专业,首先你要明确你想从事什么专业。我是做车站建筑设计的专。在掌握建筑设计的基础属上,还要对其他专业有一定的认识和了解。比如结构,给排水,通风,供电,动力照明,信号,通信,气体灭火,线路,轨道,综合监控,AFC等等。
⑻ 结构设计的基本原理和方法
结构设计的基本原理主要是钢筋混凝土结构中的力学性能及受弯构件、受压构件的强度计算、裂缝和变形的计算(包括容许应力法和极限状态法)、预应力混凝土结构构件的计算,混凝土与石结构、少筋混凝土结构的有关计算。
结构化设计方法给出一组帮助设计人员在模块层次上区分设计质量的原理与技术。它把系统作为一系列数据流的转换,输入数据被转换为期望的输出值,通过模块化来完成自顶而下实现的文档化,并作为一种评价标准在软件设计中起指导性作用,通常与结构化分析方法衔接起来使用,以数据流图为基础得到软件的模块结构。
结构化设计所使用的工具有结构图和伪代码。结构图是一种通过使用矩形框和连接线来表示系统中的不同模块以及其活动和子活动的工具。SD方法尤其适用于变换型结构和事务型结构的目标系统。结构化设计是数据模型和过程模型的结合。在设计过程中,它从整个程序的结构出发,利用模块结构图表述程序模块之间的关系。结构化设计的步骤如下:①评审和细化数据流图;②确定数据流图的类型;③把数据流图映射到软件模块结构,设计出模块结构的上层;④基于数据流图逐步分解高层模块,设计中下层模块;⑤对模块结构进行优化,得到更为合理的软件结构;⑥描述模块接口。
⑼ 计算机基本工作原理采用以什么为基础的设计思想
计算机工作原理
网络名片
计算机工作原理
计算机的基本原理是存贮程序和程序控制。预先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列(称为程序)和原始数据通过输入设备输送到计算机内存贮器中。每一条指令中明确规定了计算机从哪个地址取数,进行什么操作,然后送到什么地址去等步骤。
目录
计算机的基本原理
计算机的系统架构
计算机指令
计算机硬件
微型计算机的主要技术指标
计算机的演变
计算机的软件系统展开
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计算机的基本原理
计算机在运行时,先从内存中取出第一条指令,通过控制器的译码,按指令的要求,从存贮器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工,然后再按地址把结果送到内存中去。接下来,再取出第二条指令,在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去,直至遇到停止指令。
程序与数据一样存贮,按程序编排的顺序,一步一步地取出指令,自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理。这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯.诺依曼于1945年提出来的,故称为冯.诺依曼原理。
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计算机的系统架构
计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。美藉匈牙利科学家冯·诺依曼(John von Neumann)奠定了现代计算机的基本结构,这一结构又称冯·诺依曼结构,其特点是:
1)使用单一的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作。
2)存储单元是定长的线性组织。
3)存储空间的单元是直接寻址的。
4)使用低级机器语言,指令通过操作码来完成简单的操作。
5)对计算进行集中的顺序控制。
6)计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成并规定了它们的基本功能。
7)采用二进制形式表示数据和指令。
8)在执行程序和处理数据时必须将程序和数据从外存储器装入主存储器中,然后才能使计算机在工作时能够自动调整地从存储器中取出指令并加以执行。
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计算机指令
计算机根据人们预定的安排,自动地进行数据的快速计算和加工处理。人们预定的安排是通过一连串指令(操作者的命令)来表达的,这个指令序列就称为程序。一个指令规定计算机执行一个基本操作。一个程序规定计算机完成一个完整的任务。一种计算机所能识别的一组不同指令的集合,管为该种计算机的指令集合或指令系统。在微机的指令系统中,主要使用了单地址和二地址指令。其中,第1个字节是操作码,规定计算机要执行的基本操作,第2个字节是操作数。计算机指令包括以下类型:数据处理指令(加、减、乘、除等)、数据传送指令、程序控制指令、状态管理指令。整个内存被分成若干个存储单元,每个存储单元一般可存放8位二进制数(字节编址)。每个在位单元可以存放数据或程序代码。为了能有效地存取该单元内存储的内容,每个单元都给出了一个唯一的编号来标识,即地址。
按照冯·诺依曼存储程序的原理,计算机在执行程序时须先将要执行的相关程序和数据放入内存储器中,在执行程序时CPU根据当前程序指针寄存器的内容取出指令并执行指令,然后再取出下一条指令并执行,如此循环下去直到程序结束指令时才停止执行。其工作过程就是不断地取指令和执行指令的过程,最后将计算的结果放入指令指定的存储器地址中。计算机工作过程中所要涉及的计算机硬件部件有内存储器、指令寄存器、指令译码器、计算器、控制器、运算器和输入/输出设备等,在后续的内容中将会着重介绍。
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计算机硬件
计算机硬件简介
硬件通常是指构成计算机的设备实体。一台计算机的硬件系统应由五个基本部分组成:运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。现代计算机还包括中央处理器和总线设备。这五大部分通过系统总线完成指令所传达的操作,当计算机在接受指令后,由控制器指挥,将数据从输入设备传送到存储器存放,再由控制器将需要参加运算的数据传送到运算器,由运算器进行处理,处理后的结果由输出设备输出。
中央处理器
CPU(central processing unit)意为中央处理单元,又称中央处理器。CPU由控制器、运算器和寄存器组成,通常集中在一块芯片上,是计算机系统的核心设备。计算机以CPU为中心,输入和输出设备与存储器之间的数据传输和处理都通过CPU来控制执行。微型计算机的中央处理器又称为微处理器。
控制器
控制器是对输入的指令进行分析,并统一控制计算机的各个部件完成一定任务的部件。它一般由指令寄存器、状态寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。计算机的工作方式是执行程序,程序就是为完成某一任务所编制的特定指令序列,各种指令操作按一定的时间关系有序安排,控制器产生各种最基本的不可再分的微操作的命令信号,即微命令,以指挥整个计算机有条不紊地工作。当计算机执行程序时,控制器首先从指令指针寄存器中取得指令的地址,并将下一条指令的地址存入指令寄存器中,然后从存储器中取出指令,由指令译码器对指令进行译码后产生控制信号,用以驱动相应的硬件完成指纹操作。简言之,控制器就是协调指挥计算机各部件工作的元件,它的基本任务就是根据种类指纹的需要综合有关的逻辑条件与时间条件产生相应的微命令。
运算器
运算器又称积极态度逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit)。运算器的主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。算术运算是指各种数值运算,比如:加、减、乘、除等。逻辑运算是进行逻辑判断的非数值运算,比如:与、或、非、比较、移位等。计算机所完成的全部运算都是在运算器中进行的,根据指令规定的寻址方式,运算器从存储或寄存器中取得操作数,进行计算后,送回到指令所指定的寄存器中。运算器的核心部件是加法器和若干个寄存器,加法器用于运算,寄存器用于存储参加运算的各种数据以及运算后的结果。
存储器
存储器分为内存储器(简称内存或主存)、外存储器(简称外存或辅存)。外存储器一般也可作为输入/输出设备。计算机把要执行的程序和数据存入内存中,内存一般由半导体器构成。半导体存储器可分为三大类:随机存储器、只读存储器、特殊存储器。 RAM RAM是随机存取存储器(Random Access Memory),其特点是可以读写,存取任一单元所需的时间相同,通电是存储器内的内容可以保持,断电后,存储的内容立即消失。RAM可分为动态(Dynamic RAM)和静态(Static RAM)两大类。所谓动态随机存储器DRAM是用MOS电路和电容来作存储元件的。由于电容会放电,所以需要定时充电以维持存储内容的正确,例如互隔2ms刷新一次,因此称这为动态存储器。所谓静态随机存储器SRAM是用双极型电路或MOS电路的触发器来作存储元件的,它没有电容放电造成的刷新问题。只要有电源正常供电,触发器就能稳定地存储数据。DRAM的特点是集成密度高,主要用于大容量存储器。SRAM的特点是存取速度快,主要用于调整缓冲存储器。 ROM ROM是只读存储器(Read Only Memory),它只能读出原有的内容,不能由用户再写入新内容。原来存储的内容是由厂家一次性写放的,并永久保存下来。ROM可分为可编程(Programmable)ROM、可擦除可编程(Erasable Programmable)ROM、电擦除可编程(Electrically Erasable Programmable)ROM。如,EPROM存储的内容可以通过紫外光照射来擦除,这使它的内可以反复更改。 特殊固态存储器 包括电荷耦合存储器、磁泡存储器、电子束存储器等,它们多用于特殊领域内的信息存储。 此外,描述内、外存储容量的常用单位有: ①位/比特(bit):这是内存中最小的单位,二进制数序列中的一个0或一个1就是一比比特,在电脑中,一个比特对应着一个晶体管。 ②字节(B、Byte):是计算机中最常用、最基本的存在单位。一个字节等于8个比特,即1 Byte=8bit。 ③千字节(KB、Kilo Byte):电脑的内存容量都很大,一般都是以千字节作单位来表示。1KB=1024Byte。 ④兆字节(MB Mega Byte):90年代流行微机的硬盘和内存等一般都是以兆字节(MB)为单位。1 MB=1024KB。 ⑤吉字节(GB、Giga Byte):目前市场流行的微机的硬盘已经达到430GB、640GB、810GB、1TB等规格。1GB=1024MB。 ⑥太字节(TB、Tera byte):1TB=1024GB。最新有了PB这个概念,1PB=1024TB。
输入和输出设备
输入设备是用来接受用户输入的原始数据和程序,并将它们变为计算机能识别的二进制存入到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。 输出设备用于将存入在内存中的由计算机处理的结果转变为人们能接受的形式输出。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。
总线
总线是一组为系统部件之间数据传送的公用信号线。具有汇集与分配数据信号、选择发送信号的部件与接收信号的部件、总线控制权的建立与转移等功能。典型的微机计算机系统的结构通常多采用单总线结构,一般按信号类型将总线分为三组,其中AB(Address Bus)为地址总线;DB(Data Bus)为数据总线;CB(Control Bus)控制总线。
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微型计算机的主要技术指标
CPU类型
CPU类型是指微机系统所采用的CPU芯片型号,它决定了微机系统的档次。
字长
字长是指CPU一次最多可同时传送和处理的二进制位数,字长直接影响到计算机的功能、用途和应用范围。如Pentium是64位字长的微处理器,即数据位数是64位,而它的寻址位数是32位。
时钟频率和机器周期
时钟频率又称主频,它是指CPU内部晶振的频率,常用单位为兆(MHz),它反映了CPU的基本工作节拍。一个机器周期由若干个时钟周期组成,在机器语言中,使用执行一条指令所需要的机器周期数来说明指令执行的速度。一般使用CPU类型和时钟频率来说明计算机的档次。如Pentium III 500等。
运算速度
是指计算机每秒能执行的指令数。单位有MIPS(每秒百万条指令)、MFLOPS(秒百万条浮点指令)
存取速度
是指存储器完成一次读取或写存操作所需的时间,称为存储器的存取时间或访问时间。而边连续两次或写所需要的最短时间,称为存储周期。对于半导体存储器来说,存取周期大约为几十到几百毫秒之间。它的快慢会影响到计算机的速度。
内、外存储器容量
是指内存存储容量,即内容储存器能够存储信息的字节数。外储器是可将程序和数据永久保存的存储介质,可以说其容量是无限的。如硬盘、软盘已是微机系统中不可缺少的外部设备。迄今为止,所有的计算机系统都是基于冯·诺依曼存储程序的原理。内、外存容量越大,所能运行的软件功能就越丰富。CPU的高速度和外存储器的低速度是微机系统工作过程中的主要瓶颈现象,不过由于硬盘的存取速度不断提高,目前这种现象已有所改善。
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计算机的演变
早期的计算机
我们先从最早的计算机讲起,人们在最初设计计算机时采用这样一个模型:
人们通过输入设备把需要处理的信息输入计算机,计算机通过中央处理器把信息加工后,再通过输出设备把处理后的结果告诉人们。
其实这个模型很简单,举个简单的例子,你要处理的信息是1+1,你把这个信息输入到计算机中后,计算机的内部进行处理,再把处理后的结果告诉你。
早期计算机的输入设备十分落后,根本没有现在的键盘和鼠标,那时候计算机还是一个大家伙,最早的计算机有两层楼那么高。人们只能通过扳动计算机庞大的面板上无数的开头来向计算机输入信息,而计算机把这些信息处理之后,输出设备也相当简陋,就是计算机面板上无数的信号灯。所以那时的计算机根本无法处理像现在这样各种各样的信息,它实际上只能进行数字运算。
当时人们使用计算机也真是够累的。但在当时,就算是这种计算机也是极为先进的了,因为它把人们从繁重的手工计算中解脱出来,而且极大地提高了计算速度。
具有内部存储器的计算机
随着人们对计算机的使用,人们发现上述模型的计算机能力有限,在处理大量数据时就越发显得力不从心。为些人们对计算机模型进行了改进,提出了这种模型:
就是在中央处理器旁边加了一个内部存储器。这个模型的好处在于。先打个比方说,如果老师让你心算一道简单题,你肯定毫不费劲就算出来了,可是如果老师让你算20个三位数相乘,你心算起来肯定很费力,但如果给你一张草稿纸的话,你也能很快算出来。
可能你会问这和计算机有什么关系?其实计算机也是一样,一个没有内部存储器的计算机如果让它进行一个很复杂的计算,它可能根本就没有办法算出来,因为它的存储能力有限,无法记住很多的中间的结果,但如果给它一些内部存储器当“草稿纸”的话,计算机就可以把一些中间结果临时存储到内部存储器上,然后在需要的时候再把它取出来,进行下一步的运算,如此往复,计算机就可以完成很多很复杂的计算。
纸带机
随着时代的发展,人们越来越感到计算机输入和输出方式的落后,改进这两方面势在必行。在输入方面,为了不再每次扳动成百上千的开头,人们发明了纸带机。纸带机的工作原理是这样的,纸带的每一行都标明了26个字母、10个数字和一些运算符号,如果这行的字母A上面打了一个孔,说明这里要输入的是字母A,同理,下面的行由此类推。这样一个长长的纸带就可以代表很多的信息,人们把这个纸带放入纸带机,纸带机还要把纸带上的信息翻译给计算机,因为计算机是看不懂这个纸带的。
这样虽然比较麻烦,但这个进步确实在很大程度上促进了计算机的发展。在发明纸带的同时,人们也对输出系统进行了改进,用打印机代替了计算机面板上无数的信号灯。打印机的作用正好和纸带机相反,它负责把计算机输出的信息翻译成人能看懂的语言,打印在纸上,这样人们就能很方便地看到输出的信息,再也不用看那成百上千的信号灯了。
具有键盘和显示器的计算机
不过人们没有满足,他们继续对输入和输出系统进行改进。后来人们发明了键盘和显示器。这两项发明使得当时的计算机和我们现在使用的计算机有些类似了,而且在些之前经过长时间的改进,计算机的体积也大大地缩小了。键盘和显示器的好处在于人们可以直接向计算机输入信息,而计算机也可以及时把处理结果显示在屏幕上。
具有外部存储器的计算机
可是随着人们的使用,逐渐又发现了不如意之处。因为人们要向计算机输入的信息越来越多,往往要输入很长时间后,才让计算机开始处理,而在输入过程中,如果停电,那前面输入的内容就白费了,等来电后,还要全部重新输入。就算不停电,如果人们上次输入了一部分信息,计算机处理理了,也输出了结果;人们下一次再需要计算机处理这部分信息的时候,还要重新输入。对这种重复劳动的厌倦导致了计算机新的模型的产生。
这回的模型是这样的:
这回增加了一个外部存储器。外部存储器的“外部”是相对于内部存储器来说的,在中央处理器处理信息时,它并不直接和外部存储器打交道,处理过程中的信息都临时存放在内部存储器中,在信息处理结束后,处理的结果也存放在内部存储器中。可是如果这时突然停电,那些结果还会丢失的。内部存储器(或简称内存)中的信息是靠电力来维持的,一旦电力消失,内存中的数据就会全部消失。也正因为如此,人们才在计算机模型中加入了外部存储器,把内存中的处理结果再存储到外部存储器中,这样停电后数据也不会丢失了。
外部存储器与内存的区别在于:它们的存储机制是不一样的,外部存储器是把数据存储到磁性介质上,所以不依赖于是否有电。这个磁性介质就好比家里的歌曲磁带,磁带上的歌曲不管有没有电都是存在的。当时人们也是考虑到了磁带这种好处,所以在计算机的外部存储器中也采用了类似磁带的装置,比较常用的一种叫磁盘。
磁盘本来是圆的,不过装在一个方的盒子里,这样做的目的是为了防止磁盘表面划伤,导致数据丢失。
有了磁盘之后,人们使用计算机就方便多了,不但可以把数据处理结果存放在磁盘中,还可以把很多输入到计算机中的数据存储到磁盘中,这样这些数据可以反复使用,避免了重复劳动。
具有文件系统的计算机
可是不久之后,人们又发现了另一个问题,人们要存储到磁盘上的内容越来越多,众多的信息存储在一起,很不方便。这样就导致了文件的产生。
这和我们日常生活中的文件有些相似。我们日常生活中的文件是由一些相关信息组成,计算机的文件也是一样。人们把信息分类整理成文件存储到磁盘上,这样,磁盘上就有了文件1、文件2……。
具有操作系统的计算机
可是在使用过程中,人们又渐渐发现,由人工来管理越来越多的文件是一件很痛苦的事情。为了解决这个问题,人们就开发了一种软件叫操作系统。
其实操作系统就是替我们管理计算机的一种软件,在操作系统出现之前,只有专业人士才懂得怎样使用计算机,而在操作系统出现之后,不管你是否是计算机专业毕业,只要经过简单的培训,你都能很容易地掌握计算机。
有了操作系统之后,我们就不直接和计算机的硬件打交道,不直接对这些硬件发号施令,我们把要的事情告诉操作系统,操作系统再把要作的事情安排给计算机去作,等计算机做完之后,操作系统再把结果告诉我们,这样就省事多了。
在操作系统出现之前,人们通过键盘给计算机下达的命令都是特别专业的术语,而有了操作系统之后,人们和计算机之间的对话就可以使用一些很容易懂的语言,而不用去死记硬背那些专业术语了。
操作系统不但能在计算机和人之间传递信息,而且字还负责管理计算机的内部设备和外部设备。它替人们管理日益增多的文件,使人们能很方便地找到和使用这些文件;它替人们管理磁盘,随时报告磁盘的使用情况;它替计算机管理内存,使计算机能更高效而安全地工作;它还负责管理各种外部设备,如打印机等,有了它的管理,这些外设就能有效地为用户服务了。
也正因为操作系统这么重要,所以人们也在不断地改进它,使它的使用更加方面,功能更加强大。对于咱们现在使用的微机来说,操作系统主要经历了DOS、Windows 3.X、Windows95和Windows98这几个发展阶段。
在DOS阶段,人们和计算机打交道,还是主要靠输入命令,“你输入什么命令,计算机就做什么,如果你不输入,计算机就什么也不做”。在这一阶段,人们还是需要记住很多命令和它们的用法,如果忘记了或不知道,那就没有办法了。所以说,这时的计算机还是不太好用,操作系统也处于发展的初级阶段。Windows的出现在很大程度上弥补了这个不足,人们在使用Windows时,不必记住什么命令,只需要用鼠标指指点点就能完成很多工作。而当操作系统发展到Windows95之后,使用计算机就变得更加简单。
总结
现在我们来简单总结一下上面我们讲的一些内容。经过人们几十年的努力,计算机的组成结构已经基本定型,现在我们日常使用的微机在硬件方面可以用下图表示:这里CPU就是我们以前谈到的中央处理器的英文缩写,它和其它辅助电路构成了计算机的核心。我们通过键盘和其它输入设备输入的信息经过它的处理之后显示在显示器上。在信息处理过程中,CPU要和内存频繁地交换信息,在工作结束之后,还要把内存中的数据保存在磁盘上。
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计算机的软件系统
计算机应用软件
上面说的是硬件的工作原理,那么在软件上,我们又是如何使用计算机的呢?
在前面我们讲过,我们可以通过操作系统给计算机布置工作,操作系统也可以把计算机的工作结果告诉我们。可是操作系统的功能也不是无限的,实际上计算机的很多功能是靠多种应用软件来实现的。操作系统一般只负责管理好计算机,使它能正常工作。而众多的应用软件才充分发挥了计算机的作用。但这些应用软件都是建立在操作系统上的,一般情况下,某一种软件都是为特定的操作系统而设计的,因为这些软件不能直接和计算机交换信息,需要通过操作系统来传递信息。
计算机硬件和软件的结合
这就是所谓的“硬”、“软”结合。硬件就是我们能看见的这些东西:主机、显示器、键盘、鼠标等,而软件是我们看不见的,存在于计算机内部的。打个比方,硬件就好比人类躯体,而软件就好比人类的思想,没有躯体,思想是无法存在的,但没有思想的躯体也只是一个植物人。一个正常人要完成一项工作,都是躯体在思想的支配下完成的。电脑和这相类似,没有主机等硬件,软件是无法存在的;而一个没有软件的计算机也只是一堆废铁。
操作系统对文件的管理
还有一个重要的概念没有讲,就是操作系统是如何管理文件的呢?其实也很简单,文件都有自己的名字,叫文件名,用来区分不同的文件的。计算机中的文件有很多,成千上万,光用名字来区分也不利于查找,所以计算机中又有了文件夹的概念,把不同类型的文件存储在不同的文件夹中,查找起来就快多了,也不会太乱。文件多了,可以分别存储在不同的文件夹中,而当文件夹多了之后,再把一些相关的文件夹存储在更在的文件夹中,这样管理文件是比较科学的。
⑽ 结构设计原理
上部结构设计主要内容及步骤:1.根据建筑设计来确定结构体系、确定结构主要材料专;属2.结构平面布置;3.初步选用材料类型、强度等级等,根据经验初步确定构件的截面尺寸;4.结构荷载计算及各种荷载作用下结构的内力分析;5.荷载效应组合;6.构件的截面设计。此外还包括某些必要构造措施。需要依据结构专业相关规范、图集等。
上部结构设计:
主要分为框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构、砌体结构。
基础设计:
1、根据工程地质勘察报告、上部结构类型及上部结构传来的荷载效应和当地的施工技术水平及材料供应情况确定基础的形式,材料强度等级,一般有浅基础(如:独立基础、条形基础等)和深基础(如:桩基)。
2、基础底面积的确定及地基承载力验算。
3、基础内力计算及配筋计算。
4、考虑必要的构造措施。
结构施工图上是结构工程师的语言,是直接面对施工现场及相关工程技术人员的,应该按照一定的规范绘制