实验一声光效应实验.docx
实验声光效应实验
【学史背景】
声光效应是指光通过某一受到超声波扰动的介质时发生衍射的现象，这种现象是光波
与介质中声波相互作用的结果。早在本世纪30年代就开始了声光衍射的实验研究。60年代激光器的问世为声光现象的研究提供了理想的光源，促进了声光效应理论和应用研究的迅速
发展。声光效应为控制激光束的频率、方向和强度提供了一个有效的手段。利用声光效应制
成的声光器件，如声光调制器、声光偏转器、和可调谐滤光器等，在激光技术、光信号处理和集成光通讯技术等方面有着重要的应用。
【实验目的】
1 .掌握声光效应的原理和实验规律；
2 ?了解喇曼-纳斯衍射和布喇格衍射的实验条件和特点；
3. 测量不同激光（红光、蓝光、绿光）和红外线通过声光晶体发生布拉格衍射后的衍射角。
【实验原理】
当超声波在介质中传播时，将引起介质的弹性应变作时间和空间上的周期性的变化，并且导致介质的折射率也发生相应变化。当光束通过有超声波的介质后就会产生衍射现象，这就是声光效应。有超声波传播的介质如同一个相位光栅。
声光效应有正常声光效应和反常声光效应之分。在各项同性
介质中，声-光相互作用不导致入射光偏振状态的变化，产生正常
声光效应。在各项异性介质中，声 -光相互作用可能导致入射光偏
振状态的变化，产生反常声光效应。反常声光效应是制造高性能
声光偏转器和可调滤波器的基础。正常声光效应可用喇曼-纳斯的
光栅假设作出解释，而反常声光效应不能用光栅假设作出说明。
在非线性光学中，利用参量相互作用理论，可建
立起声-光相互作用的统一理论，并且运用动量匹配和失配等
概念对正常和反常声光效应都
可作出解释。本实验只涉及到各项同性介质中的正常声光效应。
5
2
6
设声光介质中的超声行波是沿
y 方向传播的平面纵波， 其角频率为W S
,波长为?s 波矢
为k s 。入射光为沿X 方向传播的平面波， 其角频率为 W ,在介质中的波长为■,波矢为k o
介质内的弹性应变也以行波形式随声波一起传播。 由于光速大约是声速的105倍，在光波通
过的时间内介质在空间上的周期变化可看成是固定的。
由于应变而引起的介质的折射率的变化由下式决定
1
：(-T)PS
(1)
n
式中，n 为介质折射率，S 为应变，P 为光弹系数。通常， P 和S 为二阶张量。当声波在
各项同性介质中传播时， P 和S 可作为标量处理，如前所述，应变也以行波形式传播，所
以可写成
S=S o Sin(WSt- k s y)
(2)
当应变较小时，折射率作为
y 和t 的函数可写作
n(y,t) =∏o ：nsin(w $t -k $y)
(3)
1 3
L n n PS
2
设光束垂直入射(k 丄k s )并通过厚度为L 的介质，则前后两点的相位差为
k o n( y, t)L
=k o n °L k o ：nLsin(W S^k S y) -.：：』0
亠丘工 Sin(w S
t -k 55y)
式中，k 0为入射光在真空中的波矢的大小，右边第一项 卞:?10为不存在超声波时光波在介质 前后两点的相位差， 第二项为超声波引起的附加相位差 (相位调制)，、川=k 0"?: nL 。可见,
当平面光波入射在介质的前界面上时，超声波使出射光波的波振面变为周期变化的皱折波 面，从而改变出射
光的传播特性，使光产生衍射。
L
it
设入射面上X
的光振动为E i =Ae , A 为一常数，也可以是复数。考虑到在出射
2
面X=L 上各点相位的改变和调制，在
Xy 平面内离出射面很远一点的衍射光叠加结果为
式中，n 0为无超声波时的介质的折射率,
n 为声波折射率变化的幅值，由(1)式可求出
(5)
7
b
2 J(Wt _k °n( y,t) _k o ysin 讨
匕= A b e
dy
b
2 i rjl sin(k s y -w s t)
-ik 0ysin b
e e
式中，b 为光束宽度，'为衍射角，C 为与A 有关的常数，为了简单可取为实数。利用一 与贝塞耳函数有关的恒等式
e
iasi r - '
J m (a)e i
"
m -_：：
式中J m （a ）为（第一类） m 阶贝塞耳函数，将（5）式展开并积分得
因为函数Sinx/x 在x=Q 取极大值，因此有衍射极大的方位角
^m 由下式决定:
Sin J m = m — = m —
（ 9）
k Q
'-s
式中，'Q 为真空中光的波长，'s 为介质中超声波的波长。与一般的光栅方程相比可知，超 声波引起的有应变的介质相当于一光栅常数为超声波长的光栅。由（ 7）式可知，第 m 级衍
射光的频率W m 为
W m =W -mw 5
（ 1Q
）
可见，衍射光仍然是单色光，但发生了频移。由于
WL W s ,这种频移是很小的。
第m 级衍射极大的强度I m 可用（7）式模数平方表示：
I m = E Q E Q =C 2
b 2
J m （E ）
Z 、
（11）
=IQ J m
（眇）
式中，E Q 为E Q 的共轭复数，I Q =C 2b 2
第m 级衍射极大的衍射效率
m
定义为第m 级衍射光的强度与入射光的强度之比。由
（11）式可知，m 正比于J m （X ?1）。当m 为整数时，Js （a ） =（-1）m J m （a ）。由（9）式和 （11）式表明，各级衍射光相对于零级对称分布。
写成等式时,
E= Ce
iWt
Qo
E =Cb'
i (W -mw s )t
J m ( H )e
Sin[b(mk s -k o Sin 7)/ 2] b(mk s -k °sin -)/ 2
m?μ:：
上式中与第m 级衍射有关的项为
E m
i (W _mw s )t
-E Q e
EQ=CbJmCG)
Sin [b(mk s
—k Q
Si n 旳/2] b(mk s
-k Q
Sin 二)/2
(6)
(7) (8)
当光束斜入射时，如果声光作用的距离满足L ：：：'：/2'，则各级衍射极大的方位角^m 由下式决定
(5)
8
9
Sin Vm=Sin i m —
(12)
S
式中i 为入射光波矢k 与超声波波面的夹角。上述的超声衍射称为喇曼-纳斯衍射，有 超声波存在的介质起一平面位光栅的作用。
当声光作用的距离满足 L .2Ih ，而且光束相对于超声波波面以某一角度斜入射时，
在理想情况下除了 O 级之外，只出现1级或—1级衍射。如图2所示。这种衍射与晶体对 X 光的布喇格衍射很类似，故称为布喇格衍射。能产生这种衍射的光束入射角称为布喇格角。 此时有超声波存在的介质起体积光栅的作用。可以证明，布喇格角满足
一常数，M 2 = n 6p 2∕'v s','为介质密度，P
为光弹系数。在布喇格衍射下，衍射光的效
图2 布拉格衍射
Si n i B
= 2人
式中(13)称为布喇格条件。因为布喇角一般都很小，故衍射光相对于入射光的偏转角
(13)
(14)
式中，V S 为超声波的波速, 一级衍射光的效率为
f S 为超声波的频率，其它量的意义同前。在布喇格衍射条件下,
=Si n 2
[
(15)
式中，F S 为超声波功率,
L 和H 为超声换能器的长和宽,
M 2为反映声光介质本身性质的
nv S
率也由（10）式决定。理论上布喇格衍射的衍射效率可达100％，喇曼－纳斯衍射中一级衍
射光的最大衍射效率仅为34％，所以使用的声光器件一般都采用布喇格衍射。
由（14）式和（15）式可看出，通过改变超声波的频率和功率，可分别实现对激光束方向的控制和强度的调制，这是声光偏转器和声光调制器的基础。从（10 ）式可知，超声光栅衍射会产生频移，因此利用声光效应还可以制成频移器件。超声频移器在计量方面有重要应用，如用于激光多普勒测速仪。
以上讨论的是超声行波对光波的衍射。实际上，超声驻波对光波的衍射也产生喇曼－纳斯衍射和布喇格衍射，而且各衍射光的方位角和超声频率的关系与超声行波的相同。不过，各级衍射光不再是简单地产生频移的单色光，而是含有多个傅立叶分量的复合光。
【实验仪器】
LoSG山型晶体声光效应实验系统，主要包括光路部分和声光效应实验仪两部分。光路部分包括
He-Ne 激光器（产生红光），蓝光和绿光激光器，激光器电源，光纤光源（产生红外线），声光器件，精密旋转台，导轨，白屏等；实验仪包括超声波信号源，脉冲方波产生器，光电池、光功率计，脉冲信号解调器。实验时，另需配频率计和双踪示波器器。
1. He-Ne激光器：波长63
2.8nm ,功率2mw.
2. 声光器件：工作波长633nm,中心频率100MH± 0.5MHz,衍射频率≥40%脉冲重复频率≥1MH z.
3. 高频超声信号源：工作频率80-1OoMHz,输出功率约为700mw.调制脉冲频率≤
10MH z, TTL 接口。
4. 脉冲方波产生器：0.5-2KHz，TTL接口。
【实验内容及步骤】
按照要求安装好有关部件：把激光器、精密旋转台、白屏等一字排列在轨道上，声光器件固定在精密旋转台上；将激光器电源连接到激光器；把声光效应实验仪的超生功率输出用电缆连接到声光器件；“等幅/调幅”开关放在等幅位置，“光功率/ 解制”开关置于光功率。（一）测量红光、蓝光和绿光通过声光晶体后产生布拉格衍射的衍射角光
打开He-Ne激光器（红光）电源，调整声光器件在光路中的位置和光的入射角度，使光束穿过声光器件，照射在白屏上。打开声光效应实验仪的电源（注意在未连接声光调制器之前，不能开启电源）
10
仔细声光器件在光路中的位置和光的入射角，调整信号源输出功率至最
大值(直流电流表指示最大)同时调节信号源输出频率，使光屏上出现布拉格衍射。调出布喇格衍射，测量
红光的衍射角(调节布拉格衍射时，使1级衍射光最强即可)。
【注意事项】
1. 实验仪器娇贵，调节过程中不可操之过急，应耐心认真调节。声光器件尤为贵重, 注意保护。
2. 不能将功率信号源的输出功率长时间处于最大输出功率状态，以免烧坏。
3. 在观察和测量以前，应将整个光学系统调至共轴。
4. 实验结束后，应先关闭各仪器电源，再关闭总电源，以免损坏仪器。
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Linux进程间通信(2)实验报告
实验六：Linux进程间通信（2）（4课时） 实验目的： 理解进程通信原理；掌握进程中信号量、共享内存、消息队列相关的函数的使用。实验原理： Linux下进程通信相关函数除上次实验所用的几个还有： 信号量 信号量又称为信号灯，它是用来协调不同进程间的数据对象的，而最主要的应用是前一节的共享内存方式的进程间通信。要调用的第一个函数是semget，用以获得一个信号量ID。 int semget(key_t key, int nsems, int flag); key是IPC结构的关键字，flag将来决定是创建新的信号量集合，还是引用一个现有的信号量集合。nsems是该集合中的信号量数。如果是创建新集合（一般在服务器中），则必须指定nsems；如果是引用一个现有的信号量集合（一般在客户机中）则将nsems指定为0。 semctl函数用来对信号量进行操作。 int semctl(int semid, int semnum, int cmd, union semun arg); 不同的操作是通过cmd参数来实现的，在头文件sem.h中定义了7种不同的操作，实际编程时可以参照使用。 semop函数自动执行信号量集合上的操作数组。 int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t nops); semoparray是一个指针，它指向一个信号量操作数组。nops规定该数组中操作的数量。 ftok原型如下： key_t ftok( char * fname, int id ) fname就是指定的文件名(该文件必须是存在而且可以访问的)，id是子序号，虽然为int，但是只有8个比特被使用(0-255)。 当成功执行的时候，一个key_t值将会被返回，否则-1 被返回。 共享内存 共享内存是运行在同一台机器上的进程间通信最快的方式，因为数据不需要在不同的进程间复制。通常由一个进程创建一块共享内存区，其余进程对这块内存区进行读写。首先要用的函数是shmget，它获得一个共享存储标识符。 #include
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步齿形带传动。 同步齿形带传动如下特点： 1.平均传动比准确； 2.带的初拉力较小，轴和轴承上所受的载荷较小； 3.由于带薄而轻，强力层强度高，故带速可达40m/s,传动比可达10，结构紧凑，传递功率可达200kW，因而应用日益广泛； 4.效率较高，约为0.98。 5.带及带轮价格较高，对制造安装要求高。 同步齿形带常用于要求传动比准确的中小功率传动中，其传动能力取决于带的强度。带的模数 m 及宽度b 越大，则能传递的圆周力也越大。 图2-2同步齿形带传动结构 2.谐波传动 谐波齿轮减速器是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器。谐波齿轮传动（简称谐波传动），它是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。 （一）传动原理 图2-3谐波传动原理 图2-3示出一种最简单的谐波传动工作原理图。 它主要由三个基本构件组成： （1）带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）2，它相当于行星系中的中心轮； （2）带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）1，它相当于行星齿轮； （3）波发生器H，它相当于行星架。 作为减速器使用，通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。
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DJNZ R5, $ DJNZ R4, DI RET END
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传感器原理实验指导书
《传感器原理及应用》实验指导书闻福三郭芸君编著 电子技术省级实验教学示范中心
实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 一、 实验目的 了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二、 实验仪器 1、传感器特性综合实验仪 THQC-1型 1台 2、万用表 MY60 1个 三、 实验原理 金属丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值会发生变化，这就是金属的电阻应变效应。 金属的电阻表达式为： S l R ρ = （1） 当金属电阻丝受到轴向拉力F 作用时，将伸长l ?，横截面积相应减小S ?，电阻率因晶格变化等因素的影响而改变ρ?，故引起电阻值变化R ?。 用应变片测量受力时，将应变片粘贴于被测对象表面上。在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化。通过转换电路转换为相应的电压或电流的变化，可以得到被测对象的应变值ε，而根据应力应变关系 εσE = （2） 式中：ζ——测试的应力； E ——材料弹性模量。 可以测得应力值ζ。通过弹性敏感元件，将位移、力、力矩、加速度、压力等物理量转换为应变，因此可以用应变片测量上述各量，从而做成各种应变式传感器。电阻应变片可分为金属丝式应变片，金属箔式应变片，金属薄膜应变片。 四、 实验内容与步骤 1、应变式传感器已装到应变传感器模块上。用万用表测量传感器中各应变片R1、R 2、R 3、R4，R1=R2=R3=R4=350Ω。 2、将主控箱与模板电源±15V 相对应连接，无误后，合上主控箱电源开关，按图1-1顺时针调节Rw2使之中间位置，再进行放大器调零，方法为：将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi 相连，调节实验模板上调零电位器Rw3，使数显表显示为零，（数显表的切换开关打到2V 档）。关闭主控箱电源。（注意：当Rw2的位置一旦确定，就不能改变。） 3、应变式传感器的其中一个应变片R1（即模板左上方的R1）接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥，（如四根粗实线），把电桥调零电位器Rw1，电源±5V ，此时应将±5V 地与±15V 地短接（因为不共地）如图1-1所示。检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节Rw1，使数显表显示为零。 4、按表1-1中给出的砝码重量值，读取数显表数值填入表1-1中。
李建伟版实用操作系统第二版最新习题 3 进程同步与通信
李建伟版实用操作系统第二版最新习题 3 进程同步与通信 一、选择题 题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案A D D C B C A B A A 题号11 12 答案D C 二、综合题 1、答：临界资源也称独占资源、互斥资源，它是指某段时间内只充许一个进程使用的资源。比如打印机等硬件资源，以及只能互斥使用的变量、表格、队列等软件资源。各个进程中访问临界资源的、必须互斥执行的程序代码段称为临界区，各进程中访问同一临界资源的程序代码段必须互斥执行。 为防止两个进程同时进入临界区,可采用软件解决方法或同步机构来协调它们。但是,不论是软件算法还是同步机构都应遵循下述准则: ①空闲让进。②忙则等待。③有限等待。④让权等待。 2、答：忙等待意味着一个进程正在等待满足一个没有闲置处理器的严格循环的条件。因为只有一个CPU 为多个进程服务，因此这种等待浪费了CPU 的时钟。 其他类型的等待：与忙等待需要占用处理器不同，另外一种等待则允许放弃处理器。如进程阻塞自己并且等待在合适的时间被唤醒。忙等可以采用更为有效的办法来避免。例如：执行请求（类似于中断）机制以及PV 信号量机制，均可避免“忙等待”现象的发生。 3、答： 在生产者—消费者问题中，Producer 进程中P（empty）和P(mutex)互换先后次序。先 执行P(mutex)，假设成功，生产者进程获得对缓冲区的访问权，但如果此时缓冲池已满，没有空缓冲区可供其使用，后续的P（empty）原语没有通过，Producer 阻塞在信号量empty 上,而此时mutex 已被改为0，没有恢复成初值1。切换到消费者进程后,Consumer 进程执行P（full）成功，但其执行P（mutex）时由于Producer 正在访问缓冲区，所以不成功，阻塞在信号量mutex 上。生产者进程和消费者进程两者均无法继续执行，相互等待对方释放资源，会产生死锁。 在生产者和消费者进程中，V 操作的次序无关紧要，不会出现死锁现象。 4、答：
[实用参考]银行业务模拟操作实验指导书.docx
《银行业务模拟操作》 实验指导书 授课班级 教师： 第一部分实验概述 一、课程性质 本课程为金融学专业必修的实践环节。 课程编号： 适用专业：金融学 先修课：金融学、国际金融、商业银行经营管理、会计学或金融会计等 学时数：30课时 学分数：1学分 二、实验目的 1、将银行经营管理的理论与实践相结合，系统地实践、体验和学习银行业务的 相关内容； 2、理解银行与个人、银行与企业以及银行之间的关系； 3、在高度仿真的模拟环境中，获得实践的经验，基本掌握不同柜面业务的处理 方法。 三、实验内容 在银行模拟系统软件中，学生扮演在银行中工作的柜员，进行存款、贷款、出纳、结算、账户管理等业务处理的模拟练习。 四、成绩评定
每个学生由易到难、循序渐进地进行上述各大类业务的模拟练习，系统根据操作的熟练程度和正确率进行自动评分。 学生最终的成绩由以下三部分构成： 模拟操作分数：60％ 考勤：20％ 实验报告：20％ 五、实验室要求 1、在实验室机器上不得从事与本课程无关的活动。 2、遵守实验室规则，保持实验室清洁。 第二部分主页操作介绍 一、登录系统 登录http://172.25.69.211/simbankv4/l00.aspG进入SimBank银行模拟教学平台登录界面。分别输入帐号（即自己的学号）及密码（初始没有密码），点击“登录”按钮，进入模拟教学系统首页，如图1。在此可以看到指导教师发布的通知、实验内容的链接列表、成绩图表和相关知识链接。 在画面右上角处： 点击“个人信息”：学生可查看个人信息、修改姓名及密码。 点击“在线帮助”：可查询各项功能的具体操作。 点击“退出系统”：可重新进入登录画面。 图1 二、营业大厅
实验指导书
实验一材料硬度测定(综合性) 一、实验内容 1.金属布氏硬度实验。 2.金属洛氏硬度实验。 二、实验目的及要求 该实验的目的是使学生熟悉金属布氏、洛氏、维氏硬度计的使用方法，巩固硬度试验方法的理论知识，掌握各种硬度计的结构原理、操作方法及注意事项。要求学生具有踏实的理论知识，同时也具有严谨、一丝不苟的作风。 三、实验条件及要求 （一）实验条件 1.布氏硬度计、洛氏硬度计和显维硬度计，读数放大镜，标准硬度块。 2.推荐试样用材：灰铸铁、经调质处理的45钢、淬火低温回火的T10钢。 （二）要求 制备试样过程中不得使试样因冷、热加工影响试验面原来的硬度。试验面应为光滑的平面，不应有氧化皮及污物，测布氏硬度、洛氏硬度时试验面的粗糙度Ra≤0.8μm。 试验时，应保证试验力垂直作用于试验面上，保证试验面不产生变形、挠曲和振动。试验应在10～35℃温度范围内进行。 不同硬度试验对试样及试验操作尚有具体要求。 四、实验相关知识点 1.硬度试验原理。 2.对试样的要求。 3.硬度试验方法的选择。 4.各种硬度计的结构原理、操作方法及注意事项。 5.试验数据的获得。 6.不同硬度试验方法的关系。 五、实验实施步骤 （一）金属布氏硬度试验 金属布氏硬度值是单位压痕表面积所承受的外力。
1.试验规范的选择 布氏硬度试验时应根据测试材料的硬度和试样厚度选择试验规范，即压头材料与直径、F/D2值、试验力F及试验力保持时间t。 （1）压头材料与直径的选择压头为硬质合金球。 球体直径D的选择按GB/T231.1-2009《金属布氏硬度试验方法》有五种，即10mm、5mm、2.5mm、2mm和1mm。压头直径可根据试样厚度选择，见压头直径、压痕平均直径与试样最小厚度关系表。选择压头直径时，在试样厚度允许的条件下尽量选用10mm球体作压头，以便得到较大的压痕，使所测的硬度值具有代表性和重复性，从而更充分地反映出金属的平均硬度。 （2）F/D2、试验力F及试验力的选择 F/D2比值有七种：30、15、10、5、2.5、1.25和1，其值主要根据试验材料的种类及其硬度范围来选择。 球体直径D和F/D2比值确定后，试验力F也就确定了。 试验须保证压痕直径d在（0.24～0.6）D范围内，试样厚度为压痕深度的10倍以上。 （3）试验力保持时间t的选择试验力保持时间t主要根据试样材料的硬度来选择。黑色金属：t＝10～15s；有色金属：t＝（30±2）s；<35HBW的材料：t＝（60±2）s。 2.布氏硬度试验过程 （1）试验前，应使用与试样硬度相近的二等标准布氏硬度块对硬度计进行校对，即在硬度块上不同部位测试五个点的硬度，取其平均值，其值不超过标准硬度块硬度值的±3％方可进行试验，否则应对硬度计进行调整、修理。 （2）接通电源，打开电源开关。将试样安放在试验机工作台上，转动手轮使工作台慢慢上升，使试样与压头紧密接触，直至手轮与螺母产生相对滑动。同时应保证试验过程中试验力作用方向与试验面垂直，试样不发生倾斜、移动、振动。 启动按钮开关，在施力指示灯亮的同时迅速拧紧压紧螺钉，使圆盘随曲柄一起回转，直至自动反向转动为止，施力指示灯熄灭。从施力指示灯亮到熄灭的时间为试验力保持时间，转动手轮取下试样。 （3）用读数显微镜在两个互相垂直的方向测量出试样表面的压痕直径d1 。
进程同步实验报告
实验三进程的同步 一、实验目的 1、了解进程同步和互斥的概念及实现方法； 2、更深一步的了解fork()的系统调用方式。 二、实验内容 1、预习操作系统进程同步的概念及实现方法。 2、编写一段源程序，用系统调用fork()创建两个子进程，当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和字符“c”。程序的输出是什么？分析原因。 3、阅读模拟火车站售票系统和实现进程的管道通信源代码，查阅有关进程创建、进程互斥、进程同步的系统功能调用或API，简要解释例程中用到的系统功能或API的用法，并编辑、编译、运行程序，记录程序的运行结果，尝试给出合理的解释。 4、（选做）修改问题2的代码，使得父子按顺序显示字符“a”；“b”、“c”编辑、编译、运行。记录程序运行结果。 三、设计思想 1、程序框架 （1）创建两个子进程：（2）售票系统：
（3）管道通信： 先创建子进程，然后对内容加锁，将输出语句存入缓存，并让子进程自己进入睡眠，等待别的进程将其唤醒，最后解锁；第二个子进程也执行这样的过程。父进程等待子进程后读内容并输出。 （4）修改程序（1）：在子进程的输出语句前加上sleep()语句，即等待父进程执行完以后再输出。 2、用到的文件系统调用函数 （1）创建两个子进程：fork() （2）售票系统：DWORD WINAPI Fun1Proc(LPVOID lpPartameter); CreateThread(NULL,0,Fun1Proc,NULL,0,NULL); CloseHandle(hThread1); (HANDLE)CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); Sleep(4000)（sleep调用进程进入睡眠状态(封锁), 直到被唤醒）; WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE); ReleaseMutex(hMutex); （3）管道通信：pipe(fd)，fd: int fd[2]，其中: fd[0] 、fd[1]文件描述符（读、写）; lockf( fd，function，byte)（fd: 文件描述符；function: 1: 锁定 0:解锁；byte: 锁定的字节数，0: 从当前位置到文件尾）; write(fd，buf，byte)、read(fd，buf，byte) （fd: 文件描述符；buf : 信息传送的源（目标）地址；byte: 传送的字节数）; sleep(5); exit(0); read(fd[0]，s，50) （4）修改程序（1）：fork(); sleep(); 四、调试过程 1、测试数据设计 （1）创建两个子进程：
机械优化设计实验指导书(114830)讲解学习
机械优化设计实验指导书 实验一用外推法求解一维优化问题的搜索区间 一、实验目的： 1、加深对外推法（进退法）的基本理论和算法步骤的理解。 2、培养学生独立编制、调试机械优化算法程序的能力。 3、培养学生灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。 二、主要设备及软件配置 硬件：计算机（1台/人） 软件：VC6.0（Turbo C） 三、算法程序框图及算法步骤 图1-1 外推法（进退法）程序框图
算法程序框图：如图1-1所示。 算法步骤：（1）选定初始点a1=0, 初始步长h＝h0，计算 y1＝f(a1)， a2=a1＋h,y2＝f(a2)。 （2）比较y1和y2: （a）如y1≤y2, 向右前进；，转（3）； （b）如y2＞y1, 向左后退；h＝－h，将a1与a2，y1与y2的 值互换。转（3）向后探测； (3）产生新的探测点a3＝a2＋h，y3＝f(a3); (4) 比较函数值 y2和y3： （a）如y2>y3, 加大步长 h＝2h ，a1=a2, a2=a3,转（3）继续 探测。 （b）如y2≤y3,则初始区间得到：a=min[a1,a3]， b=max[a3,a1]，函数最小值所在的区间为[a， b] 。 四、实验内容与结果分析 1、根据算法程序框图和算法步骤编写计算机程序; 2、求解函数f(x)=3x2-8x+9的搜索区间，初始点a1=0,初始步长h0=0.1; 3、如果初始点a1=1.8,初始步长h0=0.1,结果又如何？ 4、试分析初始点和初始步长的选择对搜索计算的影响。
实验二用黄金分割法求解一维搜索问题 一、实验目的： 1、加深对黄金分割法的基本理论和算法步骤的理解。 2、培养学生独立编制、调试机械优化算法程序的能力。 3、培养学生灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。 二、主要设备及软件配置 硬件：计算机（1台/人） 软件：VC6.0（Turbo C） 三、算法程序框图及算法步骤 图1-2 黄金分割法程序框图 算法程序框图：如图1-2所示。 算法步骤： 1）给出初始搜索区间[a，b]及收敛精度ε，将λ赋以0.618。
操作系统进程创建及通信实验报告
武汉工程大学计算机科学与工程学院 《操作系统》实验报告[Ⅰ]
一、实验目的 创建进程，实现进程消息通信和共享内存通信，了解进程的创建、退出和获取进程信。了解什么是映像文件、管道通信及其作用，掌握通过内存映像文件和管道技术实现进程通信。 二、实验内容 本例用三种方法实现进程通信，仅用于示例目的，没有进行功能优化。 1、创建进程A和B后，在进程A中输入一些字符，点“利用 SendMessage发送消息”按钮可将消息发到进程B。 2、在进程A中输入一些字符，点“写数据到内存映像文件”按钮， 然后在进程B中点“从内存映像文件读数据”按钮可收到消息。其中在点“写数据到内存映像文件”时，要求创建映像文件，B进程在印象文件中读取数据。 3、先在进程B中点“创建管道并接收数据”按钮，然后在进程A 中输入一些字符，点“写数据到管道文件”按钮可将消息发到进程B。管道是连接读/写进程使他们进行通信的一个共享文件，目的是更好地实现进程间的通信。 三、实验思想 这次试验最主要的内容和核心思想就是学会创建进程并实现进程间的简单通信、创建映像文件和创建管道文件来通信，后两者是实现进程通信的高级通信机制中的两种。. 创建一个程序A和程序B，其中程序A和B各有一个主窗体，A主窗体上要求可以实现创建进程B（即调用函数B）、结束进程B、关闭进程A、向进程B发送数据、创建映像文件、创建管道文件等功能，进程B要求有从映像文件读取数据、创建管道并接收数据、结束进程B功能。最终让A、B进程相互通信。
四、设计分析： 首先设得设计A、B两个程序的操作界面，然后编写各个功能模块。对于A 程序窗体，在“利用SendMessage发送消息”按钮的消息响应函数中，主要是利用Windows API函数CWnd::FindWindow来找到接收消息的窗体，即进程B，找到进程B后，利用这个函数返回的窗体指针的SendMessage函数来发送消息。在“写数据到内存印象文件”按钮的消息响应函数中，主要是利用函数CreateFileMapping来创建一个印象文件，这个函数返回的是这个印象文件的句柄，然后将这个句柄和要发送的消息字符串传递到函数sprintf中，就可以所要发送的消息写入印象文件，在B程序窗体中有个“从内存印象文件读数据”按钮，在这个按钮的消息响应函数中读取父进程所创建的印象文件中的数据就可以实现通信了。在B程序窗体按钮“写数据到管道文件”的消息响应函数中，不能直接将要发送的消息发送到管道文件，因为管道必须先由子进程通过函数CreateNamedPipe创建，只有待子进程创建好管道后父进程才能根据管道创建管道文件，将消息写入管道文件并及时发送给子进程。而且这个管道只能使用一次，即每次发送完消息后那个管道不能在使用了，必须再由子进程创建一个管道，A 进程才能再次创建管道文件并向其中写入消息。这个程序也不一定要MFC实现，还可以用其他的技术和语言实现，比如说Java、VB等，外表构架可以不一样，但核心技术都是一样的，只是不同的调用形式和调用方法，比如说在VB中，实现进程间的一般通信就是使用动态数据交换ＤＤＥ，实现起来就比较简单，但是要创建映像文件和管道文件就比较繁琐，可以根据不同的需求采用不同的语言。 五、程序部分源代码： 1.“利用SendMessage发送消息”按钮中的主要代码 //找到接收消息的窗口(窗口名为Receiver) CString str="进程B"; CWnd *pWnd=CWnd::FindWindow(NULL,str); if(pWnd) { COPYDATASTRUCT buf; char * s=new char[m_Msg1.GetLength()]; //m_Msg1为CString类型的变量 s=m_Msg1.GetBuffer(0);
操作系统实验-进程同步与互斥
实验四：进程的管道通信 实验题目 进程的管道通信 实验目的 加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。学习进程创建的过程，进一步认识进程并发执行的实质。分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法。学习解决进程同步的方法。掌握Linux系统中进程间通过管道通信的具体实现 实验内容 使用系统调用pipe()建立一条管道，系统调用fork()分别创建两个子进程，它们分别向管道写一句话，如： Child process1 is sending a message! Child process2 is sending a message! 父进程分别从管道读出来自两个子进程的信息，显示在屏幕上。 当然，仅仅通过屏幕上输出这两句话还不能说明实现了进程的管道通信，为了能够更好的证明和显示出进程的同步互斥和通信，在其中要加入必要的跟踪条件，如一定的输出语句等，来反映程序的并发执行情况 实验要求 这是一个设计型实验，要求自行、独立编制程序。两个子进程要并发执行。实现管道的互斥使用。当一个子进程正在对管道进行写操
作时，另一个欲写入管道的子进程必须等待。使用系统调用lockf(fd[1],1,0)实现对管道的加锁操作，用lockf(fd[1],0,0)解除对管道的锁定。实现父子进程的同步，当父进程试图从一空管道中读取数据时，便进入等待状态，直到子进程将数据写入管道返回后，才将其唤醒。 为了清楚的反应进程的同步，在子进程完成相应的操作后，调用sleep()函数睡眠一段时间（程序中定为3s）。父进程先执行wait()函数，当有子进程执行完毕后，会得到子进程的返回结果并清理子进程。若子进程没执行完，父进程一直执行wait()进行监听，知道有一个子进程执行完成为僵尸进程。 程序中用到的系统调用 因为程序时在linux系统上进行编写的，所以其中要利用到相关的linux提供的系统调用。 所用到的系统调用包含在如下头文件中。 #include
《机械精度设计和测量》实验指导书
《机械精度设计与测量》 实验指导书 编制：张维合 审核： 日期：
目录 第一章量具的使用 (3) 第二章随机误差的特性与处理 (7)
第一章量具的使用 第一节技术测量的基本知识 1.1 测量的一般概念 技术测量主要是研究对零件的几何参数进行测量和检验的一门技术。 所谓“测量”就是将一个待确定的物理量，与一个作为测量单位的标准量进行比较的过程。他包括四个方面的因素，即：测量对象、测量方法、测量单位和测量精度。 “检验”具有比测量更广泛的含义。例如表面疵病的检验，金属内部缺陷的检验，在这些情况下，就不能采用测量的概念。 1.2长度单位基准及尺寸传递系统 1.3测量工具的分类 测量工具可按其测量原理、结构特点及用途分以下四类： 1．基准量具：①定值基准量具；②变值量具。 2．通用量具和量仪：它可以用来测量一定范围内的任意值。按结构特点可分为以下几种：（1）固定刻线量具 （2）游标量具 （3）螺旋测微量具 （4）机械式量仪 （5）光学量仪 （6）气动量仪 （7）电动量仪 3．极限规：为无刻度的专用量具。 4．检验量具：它是量具量仪和其它定位元件等的组合体，用来提高测量或检验效率，提高测量精度，在大批量生产中应用较多。 二、测量方法的分类
1．由于获得被测结果的方法不同，测量方法可分为： 直接量法 间接量法 2．根据测量结果的读值不同，测量方法可分为： 绝对量法（全值量法） 相对量法（微差或比较量法） 3．根据被测件的表面是否与测量工具有机械接触，测量方法可分为： 接触量法 不接触量法 4．根据同时测量参数的多少，可分为： 综合量法 分项量法 5．按测量对机械制造工艺过程所起的作用不同，测量方法分为： 被动测量 主动测量 1.5测量工具的度量指标 度量指标：指的是测量中应考虑的测量工具的主要性能，它是选择和使用测量工具的依据。 1．刻度间隔C：简称刻度，它是标尺上相邻两刻线之间的实际距离。 2．分度值i：标尺上每一刻度所代表的测量数值。 3．标尺的示值范围：量仪标尺上全部刻度所能代表的测量数值。 4．测量范围：①标尺的示值范围②整个量具或量仪所能量出的最大和最小的尺寸范围。 5．灵敏度：能引起量仪指示数值变化的被测尺寸的最小变动量。灵敏度说明了量仪对被测数值微小变动引起反应的敏感程度。 6．示值误差：量具或量仪上的读数与被测尺寸实际数值之差。 7．测量力：在测量过程中量具或量仪的测量面与被测工件之间的接触力。 8．放大比（传动比）：量仪指针的直线位移（或角位移）与被测量尺寸变化的比。这个比等于刻度间隔与分度值之比。 1.6测量误差 1．测量误差：被测量的实测值与真实值之间的差异。 即δ=X–Q 式中：δ—测量误差； X—实际测得的被测量； Q—被测值的真实尺寸。 由于X可能大于或小于Q，因此，δ可能是正值、负值或零。这样，上式可写成 Q=X±δ 2．测量误差产生的原因（即测量误差的组成） （1）测量仪器的误差 （2）基准件误差 （3）测量力引起的变形误差 （4）读数误差 （5）温度变化引起的误差 3．测量误差的分类 （1）系统误差：有一定变化规律的误差 （2）随机误差：变化无规律的误差，随机误差的特性及处理将在第四节介绍。 （3）粗大误差：由于测量时疏忽大意（如读数错误、计算错误等）或环境条件的突变（冲击、振动等）造成的某些较大的误差。
进程控制与进程间通信操作系统实验报告
工程大学实验报告 专业班级：姓名：学号： 课程名称：操作系统 实验成绩：指导教师：蔡敦波 实验名称：进程控制与进程间通信 一、实验目的： 1、掌握进程的概念，明确进程和程序的区别。 2、认识和了解并发执行的实质。 3、了解什么是信号。 4、熟悉LINUX系统中进程之间软中断通信的基本原理。 二、实验内容： 1、进程的创建（必做题） 编写一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每个进程在屏幕上显示一个字符；父进程显示字符“a”，子进程分别显示字符“b”和“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 <参考程序>
运行的结果是bca. 首先创建进程p1,向子进程返回0,输出b.又创建进程p2,向子进程返回0，输出c,同时向父进程返回子进程的pid，输出a 2、修改已编写的程序，将每个进程的输出由单个字符改为一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析其原因。（必做题） <参考程序> # include
运行的结果是如上图所示. 首先创建进程p1,向子进程返回0,并for语句循环输出child +i字符串.又创建进程p2,向子进程返回0，输出字符串son+i,同时向父进程返回子进程的pid，输出字符串duaghter +i ,各打印5次。