Лекция 1.4.2

Лекция 1.4.2

МОДУЛЬ 1 «Физические основы механики»

Неделя 1-2

Лекция 1. Введение.

Вводная. Предмет физики. Физический объект, физическое явление, физический закон. Физика и современное естествознание. Системы отсчёта. Кинематика материальной точки. Угловые скорость и ускорение твёрдого тела. Классический закон сложения скоростей и ускорений при поступательном движении подвижной системы отсчета.

Очное обучение: ОЛ-2: Введение. §1.1 – 1 .5; ОЛ-5: Введение. §1.1 – 1.3; ДЛ-12: §1 – 4, 7 – 9, ДЛ-14: §1 – 4

Дистанционное обучение: ОЛ-2: Введение. §1.1 – 1.5; ОЛ-5: Введение, §1.1 – 1.3; ДЛ-12: §1 – 4, 7 – 9; ДЛ-14: §1 – 4, МП-7: гл.1

Лекция 2 . Закон сохранения импульса.

Силы. Инерциальная система отсчета. Динамика материальной точки. Механическая система и ее центр масс. Уравнение изменения импульса механической системы. Закон сохранения импульса.

Очное обучение: ОЛ-2: §2.1 – 2.6, 2.8 – 2.11, 3.1 – 3.10; ОЛ-5: § 2.1 – 2.5, 3.1 – 3.4; ДЛ-12: § 18, 19, 21, 23; ДЛ-14: § 9 – 13, 18, 19

Дистанционное обучение: ОЛ-2: §2.1 – 2.6, 2.8 – 2.11, 3.1 – 3.10; ОЛ-5: §2.1 – 2.5, 3.1 – 3.4; ДЛ-12: §18, 19, 21, 23; ДЛ-14: §9 – 13, 18, 19; МП-7: гл.2.

Семинар 1. Кинематика.

Очное обучение: Ауд.: ОЛ-8: 1.15, 1.25, 1.41, 1.45, 1.52 или ОЛ-9: 1.15, 1.26, 1.41, 1.45, 1.52

Дома: ОЛ-8: 1.20, 1.47 или ОЛ-9: 1.20, 1.46; + ОЛ-10: 1.26, 1.54

Дистанционное обучение: ОЛ-8: 1.15, 1.20, 1.25, 1.41, 1.45, 1.47, 1.52 или ОЛ-9: 1.15, 1.20, 1.26, 1.41, 1.45, 1.46, 1.52; + ОЛ-10: 1.26, 1.54, МП-5 гл.1

Занятие 1 . Входное тестирование, вводная беседа и начало выполнения лабораторной работы №1 (М-1).

Очное и дистанционное обучение: ОЛ-2, ОЛ-5

Лекция 3. Закон сохранения момента импульса.

Момент силы. Моменты импульса материальной точки и механической системы. Уравнение моментов механической системы. Закон сохранения момента импульса механической системы.

Очное обучение: ОЛ-2: § 3.12, 5.1 – 5.4; ОЛ-5: §5.1 – 5.4; ДЛ-12: § 21, 24, 31, 32; ДЛ-14: § 30, 32, 33 – 36

Дистанционное обучение: ОЛ-2: §3.12, 5.1 – 5.4; ОЛ-5: §5.1 – 5.4; ДЛ-12: §21, 24, 31, 32; ДЛ-14: §30, 32, 33 – 36; МП-7: гл. 2.

Лекция 4 . Закон сохранения энергии в механике.

Работа и кинетическая энергия. Консервативные силы. Работа в потенциальном поле. Потенциальные энергии тяготения и упругих деформаций. Связь между потенциальной энергией и силой. Закон сохранения энергии.

Очное обучение: ОЛ-2: §3.2 – 3.8, 5.6 – 5.8; ОЛ-5: §4.1 – 4.6; ДЛ-12: §25, 33; ДЛ-14: §22–29

Дистанционное обучение: ОЛ-2: §3.2 – 3.8, 5.6 – 5.8; ОЛ-5: §4.1 – 4.6; ДЛ-12: §25, 33; ДЛ-14: §22 – 29; МП-7: гл. 3

Семинар 2. Закон сохранения импульса.

Очное обучение: Ауд.: ОЛ-8: 1.88, 1.108, 1.125, 1.144 или ОЛ-9: 1.85, 1.103, 1.120, 1.138

Дома: ОЛ-8: 1.87, 1.117 или ОЛ-9: 1.84, 1.112; + ОЛ-10: 2.34, 2.39

Дистанционное обучение: ОЛ-8: 1.87, 1.88, 1.108, 1.117, 1.125, 1.144 или ОЛ-9: 1.84, 1.85, 1.103, 1.112, 1.120, 1.138; + ОЛ-10: 2.34, 2.39, МП-5 гл.2

Очное и дистанционное обучение: ОЛ-2, ОЛ-5

Лекция 5 – 6. Колебания.

Гармонические колебания. Векторная диаграмма. Сложение гармонических колебаний одного направления равных и близких частот. Сложение взаимно перпендикулярных гармонических колебаний равных и кратных частот. Свободные незатухающие колебания. Энергия и импульс гармонического осциллятора. Фазовая траектория. Физический маятник. Квазиупругая сила. Свободные затухающие колебания. Декремент и логарифмический декремент колебаний. Вынужденные колебания. Установившиеся вынужденные колебания. Механический резонанс

Очное обучение: ОЛ-2: §8.1, 8.4 – 8.9, 8.11; ОЛ-5: §6.1 – 6.4; ДЛ-12: §50 – 54; ДЛ-14: §39 – 41, 81, 82, 85

Дистанционное обучение: ОЛ-2: §8.1, 8.4 – 8.9, 8.11; ОЛ-5: §6.1 – 6.4; ДЛ-12: §50 – 54; ДЛ-14: §39 – 41,81,82,85; МП-7: гл. 4.

Семинар 3 . Закон сохранения момента импульса.

Очное обучение: Ауд.: ОЛ-8: 1.228, 1.292, 1.310(а), 1.324 (а) или ОЛ-9: 1.207, 1.266, 1.282(а), 1.292(а)

Дома: ОЛ-8: 1.229, 1.287 (а) или ОЛ-9:1.208, 1.263 (а); + ОЛ-10: 3.25, 3.29.

Дистанционное обучение: ОЛ-8: 1.228, 1.229, 1.287(а), 1.292, 1.310(а), 1.324 (а) или ОЛ-9: 1.207, 1.208, 1.263(а), 1.266, 1.282(а), 1.292(а); + ОЛ-10: 3.25, 3.29, МП-5 гл.3

Очное и дистанционное обучение: ОЛ-2, ОЛ-5

Лекция 7. Механические волны.

Виды механических волн. Упругие волны в стержнях. Волновое уравнение. Плоская гармоническая волна, длина волны, фазовая скорость. Сферические волны. Объёмная плотность энергии волны. Вектор Умова-вектор плотности потока энергии. Когерентные волны. Интерференция волн. Стоячая волна.

Очное обучение: ОЛ-4: §1.1 – 1.7; ОЛ-6: §1.1 – 1.5; ДЛ-14: §81, 82, 85, МП-7; МП-8

Читайте также:
Лекция 6.1.2

Дистанционное обучение: ОЛ-4: §1.1 – 1.7; ОЛ-6: §1.1 – 1.5; ДЛ-14: §81, 82, 85; МП-8; МП-7: гл. 5.

Лекция 8 . Элементы релятивистской механики.

Преобразования Галилея. Инвариантность уравнений механики относительно преобразований Галилея. Специальная теория относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Кинематические следствия из преобразований Лоренца. Релятивистский закон сложения скоростей. Интервал событий. Элементы релятивистской динамики. Взаимосвязь массы и энергии. Связь между импульсом и энергией релятивистской частицы. Основное уравнение релятивистской динамики.

Очное обучение: ОЛ-2: § 6.1 – 6.8; ОЛ-5: §7.1 – 7.5, 8.1 – 8.4; ДЛ-12: §10 – 17, 20

Дистанционное обучение: ОЛ-2: §6.1 – 6.8; ОЛ-5: §7.1 – 7.5, 8.1 – 8.4; ДЛ-12: §10 – 17, 20; МП-7: гл. 6.

Семинар 4 . Закон сохранения энергии в механике.

Очное обучение: Ауд.: ОЛ-8: 1.158, 1.180, 1.194, 1.211, 1.310(б) или ОЛ-9: 1.148, 1.164, 1.176, 1.191, 1.282(б), 1.292(б)

Дома: ОЛ-8: 1.149, 1.169 или ОЛ-9: 1.142, 1.157; + ОЛ-10: 2.76, 2.87

Дистанционное обучение: ОЛ-8: 1.149, 1.158, 1.169, 1.180, 1.194, 1.211, 1.310(б) или ОЛ-9: 1.142, 1.148, 1.157, 1.164, 1.176, 1.191, 1.282(б), 1.292(б); + ОЛ-10: 2.76, 2.87, МП-5 гл.4

Очное и дистанционное обучение: ОЛ-1, ОЛ-2, ОЛ-4, ОЛ-6

Лекция 9. Элементы релятивистской механики.

Преобразования Галилея. Инвариантность уравнений механики относительно преобразований Галилея. Специальная теория относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Кинематические следствия из преобразований Лоренца. Релятивистский закон сложения скоростей. Интервал событий. Элементы релятивистской динамики. Взаимосвязь массы и энергии. Связь между импульсом и энергией релятивистской частицы. Основное уравнение релятивистской динамики.

Очное обучение: ОЛ-2: §6.1 – 6.8; ОЛ-5: §7.1 – 7.5, 8.1 – 8.4; ДЛ-12: §10 – 17, 20

Дистанционное обучение: ОЛ-2: §6.1 – 6.8; ОЛ-5: §7.1 – 7.5, 8.1 – 8.4; ДЛ-12: §10 – 17, 20; МП-7: гл. 6.

Статистический и термодинамический методы описания макроскопических тел. Термодинамическая система. Термодинамические состояния, обратимые и необратимые термодинамические процессы. Внутренняя энергия и температура термодинамической системы. Теплота и работа. Адиабатически изолированная система. Первое начало термодинамики.

Очное обучение: ОЛ-1: Введение. §1.1 – 1.5; ОЛ-3: §1.1 – 1.7; ДЛ-13: §1, 14, 16; ДЛ-15: §13, 41, 29

Дистанционное обучение: ОЛ-1: Введение, §1.1 – 1.5; ОЛ-3: §1.1 – 1.7; ОЛ-7: §1.1 – 1.2; ДЛ-13: §1, 14, 16; ДЛ-15: §13, 41, 29; МП-6.

Семинар 5 . Колебания и волны.

Очное обучение: Ауд.: ОЛ-8: 3.27, 3.64, 3.85, 3.186 или ОЛ-9: 4.25, 4.57, 4.79, 4.177

Дома: ОЛ-8: 3.12, 3.180 или ОЛ-9: 4.12, 4.176; + ОЛ-10: 6.45, 7.4

Дистанционное обучение: ОЛ-8: 3.12, 3.27, 3.64, 3.85, 3.180, 3.186 или ОЛ-9: 4.12, 4.25, 4.57, 4.79, 4.176, 4.177; + ОЛ-10: 6.45, 7.4, МП-5 гл.5, 6

МОДУЛЬ 2 «Молекулярная физика и термодинамика»

Лекция 11.

Уравнения состояния термодинамических систем. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Идеально-газовый термометр. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Равномерное распределение энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа. Эффективный диаметр и средняя длина свободного пробега молекул газа. Экспериментальные подтверждения молекулярно-кинетической теории.

Очное обучение: ОЛ-1: §2.1 – 2.3; ОЛ-3: §1.8, 2.2 – 2.5, 7.2; ОЛ-3: §1.8, 2.2 – 2.5, 7.2; ДЛ-13: §8, 10, 11; ДЛ-15: §7, 8, 14, 86, 87

Дистанционное обучение: ОЛ-1: §2.1 – 2.3; ОЛ-3: §1.8, 2.2 – 2.5, 7.2; ОЛ-7: §1.5, 1.6, 2.3; ДЛ-13: §8, 10, 11; ДЛ-15: §7, 8, 14, 86, 87; МП-6

Теплоемкость идеального газа при изопроцессах. Адиабатический процесс, уравнение Пуассона. Политропический процесс. Теплоемкость и работа в политропических процессах. Газ Ван-дер-Ваальса. Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса.

Очное обучение: ОЛ-1: §2.4 – 2.7; ОЛ-3: §1.9 – 1.13; ОЛ-7: §1.3, 1.4, 1.7; ДЛ-13: §10, 17, 18, 32; ДЛ-15: §18, 21, 98, 103

Дистанционное обучение: ОЛ-1: §2.4 – 2.7; ОЛ-3: §1.9 – 1.13; ОЛ-7: §1.3, 1.4, 1.7; ДЛ-13: §10, 17, 18, 32; ДЛ-15: §18, 21, 98, 103; МП-6

Семинар 6. Теория относительности.

Очное обучение: Ауд.: ОЛ-8: 1.398, 1.415, 1.428, 1.443 или ОЛ-9: 1.365, 1.382, 1.395, 1.409

Дома: ОЛ-8: 1.396, 1.417 или ОЛ-9: 1.363, 1.384; + ОЛ-10 № 5.9, 5.30

Дистанционное обучение: ОЛ-8: 1.396, 1.398, 1.415, 1.417, 1.428, 1.443 или ОЛ-9: 1.363, 1.365, 1.382, 1.384, 1.395, 1.409; ОЛ-10 № 5.9, 5.30, МП-5 гл.7

Очное и дистанционное обучение: ОЛ-1, ОЛ-3, ОЛ-7

Лекция 13.

Тепловые и холодильные машины. Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Теорема Карно. Термодинамическая шкала температур. Неравенство Клаузиуса. Термодинамическая энтропия. Закон возрастания энтропии. Третье начало термодинамики.

Очное обучение: ОЛ-1: § 3.1, 3.2, 3.4 – 3.10; ОЛ-3: § 2.11, 3.1 – 3.5; ОЛ-7: § 3.1 – 3.5; ДЛ-13: §19–22; ДЛ-15: §27 – 31, 37, 40, 41

Читайте также:
Лекция 5.1

Дистанционное обучение: ОЛ-1: § 3.1, 3.2, 3.4 – 3.10; ОЛ-3: § 2.11, 3.1 – 3.5; ОЛ-7: § 3.1 – 3.5; ДЛ-13: §19–22; ДЛ-15: §27 – 31, 37, 40, 41; МП-6

Основное неравенство и основное уравнение термодинамики. Понятие о термодинамических потенциалах. Эффект Джоуля-Томпсона. Принцип Ле-Шателье-Брауна. Введение в термодинамику необратимых процессов.

Очное обучение: ОЛ-1: §4.1 – 4.5; ОЛ-3: §3.6; ОЛ-7: §3.5, 3.6; ДЛ-13: §23, 33, 57; ДЛ-15: §29, 45, 46

Дистанционное обучение: ОЛ-1: §4.1 – 4.5; ОЛ-3: §3.6; ОЛ-7: §3.5, 3.6; ДЛ-13: §23, 33, 57; ДЛ-15: §29, 45, 46

Семинар 7 . Термодинамика.

Очное обучение: Ауд.: ОЛ-8: 6.3, 6.30, 6.47, 6.154 или ОЛ-9: 2.3, 2.30, 2.47, 2.138

Дома: ОЛ-8: 6.32, 6.137 или ОЛ-9: 2.32, 2.122; + ОЛ-10: 11.6, 11.61

Дистанционное обучение: ОЛ-8: 6.3, 6.30, 6.32, 6.47, 6.137, 6.154 или ОЛ-9: 2.3, 2.30, 2.32, 2.47, 2.122, 2.138; + ОЛ-10: 11.6, 11.61, МП-6

Очное и дистанционное обучение: ОЛ-1, ОЛ-3, ОЛ-7

Лекция 15.

Статистическое описание равновесных состояний. Функция распределения. Барометрическая формула. Распределения Больцмана. Принцип детального равновесия. Распределение Максвелла. Экспериментальная проверка распределения Максвелла. Фазовое пространство. Распределение Максвелла-Больцмана. Равновесные флуктуации. Статистическое обоснование второго начала термодинамики. Формула Больцмана для статистической энтропии.

Очное обучение: ОЛ-1: §5.1 – 5.9; ОЛ-3: §1.14, 2.1, 2.6 – 2.8, 2.10; ОЛ-7: §2.1 – 2.4; ДЛ-13: §8 – 10; ДЛ-15: §72, 76, 77

Дистанционное обучение: ОЛ-1: §5.1 – 5.9; ОЛ-3: §1.14, 2.1, 2.6 – 2.8, 2.10; ОЛ-7: §2.1 – 2.4; ДЛ-13: §8 – 10; ДЛ-15: §72, 76, 77, МП-1

Термодинамические потоки. Явления переноса в газах: диффузия, теплопроводность и вязкость. Эффузия в разреженном газе. Физический вакуум. Броуновское движение. Производство энтропии в необратимых процессах.

Очное обучение: О Л-1: §91, 120 – 127; ОЛ-11: §97, 98, 100, 102, 104

Дистанционное обучение: ОЛ-1: §6.1 – 6.5; ОЛ-3: §7.1, 7.3 – 7.7; ОЛ-7: §6.2, 6.3; ДЛ-13: §50 – 52, 54; ДЛ-15: §86 – 89, 93, 95; МП-2

Семинар 8 . Равновесные статистические распределения.

Очное обучение: Ауд.: ОЛ-8: 6.84, 6.96, 6.124, 6.208 или ОЛ-9: 2.81, 2.95, 2.119, 2.252

Дома: ОЛ-8: 6.68, 6.192 или ОЛ-9: 2.68, 2.236; + ОЛ-10: 10.16, 10.60

Дистанционное обучение: ОЛ-8: 6.68, 6.84, 6.96, 6.124, 6.192, 6.208 или ОЛ-9: 2.68, 2.81, 2.95, 2.119, 2.236, 2.252; + ОЛ-10: 10.16, 10.60, МП-1

Лекция 17.

Основные представления о строении жидкостей. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Смачивание жидкостями поверхностей твердых тел. Капиллярные явления.

Очное обучение: ОЛ-1: §6.1 – 6.5; ОЛ-3: § 7.1, 7.3 – 7.7; ОЛ-7: §5.1 – 5.4; ДЛ-13: §34, 35, 41; ДЛ-15: §111, 112, 116, 120

Дистанционное обучение: ОЛ-1: §7.1 – 7.7; ОЛ-3: §5.1 – 5.5, 6.1-6.5; ОЛ-7: §5.1 – 5.4; ДЛ-13: §34, 35, 41; ДЛ-15: §111, 112, 116, 120

Лекция 18. Обзорная лекция.

Примечание: часть указанного в плане теоретического материала лектор по согласованию с методической комиссией кафедры дает студентам для самостоятельного изучения.

Операционные системы копия 1

  • Современные операционные системы, Э. Таненбаум, 2002, СПб, Питер, 1040 стр., (в djvu 10.1Мбайт) подробнее>>
  • Сетевые операционные системы Н. А. Олифер, В. Г. Олифер (в zip архиве 1.1Мбайт)
  • Сетевые операционные системы Н. А. Олифер, В. Г. Олифер, 2001, СПб, Питер, 544 стр., (в djvu 6.3Мбайт) подробнее>>

4.1 Взаимодействие между процессами

Ситуации, когда приходится процессам взаимодействовать:

Передача информации от одного процесса другому

Контроль над деятельностью процессов (например: когда они борются за один ресурс)

Согласование действий процессов (например: когда один процесс поставляет данные, а другой их выводит на печать. Если согласованности не будет, то второй процесс может начать печать раньше, чем поступят данные).

Два вторых случая относятся и к потокам. В первом случае у потоков нет проблем, т.к. они используют общее адресное пространство.

4 .1.1 Передача информации от одного процесса другому

Передача может осуществляться несколькими способами:

Каналы (трубы), это псевдофайл, в который один процесс пишет, а другой читает.

Сокеты – поддерживаемый ядром механизм, скрывающий особенности среды и позволяющий единообразно взаимодействовать процессам, как на одном компьютере, так и в сети.

Почтовые ящики (только в Windows), однонаправленные, возможность широковещательной рассылки.

Вызов удаленной процедуры, процесс А может вызвать процедуру в процессе В, и получить обратно данные.

Схема для канала

Схема для сокетов

4 .1.2 Состояние состязания

Состояние состязания – ситуация когда несколько процессов считывают или записывают данные (в память или файл) одновременно.

Рассмотрим пример, когда два процесса пытаются распечатать файл. Для этого им нужно поместить имя файла в спулер печати, в свободный сегмент.

Читайте также:
Введение в онлайн-курс изучения химии

in – переменная указывающая на следующий свободный сегмент

out – переменная указывающая на следующее имя файла для печати

Распишем события по пунктам.

Процесс А считывает переменную in (равную 7), и сохраняет ее в своей переменной next_free_slot.

Происходит прерывание по таймеру, и процессор переключается на процесс В.

Процесс В считывает переменную in (равную 7), и сохраняет ее в своей переменной next_free_slot.

Процесс В сохраняет имя файла в сегменте 7.

Процесс В увеличивает переменную next_free_slot на единицу (next_free_slot+1), и заменяет значение in на 8.

Управление переходит процессу А, и продолжает с того места на котором остановился.

Процесс А сохраняет имя файла в сегменте 7, затирая имя файла процесса В.

Процесс А увеличивает переменную next_free_slot на единицу (next_free_slot+1), и заменяет значение in на 8.

Как видно из этой ситуации, файл процесса В не будет напечатан.

4 .1.3 Критические области

Критическая область – часть программы, в которой есть обращение к совместно используемым данным.

Условия избегания состязания и эффективной работы процессов:

Два процесса не должны одновременно находиться в критических областях.

Процесс, находящийся вне критической области, не может блокировать другие процессы.

Невозможна ситуация, когда процесс вечно ждет (зависает) попадания в критическую область.

Взаимное исключение с использованием критических областей

4 .1.4 Взаимное исключение с активным ожиданием

Рассмотрим методы взаимного исключения

Запрещение прерываний

Заключается в запрещении всех прерываний при входе процесса в критическую область.

Недостаток этого метода в том, что если произойдет сбой процесса, то он не сможет снять запрет на прерывания.

Переменные блокировки

Вводится понятие переменной блокировки, т.е. если значение этой переменной равно, например 1, то ресурс занят другим процессом, и второй процесс переходит в режим ожидания (блокируется) до тех пор, пока переменная не примет значение 0.

метод блокирующих переменных

Проблема, как и с процессом печати, после того как первый процесс считает 0, второй может занять процессор и тоже считать 0. Заблокированный процесс находится в режиме активного ожидания, постоянно проверяя, не изменилась ли переменная блокировки.

Строгое чередование

В этой модели, процессы могут выполняться строго по очереди, используя переменную.

Заблокированный процесс постоянно находится в цикле, проверяя, не изменилась ли переменная.

Противоречит третьему условию, когда процесс, находящийся вне критической области, может блокировать другие процессы.

Существуют еще алгоритмы с активным ожиданием (алгоритм Петерсона, команда TSL), но у всех них есть общий недостаток – расходуется бесцельно время процессора на циклы проверки изменения переменной.

4 .1.5 Примитивы взаимодействия процессов

Вводится понятия двух примитивов.

sleep – системный запрос, в результате которого вызывающий процесс блокируется, пока его не запустит другой процесс.

wakeup – системный запрос, в результате которого блокированный процесс будет запущен.

Основное преимущество – это отсутствие активного ожидания..

Проблема заключается в следующем, если спулер пуст, то wakeup срабатывает в пустую.

Проблема переполненного буфера (проблема производителя и потребителя)

Рассмотрим два процесса, которые совместно используют буфер ограниченного размера, один процесс пишет в буфер, другой считывает данные.

Чтобы первый процесс не писал, когда буфер полный, а второй не считывал, когда он пуст, вводится переменная count для подсчета количества элементов в буфере.

Проблема переполненного буфера

В этой ситуации оба процесса могут попасть в состояние ожидания, если пропадет сигнал активации.

Алгоритм такой ситуации:

Процесс В, считал count=0 (заблокироваться он еще не успел)

Планировщик передал управление процессу А

Процесс А, выполнил все вплоть до wakeup, пытаясь разблокировать процесс В (но он не заблокирован, wakeup срабатывает впустую)

Планировщик передал управление процессу В

И он заблокировался, и больше сигнала на разблокировку не получит

Процесс А в конце концов заполнит буфер и заблокируется, но сигнала на разблокировку не получит.

4 .1.6 Семафоры

Семафоры – переменные для подсчета сигналов запуска, сохраненных на будущее.

Были предложены две операции down и up (аналоги sleep и wakeup).

Прежде чем заблокировать процесс, down проверяет семафор, если он равен нулю, то он блокирует процесс, если нет, то процесс снова становится активным, и уменьшает семафор на единицу.

up увеличит значение семафора на 1 или разблокирует процесс находящийся в ожидании..

down уменьшает значение семафора на 1 или блокирует процесс, если семафор =0.

down и up выполняются как элементарное действие, т.е. процесс не может быть блокирован во время выполнения этих операций. Значит, у операционной системы должен быть запрет на все прерывания, и перевод процесса в режим ожидания.

Читайте также:
Лекция 4.2

Решение проблемы переполненного буфера с помощью семафора

Применим три семафора:

full – подсчет заполненных сегментов (в начале = 0)

empty – подсчет пустых сегментов (в начале = количеству сегментов)

mutex – для исключения одновременного доступа к буферу двух процессов. (в начале = 1)

Мьютекс упрощенная версия семафора, он управляет доступом к ресурсу. Показывает, блокирован или нет ресурс.

Решение проблемы переполненного буфера с помощью семафора

Применение семафоров для устройств ввода/ вывода

Для устройств ввода/вывода семафор выставляется равный нулю. После запуска управляющего процесса выполняется down, и т.к. семафор равен нулю, процесс блокируется. Когда нужно активизировать процесс управления, выполняется up.

Общие сведения о сетевых технологиях

1.1. Основы сетевых технологий

Телекоммуникационные сети представляют собой комплекс аппаратных и программных средств, обеспечивающих передачу информационных сообщений между абонентами с заданными параметрами качества. Сообщение – форма представления информации, удобная для передачи на расстояние . Сообщение отображается изменением какого-либо параметра информационного сигнала (электромагнитные сигналы в сетях).

При создании сетей телекоммуникаций невозможно соединить всех абонентов между собой отдельными (выделенными) линиями связи . Это нецелесообразно экономически и невыполнимо практически. Поэтому соединение многочисленных абонентов (А), находящихся на большом расстоянии, обычно производится через транзитные (телекоммуникационные) узлы (ТУ) связи ( рис. 1.1).

Таким образом, телекоммуникационная сеть образуется совокупностью абонентов (А) и узлов связи, соединенных линиями (каналами) связи. Узлы ТУ производят коммутацию поступившего сообщения с входного порта (интерфейса) на выходной. Например, в сети на рис. 1.1 при передаче сообщения от абонента А2 абоненту А6 транзитный узел ТУ1 производит коммутацию сообщения с входного интерфейса В на выходной С, транзитный узел ТУ3 – с входного интерфейса В на выходной Е. При этом формируется определенный маршрут, по которому передается сообщение. Процесс формирования маршрута получил название коммутация. Коммутацией также называют передачу (продвижение) сообщения с входного интерфейса на выходной.

В некоторых сетях все возможные маршруты уже созданы и необходимо только выбрать наиболее оптимальный. Процесс выбора оптимального маршрута получил название маршрутизация, а устройство, ее реализующее, – маршрутизатор. Выбор оптимального маршрута узлы производят на основе таблиц маршрутизации (или коммутации) с использованием определенного критерия – метрики.

Таким образом, различают сети с коммутацией каналов, когда телекоммуникационные узлы выполняют функции коммутаторов , и с коммутацией пакетов (сообщений), когда телекоммуникационные узлы выполняют функции маршрутизаторов. В сетях с коммутацией каналов канал создается до передачи сообщения .

Эти два вида сетей используются для передачи двух различных видов трафика. Сети с коммутацией каналов обычно передают равномерный (потоковый) трафик – например, телефонные сети . В сетях передачи данных с пульсирующим трафиком применяется коммутация пакетов (сообщений), например, в компьютерных сетях.

Различие коммутации пакетов или сообщений состоит в том, что сообщение может быть очень большим. Поэтому если в нем обнаруживается ошибка, то повторно нужно передавать все сообщения большого объема. В сетях с коммутацией пакетов большое сообщение предварительно разбивается на сравнительно небольшие пакеты ( сегменты ). Поэтому при потере или искажении части сообщения повторно передается только потерянный пакет (сегмент).

В настоящее время в соответствии с концепцией Единой сети электросвязи Российской Федерации создаются сети нового (следующего) поколения ( Next Generation Network – NGN ), в которых все виды трафика передаются по единой сети связи в цифровой форме. Подобные сети также называют мультисервисными ( Internet Multi Service – IMS ), в отличие от ранее существовавших моносервисных сетей.

В сетях NGN обеспечивается слияние ( конвергенция ) всех существующих сетей в единую информационную сеть для передачи мультимедийной информации. Пользователи такой сети должны иметь широкий выбор услуг с гарантированным качеством, что обеспечивается соответствующим уровнем управления, транспортным уровнем и уровнем доступа пользователей к мультисервисной сети ( рис. 1.2).

Транспортный уровень сети NGN создается на базе IP -сетей с распределенной коммутацией пакетов . Доступ к транспортной сети обеспечивается через соответствующие устройства и шлюзы .

Сети следующего поколения NGN обеспечивают широкий набор услуг с гибкими возможностями по их управлению. Телекоммуникационные сети нового поколения используются для передачи различных видов информации: дискретных данных, аудио- и видеоинформации. Услуга передачи указанной триады (голоса, данных и видеоинформации) по единой мультисервисной сети получила название Triple Play.

На рис. 1.3 приведен пример структурной схемы сети телекоммуникаций , в которой пользователи (абоненты) через сети доступа подключаются к магистральной сети , обеспечивающей транспорт сообщений. В ряде случаев абонентам удобно объединяться в локальные сети , функционирующие в рамках ограниченного пространства (аудитория, здание, группа зданий).

Для создания маршрута в разветвленной сети необходимо задавать адреса источника и получателя сообщения . Различают физические и логические адреса . Логические адреса принадлежат пользователям (абонентам), а физические обычно адресуют соответствующие интерфейсы телекоммуникационных узлов и абонентских устройств.

Читайте также:
Лекция 6.4

1.2. Классификация сетей передачи данных

Методы и устройства, используемые в вычислительных (компьютерных) сетях передачи данных , широко применяются при создании сетей NGN. Поэтому в настоящем курсе лекций основное внимание уделено аппаратным и программным средствам вычислительных (компьютерных) сетей, т. е. сетей передачи данных , на базе которых и создаются современные мультисервисные сети. В сетях передачи данных (компьютерных или вычислительных) поток может быть представлен различными информационными единицами: битами, байтами, кадрами, пакетами, ячейками, образующими информационный поток . Сети передачи данных, как правило, относятся к сетям с коммутацией пакетов.

Согласно одной из классификаций сети передачи данных подразделяются на локальные и глобальные ( рис. 1.4). Сеть может размещаться на ограниченном пространстве, например, в отдельном здании, в аудитории. При этом она называется локальной вычислительной сетью – ЛВС ( Local Area Network – LAN ). Основными технологиями локальных вычислительных сетей , которые применяются в настоящее время, являются Ethernet , Fast Ethernet , Gigabit Ethernet . Другие технологии ЛВС ( Token Ring , 100VG-AnyLAN , FDDI и др.) используются редко.

Совокупность нескольких локальных сетей называют составной, распределенной или глобальной сетью ( Internetwork , Internet ). В составную сеть могут входить подсети ( Subnet ) различных технологий. Крупные фирмы (корпорации) создают свои собственные корпоративные сети ( Intranet ), которые используют технологии как глобальных, так и локальных сетей. Таким образом, объединение пользователей, расположенных на широком географическом пространстве, например в разных городах, для совместного использования информационных данных, производится с помощью глобальных вычислительных сетей – ГВС (Wide Area Network – WAN ).

Глобальные сети передачи данных часто классифицируют ( рис. 1.4) на:

  • сети с коммутацией каналов ;
  • сети, использующие выделенные линии;
  • сети с коммутацией пакетов .

Сети с коммутацией каналов и с использованием выделенных линий строят на основе различных сетевых технологий . При этом применяются следующие технологии и линии связи :

  • цифровые линии, которые бывают постоянные, арендуемые, а также коммутируемые. В цифровых линиях применяют технологии плезиохронной цифровой иерархии ( Plesiochronous Digital Hierarchy – PDH ), синхронной цифровой иерархии ( Synchronous Digital Hierarchy – SDH ), а также технологии оптических линий связи спектрального уплотнения по длине волны ( Wave -length Division Multiplexing – WDM, Dense WDM – DWDM );
  • цифровые сети интегральных служб с коммутацией каналов ( Integrated Services Digital Network – ISDN );
  • цифровые абонентские линии (Digital Subscriber Line – DSL );
  • аналоговые выделенные линии и линии с коммутацией каналов ( dialup ) с применением модемов, т. е. аналоговые АТС.

Технологии PDH и SDH характеризуются высокой скоростью передачи данных. Например, скорость передачи данных по сетям технологии PDH составляет от 2 Мбит/с до 139 Мбит/с; технологии SDH – от 155 Мбит/с до 2,5 Гбит/с и выше. Дальнейшее увеличение скорости передачи данных достигнуто в системах со спектральным уплотнением по длине волны (технологии WDM и DWDM ) на волоконно-оптических кабелях. Основными аппаратными средствами высокоскоростных технологий с коммутируемыми цифровыми линиями являются мультиплексоры ( MUX ).

Широкое распространение в настоящее время получили сети с коммутацией пакетов, в которых применяются следующие сетевые технологии :

  • сети на основе технологии виртуальных каналов (X.25; сети трансляции кадров FR – Frame Relay ; сети ATM – Asynchronous Transfer Mode);
  • сети технологии IP, использующие дейтаграммный метод передачи сообщений.

В сетях с коммутацией пакетов могут использоваться технологии виртуальных каналов, применяемые в сетях X.25, Frame Relay , ATM , или технологии передачи дейтаграммных сообщений – сети IP в зависимости от предъявляемых требований.

Технологии виртуальных каналов предусматривают предварительное соединение конечных узлов (источника и назначения), при этом прокладывается маршрут ( виртуальный канал ), по которому затем передаются данные. Получение данных подтверждается приемной стороной. Технология X.25 ориентирована на ненадежные аналоговые линии связи , поэтому характеризуется низкой скоростью передачи данных (до 48 Кбит/с). Однако данная технология применяется до настоящего времени, например в сетях банкоматов, из-за своей высокой надежности при ненадежных линиях. Технология Frame Relay обеспечивает более высокую по сравнению с Х.25 скорость передачи данных – до 2-4 Мбит/с. Но линии связи должны быть более надежными по сравнению с Х.25. Наибольшую скорость передачи данных (155 Мбит/c, 620 Мбит/c, а также 2,4 Гбит/c) обеспечивают сети АТМ. Однако развитие этих сетей сдерживает их высокая стоимость .

Сети технологии IP являются дейтаграммными, когда отсутствует предварительное соединение конечных узлов и нет подтверждения приема сообщения. Поэтому отдельные части большого сообщения могут передаваться по разным маршрутам, и потеря отдельной части сообщения может остаться незамеченной. Такой метод характеризуется высокой скоростью передачи , но низкой надежностью, поскольку нет подтверждения принятых данных. Высокую надежность обеспечивает протокол управления передачей TCP ( Transmission Control Protocol ). Набор ( стек ) протоколов TCP / IP обеспечивает компромиссное решение по цене, скорости и надежности передачи данных. Поэтому на базе протоколов TCP / IP создается транспортный уровень мультисервисных сетей следующего поколения NGN с распределенной коммутацией пакетов .

Читайте также:
Лекция 5.5

Следует отметить еще одну сетевую технологию, которая стремительно развивается в последнее время, – это технология виртуальных частных сетей ( Virtual Private Network – VPN ). Данная технология задействует сеть общего пользования Интернет , в которой формирует защищенные каналы связи с гарантированной полосой пропускания . Таким образом, при экономичности и доступности сети VPN обеспечивают безопасность и качество передаваемых сообщений. Используя VPN , сотрудники фирмы могут получить безопасный дистанционный доступ к корпоративной (частной) сети компании через Интернет .

Лекция 2-4 (Лекции 1-4), страница 3

Описание файла

Документ из архива “Лекции 1-4”, который расположен в категории “лекции и семинары”. Всё это находится в предмете “технология конструкционных материалов (ткм)” из пятого семестра, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе “лекции и семинары”, в предмете “технология конструкционных материалов (ткм)” в общих файлах.

Онлайн просмотр документа “Лекция 2-4”

Текст 3 страницы из документа “Лекция 2-4”

2.6. Производство стали из металлизованных окатышей

Процесс получения железа непосредственно из руды без применения доменной печи называется внедоменным или прямым. Такой процесс протекает без применения кокса, что позволяет получать достаточно чистый металл, поскольку фосфор и особенно серу в больших количествах вносит в металл именно кокс. В свою очередь чистый металл позволяет получать высококачественные стали, значительно упрощая или вовсе минуя некоторые стадии плавки, что существенно повышает эффективность производства и позволяет максимально использовать преимущества электропечей.

Для получения внедоменного железа сначала руду обогащают на горно-обогатительных комбинатах. Обогащение руды заключается в повышении концентрации в ней железа за счёт удаления пустой породы. Способы обогащения руды основаны на различиях физико-химических свойств её составляющих. Промывка руды водой позволяет отделить плотные металлосодержащие составляющие руды от пустой породы в виде песка и глины. Гравитационное обогащение (часто называемое просто гравитацией или отсадкой) представляет собой отделение ценных составляющих руды от пустой породы при пропускании струи воды через дно вибрирующего сита, на котором лежит руда: пустая порода вытесняется в верхний слой и уносится водой, а более тяжёлые металлосодержащие минералы остаются в сите. Магнитная сепарация основана на различии магнитных свойств составляющих руды, которую в измельчённом виде подвергают действию магнита, притягивающего железосодержащие минералы, отделяя их от пустой породы.

В результате обогащения руды получаются концентраты (т.е. продукты обогащения, в которых содержание ценных минералов выше, чем в исходном сырье), поступающие в дальнейшую переработку в цехах окомкования металлургических комбинатов. Окомкование, чаще называемое окатыванием, представляет собой метод окускования (т.е. получения полуфабрикатов виде кусков требуемого размера) тонкоизмельчённых концентратов, спекание которых затруднительно. Окатывание состоит из двух стадий. На первой стадии производится получение сырых (мокрых) окатышей в результате слипания влажных частиц исходного сырья во вращающихся барабанах или тарельчатых чашках (грануляторах). Для лучшего слипания к концентрату добавляют связующее вещество в виде сырой мелкодисперсной глины. На второй стадии выполняется упрочение окатышей (подсушка при 300…600С и обжиг при 1200…1350С), которое нужно для того, чтобы их можно было транспортировать без значительного разрушения.

Поскольку железо в окатышах находится в окисленном состоянии, далее производят его восстановление, называемое металлизацией окатышей, для чего окисленные окатыши загружают в специальную шахтную башню-печь (рис. 2.6), работающую по принципу противотока: окатыши опускаются сверху вниз, а восстановительный газ, состоящий

Рис. 2.6. Получение металлизованных окатышей:

1 – загрузочный конвейер; 2 – приёмное устройство; 3 – откачивающая газовая труба; 4 – шахтная печь; 5 – подающая газовая труба; 6 – откачивающая воздушная труба; 7 – подающая воздушная труба; 8 – выгружающий конвейер; hв – зона восстановления; hо – зона охлаждения

из смеси водорода с угарным газом, подаётся снизу вверх. Шахта башни-печи имеет диаметр 5 м и высоту 64 м. Удельная производительность шахтной печи в 2–4 раза выше доменной. В зоне восстановления окисленные окатыши при температуре 500–1100С восстанавливаются до губчатого железа. Металлизированные окатыши содержат 90…95% железа и имеют постоянный химический состав. В зоне охлаждения они продуваются холодным воздухом и выгружаются на конвейер 8, подающий их в зону выплавки стали, которая обычно производится в дуговых электропечах. В эти печи помимо окатышей также загружают стальной лом и необходимые для раскисления и легирования ферросплавы.

Читайте также:
Лекция 3.4

Этим способом выплавляют высококачествен-ные легированные стали с малым содержанием фосфора и серы.

2.7. Разливка стали в изложницы. Строение и дефекты слитка

Выплавленную сталь выпускают из плавильной печи в разливочный ковш, из которого её разливают в изложницы, т.е. металлические формы для отливки металла в виде слитка. Изложницы обычно делают из чугуна с полостями квадратного, прямоугольного, круглого и многогранного поперечного сечения. Слитки могут отливать массой 300 т и более, но наиболее употребляемыми являются слитки от 0,5 до 10 т. Сталь разливают в изложницы (рис. 2.7) сверху и снизу (сифоном).

Рис. 2.7. Разливка сверху (а) и сифонная разливка (б) стали в изложницы:

1 – ковш; 2 – изложница; 3 – поддон; 4 – надставка;

5 – футеровка; 6 – литник

Разливку сверху (рис. 2.7-а) осуществляют непосредственно из ковша 1. При сифонной разливке (рис. 2.7-б) сталью сразу заполняют несколько изложниц (от 4 до 60), для чего используют футерованный центровой литник 6, соединённый имеющимися в поддоне 3 каналами с изложницами 2. При этом жидкая сталь поступает снизу и заполняет изложницы плавно и без разбрызгивания. Для обычных углеродистых сталей используют разливку сверху, а для легированных и высококачественных – разливу сифоном.

Залитая в изложницы сталь отдаёт теплоту её стенкам, поэтому затвердевание стали начинается у стенок изложницы и заканчивается в центральной зоне слитка. На строение слитка

оказывают влияние не только условия кристаллизации, но и степень раскисленности стали.

Рис. 2.8. Строение

1 – прибыль; 2 – усадочная раковина; 3 – усадочная рыхлость; 4 – мелкозернистый слой (корка); 5 – зона столбчатых зёрен; 6 – зона крупных равноосных зёрен; 7 – донная часть

Спокойная сталь затвердевает без выделения газов, и в верхней части слитка (рис. 2.8) из-за уменьшение объёма металла при кристаллизации образуется усадочная раковина 2, а ниже неё развивается усадочная осевая рыхлость 3. Для возможности последующего удаления усадочных дефектов слитки спокойной стали отливают с прибылью 1, которая образуется надставкой (4 на рис. 2.7-б) со встроенной в стенку футеровкой малой теплопроводности (5 на рис. 2.7-б). За счёт сохранения футеровкой тепла сталь в прибыли долгое время остаётся жидкой и питает застывающий слиток, а усадочная раковина образуется в самом конце кристаллизации и располагается в прибыли. При затвердевании слитка формируется его сложное неоднородное строение (рис. 2.8). Наружный слой (корка) небольшой толщины имеет плотную мелкозернистую структуру 4, обусловленную высокой скоростью затвердевания из-за большой разницы между температурами изложницы и жидкого металла. По мере повышения температуры изложницы интенсивность отвода в неё теплоты уменьшается, что приводит к понижению скорости кристаллизации и увеличению размеров зёрен, которые растут по нормали к внутренним стенкам излож-

ницы (т.е. удаляясь от направления максимальной теплоотдачи) и приобретают продолговатую (называемую столбчатой) форму 5, образованную дендритами, ориентиро­ванными соответствующим образом. В центральной (осевой) части слитка, которая застывает последней, и отвод тепла из которой достаточно равномерен во всех направлениях, образуются близкие по размерам (равноосные) крупные зёрна 6. Зона столбчатых зёрен 5 имеет намного большую толщину, чем наружная мелкозернистая корка 4, и при некоторых условиях кристаллизации может распространяться до самой оси слитка, полностью устраняя зону равноосных зёрен 6 (так называемая транскристаллизация).

Стальные слитки неоднородны не только по зернистому строению, но и по химическому составу, т.е. обладают значительной ликвацией. В верхней (прибыльной) части слитка из-за конвекции жидкого металла содержание серы, фосфора и углерода увеличивается в несколько раз, а в нижней (донной) части, наоборот, уменьшается. Поскольку сильная зональная ликвация приводит к недопустимой неравномерности свойств металла, то перед обработкой давлением прибыльную и донную часть слитка спокойной стали обрезают.

Показанное на рис. 2.8 типовое строение слитка сохраняется и для кипящих или полуспокойных сталей. Но при этом имеются некоторые особенности.

В слитке кипящей стали не образуется сосредоточенная усадочная раковина 2, поскольку уменьшение объёма металла при затвердевании компенсируют газовые пузыри, образующиеся при кипении стали в изложнице. Таким образом, усадка кипящей стали рассредоточена по полостям газовых пузырей, которые располагаются между зёрнами зон 5 и 6. Кипение стали усиливает ликвацию в верхней части слитка в несколько раз по сравнению со спокойной сталью, но зато уменьшает её в нижней. Поэтому перед обработкой давлением отрезают только верхнюю часть слитка кипящей стали. Для уменьшения ликвации кипение после заполнения изложницы прекращают, либо накрывая её металлической крышкой (механическое закупоривание), либо посыпая кипящую поверхность размельчённым алюминием или ферросилицием (химическое закупоривание).

Слиток полуспокойной стали сохраняет преимущества спокойной и кипящей стали и не имеет их недостатков. Отсутствие энергичного кипения уменьшает ликвацию, которая близка к ликвации спокойной стали, но при этом слиток полуспокойной стали не имеет усадочной раковины.

Читайте также:
Лекция 5.6

Рис. 2.9. Образование поясной трещины из-за зависания нижней части слитка в изложнице

В целом в слитках может быть значительное количество разных дефектов: усадочная рыхлость, ликвационные зоны, газовые пузыри, неметаллические включения, плёны (т.е. поверхностные окисные плёнки, сильно снижающие местную пластичность), мелкие трещины, большие поясные (поперечные) трещины. Поясные трещины могут образоваться из-за приподнимания и уменьшения поперечных размеров нижней части слитка вследствие её усадки при застывании (рис. 2.9). В результате эта часть зависает в изложнице и своей тяжестью может вызвать образование поперечного надрыва, т.е. поясной трещины в застывающей средней части слитка.

При удалении дефектной прибыльной части отход по отношению к общей массе слитка у углеродистых сталей составляет 20%, а у легированных – 30%, а при удалении донной части, соответственно, 5% и 8%. Таким образом, выход годного метал-

ла после разливки стали в изложницы даже для углеродистых сталей сравнительно невелик (около 75%) и значительно ниже для легированных сталей (около 62%).

2.8. Разливка стали на машинах непрерывного литья заготовок

2. Лекционный комплекс

В данном разделе приведены разработки содержания двадцати лекций по десяти темам. По каждой теме определены цель и структура изучения данной темы, выделены ключевые слова и сформулированы основные вопросы физики, которые необходимы для изучения данной темы астрономии. Содержание тем соответствует Государственной программе по астрономии. При большом объеме материала некоторых тем часть изложенных вопросов может переноситься на самостоятельное изучение. Самостоятельная работа студентов в дополнении к изложенному материалу необходима по всем темам. Из учебных пособий и других источников обучаемые могут получить более подробную информацию по изучаемым вопросам. Рекомендованы некоторые темы для СРС. По темам могут быть индивидуальные и групповые задания с разделением материала на отдельные блоки. По темам самостоятельной работы обучаемых целесообразно проводить тематические конференции с включением материалов по современным исследованиям Солнечной системы с помощью космических аппаратов. При разработке лекционного комплекса использовались учебники и учебные пособия [4,5,7].

2.1.Тема 1. Лекция 1,2. Введение

Цель: Дать общие представления об астрономии как науке, ее структуре, возникновении и развитии, межпредметных связях.

Ключевые слова: астрономия, астрометрия, небесная механика, астрофизика.

Особенности астрономических наблюдений;

Возникновение и развитие астрономии.

Физические основы:

Материя, формы ее существования.

Понятие пространства и времени.

Движение и его характеристики. Линейные и угловые величины. Виды движения.

Системные и внесистемные единицы измерения физических величин.

Электромагнитные волны. Шкала электромагнитных волн.

Взаимодействия. Гравитационное взаимодействие.

Излучение и отражение.

Лекция 1. Предмет астрономии

Астрономия: «астрон» – звезда, «номос» – закон (греч)

Астрономия – наука о Вселенной, изучающая видимое и кажущееся движение, строение происхождение и развитие небесных тел и их систем.

Астрономия изучает:

солнце и звезды;

планеты и их спутники;

кометы и метеорные тела;

материю, заполняющую все пространство.

Новые объекты астрономии:

пульсары; – квазары (квазизвездные радиоисточники);

космические лучи (частицы высоких энергий);

микроволновое фоновое (реликтовое) излучение;

поиск теоретически предсказанных черных дыр и гравитационных волн;

структура пространства – времени Вселенной с позиции космологии;

поиск внеземных цивилизаций и разработка способов контактов с ними.

Таким образом, предметом изучения астрономии являются все объекты, видимые невооруженным глазом и с помощью приборов, размещенных на наземных обсерваториях и космических аппаратах. Астрономические объекты различны по своим масштабам. Для их сравнения представляет интерес модель, представленная на схеме 1 [22]

Особенности астрономических наблюдений

Пассивный характер большинства астрономических наблюдений.

Исследователи не могут активно влиять на небесные тела, ставить опыты.

Невозможность в большинстве случаев непосредственных измерений. Только использование космических аппаратов (КА) дало возможность проводить непосредственные измерения на Луне и ближайших планетах.

Медленный характер небесных явлений, что требует громадных сроков наблюдения. Пример: наклон земной оси к плоскости ее орбиты становится заметным по истечении сотен лет.

Движение Земли – вращение вокруг своей оси и обращение вокруг Солнца. Движение небесных тел описывается по отношению к земному наблюдению, нередко считая его неподвижным. Пример: мы говорим:

о восходе и заходе светил, хотя известно, что это следствие вращения Земли вокруг своей оси;

о годичном движении Солнца по созвездиям, которое является следствием обращения Земли вокруг Солнца. Пример: изменение вида неба для земного наблюдателя в течении года. Он (вид) зависит не только от того, в какое время суток и года идет наблюдение.

Очень большая удаленность светил. Следствие этого – кажущаяся одинаковая радиальная удаленность.

Расстояние между объектами измеряется углом. Угловое расстояние – угол, образованный лучами, идущими к объектам из точки наблюдения.

Читайте также:
Лекция 2.3

Высота (h) светила над горизонтом – угловое расстояние светила от горизонта.

Из-за большой удаленности и конечности скорости света мы наблюдаем события в глубинах Вселенной, которые произошли в далеком прошлом.

Лекция 1.4.2

Существует 5 классов кинематических пар.

Примеры различных КП смотри рис. 4-95.

Рис. 4-95. Классификация кинематических пар

Кинематические пары по характеру контакта звеньев, образующих КП, разделяют на :

  • вращательные;
  • поступательные;

Контакт звеньев в низшей КП осуществляется по поверхности. Контакт звеньев в высшей КП осуществляется либо по линии, либо в точке.

1.2 Определение числа степеней свободы рычажных механизмов.

1.2.1 Плоские механизмы.

В плоском механизме все звенья движутся в одной плоскости, все оси параллельны друг другу и перпендикулярны плоскости механизма.

Где n – число подвижных звеньев механизма, рн – число низших КП, рв – число высших КП.

n=3

1.2.2 Пространственные механизмы.

В пространственном механизме оси непараллельны , звенья могут двигаться в разных плоскостях.

Допустим, что механизм, изображенный на рис.1.2.1 – пространственный и все кинематические пары 5-го класса, т.е. одноподвижны AV,BV,CV,DV, тогда

W пр = 6 . 3 – 5 . 4 = -2 à статически неопределимая ферма.

Для получения W действ=1, необходимо добавить 3 движения.

где q – избыточные связи .

Для того чтобы их устранить, надо изменить класс некоторых кинематических пар, при этом нельзя изменять класс КП А, чтобы задать входному звену 1 вполне определенное движение. Поэтому, сделаем КП В – сферическим шарниром, т.е. 3-го класса (добавим 2 подвижности), а КП С – 4-го класса (добавим 1 подвижность). Тогда

Wпр= 6 . 3 – ( 5 . 2 + 4 . 1 + 3 . 1 ) = 18 – 17 = 1

ФОРМУЛА СОМОВА-МАЛЫШЕВА: является обобщающей формулой для определения числа степеней свободы

где Si – число наложенных на кинематические пары связей,

q -число избыточных связей

1.3 Кинематический анализ рычажных механизмов.

1.3.1 Основные понятия и определения.

Зависимость линейных координат в какой-либо точке механизма от обобщенной координаты это – линейная функция положения данной точки в проекциях на соответствующие оси координат .

Зависимость угловой координаты какого-либо звена механизма от обобщенной координаты это – угловая функция положения данного звена. j 2 = f ( j 1)

Первая производная линейной функции положения точки по обобщенной координате это – линейная передаточная функция данной точки в проекциях на соответствующие оси координат (иногда называют “аналог линейной скорости…”)

полная скорость т. С будет

Первая производная угловой функции положения звена по обобщенной координате – передаточное отношение .

Вторая производная линейной функции положения по обобщенной координате – аналог линейного ускорения точки в проекциях на соответствующие оси координат .

Вторая производная угловой функции положения звена по обобщенной координате – аналог углового ускорения звена в проекциях на соответствующие оси координат.

2. Аналитический способ определения кинематических параметров рычажных механизмов.

При исследования плоских рычажных механизмов для решения данной задачи целесообразно использовать метод проецирования векторного контура на оси координат.

Для определения функции положения точки С представим длины звеньев в виде векторов lAB ; lBC ; lAC . .

Условие замкнутости векторного контура:

C проецируем данный векторный контур на оси X и Y.

(2)- проекция на ось X

(3)- проекция на ось Y

т.к. yc=0, то из последнего уравнения следует

Лекция как форма организации учебного процесса

ЛЕКЦИЯ КАК ФОРМА ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА

1.1 Лекция – метод обучения, одна из основных форм организации учебного процесса, представляющая собой устное, монологическое, систематическое последовательное изложение преподавателем учебного материала. Предшествует всем другим формам организации учебного процесса; позволяет оперативно актуализировать учебный материал курса.
1.2 Цель лекции – организация целенаправленной познавательной деятельности студентов по овладению программным материалом учебной дисциплины.
1.3 Задачи лекции:

    обеспечивать формирование системы знаний по учебной дисциплине; учить умению аргументированно излагать научный материал; формировать профессиональный кругозор и общую культуру; отражать новые, еще не получившие освещения в учебниках и учебных событиях, знания; оптимизировать все другие формы организации учебного процесса с позиций новейших достижений науки, техники, культуры и искусства.

1.4 Функции лекции:

    информационная – изложение системы знаний; мотивационная – формирование познавательного интереса к содержа­ло учебного предмета и профессиональной мотивации будущего специалиста; ориентировочная – обеспечение основы для дальнейшего усвоения учебного материала; воспитательная формирование сознательного отношения к процессу (учения, стремления к самостоятельной работе и всестороннему овладению специальностью, развитие интереса к учебной дисциплине, содействие активизации мышления студентов.)

1.5 Виды лекции. В практике работы вузов принято выделение следующих видов лекций:

1. Лекции, составляющие вводные курсы.
1.2 Лекции, составляющие общий систематический курс:
1.2.1 Вступительные или вводные лекции,
1.2.2 Основные лекции,
1.2.3 Заключительные лекции,
1.3. Лекции, составляющие обзорные курсы,
1.4 Лекции, составляющие специальные курсы.

Читайте также:
Лекция 1.2.1

2. По форме обучения:
2.1 Информационные лекции,
2.2 Эпизодические (разовые) лекции,
2.3 Обзорные лекции.

3. По форме организации:
3.1 Информационная лекция,
3.2 Проблемная лекция,
3.3 Лекция-визуализация,
3.4 Лекция-вдвоем,
3.5 Лекция с заранее запланированными ошибками,
3.6 Лекция-пресс-конференция,
3.7 Лекция-дискуссия,
3.8 Лекция-беседа,
3.9. Лекция с применением обратной связи,
3.10 Лекция с опорным конспектированием,
3.11 Другие формы

2. СТРУКТУРА ЛЕКЦИИ

2.1 Элементы лекции. К типичным структурным элементам лекции относятся: вступление, основная часть, заключение.
2.1.1 Вступление – часть лекции, цель которой – заинтересовать и настроить аудиторию на восприятие учебного материала. В его состав входят:

    формулировка темы лекции, характеристика ее профессиональная значимости, новизны и степени изученности, цели лекции; изложение плана лекции, включающего наименования основных вопросов, подлежащих рассмотрению на лекции; характеристика рекомендуемой литературы, необходимой для организации самостоятельной работы студентов; ретроспекция-напоминание о вопросах, рассмотренных на прошлой лекции, связь их с новым материалом, указание на его роль, место и знания в данной дисциплине, а также в системе других наук.

2.1.2 Основная часть – изложение содержания, лекции в строгом соответствии с предложенным планом. Включает раскрывающий тему лекции концептуальный и фактический материал, его анализ и оценку, различные способы аргументации и доказательства выдвигаемых теоретических положений. Определяется видом лекции.
2.1.3 Заключение – подведение общего итога лекции, обобщение материала, формулировка выводов по теме лекции; ответы на вопросы студентов.

3. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЛЕКЦИИ

3.1 Анализ качества лекции предполагает сценку содержания, методического чтения, организации лекции, руководства работой студентов на лекции, лекторских данных преподавателя, результативности лекции.
3.1.1 Критерии оценки содержания лекции:

    соответствие темы и содержания лекции тематическому плану учебной программе курса; научность, соответствие современному уровню развития науки; точность используемой научной терминологии; информативность; раскрытие основных понятий темы; сочетание теоретического материала с конкретными примерами; реализация принципа органической связи теории с практикой, раскрытие практического значения излагаемых теоретических положений; реализация внутрипредметмых и междисциплинарных связей; связь с профилем подготовки студентов, их будущей специальностью; соотношение содержания лекции с содержанием учебника (излагает материал, которого нет в учебнике; разъясняются особо сложные вопросы; дается задание самостоятельно проработать часть материала по учебнику, пересказывается учебник и т. п.).

3.1.2 Критерии оценки методики чтения лекции:

    дидактическая обоснованность используемого вида лекции и соответствующих ему форм и методов изложения материала; структурированность содержания лекции: наличие плана, списка рекомендуемой литературы, вводной, основной и заключительной части леки; акцентирование внимания аудитории на основных положениях и водах лекции; рациональное сочетание методических приемов традиционной педагогики и новых методов обучения (проблемного, программного, контекстного деятельностного и др.) логичность, доказательность и аргументированность изложения; ясность и доступность материала с учетом подготовленности обучаемых; соответствие темпов изложения возможностям его восприятия и ведения записей студентами; использование методов активизации мышления студентов; использование приемов закрепления информации (повторение, включение вопросов на проверку понимания, усвоения и т. п., подведение итогов в конце рассмотрения каждого вопроса, в конце всей лекции); использование записей на доске, наглядных пособий; использование раздаточного материала на лекции; использование технических средств обучения.

5.4. Критерии оценки руководства работой студентов в ходе лабораторного (практического) занятия:

    осуществление текущего контроля за выполнение заданий и подготовкой отчетов по результатам их выполнения; оказание помощи студентам в выполнении заданий; использование приемов активизации внимания и деятельности студентов; оценка состояния выполнения заданий и оперативных знаний по устранению возникших у студентов трудностей; дифференцированная оценка работы студентов по итогам выполнения заданий, выдача рекомендаций по улучшению показателей работы студентов;

5.5. Критерии оценки педагогических данных преподавателя:

    знание предмета, профессиональная компетентность; убежденность в целесообразности темы работы с позиции профессионального роста студента; эмоциональность, увлекательность изложения материала; умение мобилизовать внимание аудитории, вызвав интерес к выполнению заданий, создать творческую атмосферу занятия; способность устанавливать контакты со студентами; уровень взаимодействия со студентами; стиль отношения к студентам (внимательное, требовательное, равнодушное, неуважительное и т. п.); стиль отношения студентов к преподавателю (уважительное, ироничное, равнодушное и т. п.); органичность включения в самостоятельную работу студентов во время занятия; внешний вид; манера поведения, умение держаться перед аудиторией; культура речи, дикция.

5.6. Критерии оценки результативности лабораторного (практического) занятия:

    степень реализации цели и задач работы; степень выполнения заданий работы; степень соответствия результатов работы заданным требованиям; степень сформированности у студентов необходимых умений и навыков; степень воспитательного воздействия на студентов; информационно-познавательная ценность.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: