dce 2015 COMPUTER ARCHITECTURE CSE Faculty of Computer Science and Engineering Department of Computer Engineering BK TP.HCM Vo Tan Phuong http://www.cse.hcmut.edu.vn/~vtphuong dce 2015 Chapter Introduction Computer Architecture – Chapter © Fall 2015 dce 2015 Presentation Outline • Welcome to CA CSE • Computer Architectures and Trends • High-Level, Assembly-, and Machine-Languages • Components of a Computer System • Chip Manufacturing Process • Programmer's View of a Computer System Computer Architecture – Chapter © Fall 2015 dce 2015 Welcome to CA CSE • Instructor: Võ Tấn Phương Email: vtphuong@cse.hcmut.edu.vn • TA: Trần Thanh Bình Email: thanhbinh.hcmut@gmail.com • Course Web Page: – http://www.cse.hcmut.edu.vn/~vtphuong/KTMT Computer Architecture – Chapter © Fall 2015 dce 2015 Which Textbook will be Used? • Computer Organization & Design: The Hardware/Software Interface – Fourth Edition – David Patterson and John Hennessy – Morgan Kaufmann Publishers, 2009 • Read the textbook in addition to slides Computer Architecture – Chapter © Fall 2015 dce 2015 Estimated Schedule • • • • • • • • • Introduction, Performance (1 week) Integer arithmetic, Floating Point Numbers (1 week) MIPS Instruction Set Architecture (3 weeks) MIPS Assembly Programming (1 weeks) Basic Digital Function Block, ALU (1 week) Single Cycle MIPS Processor (2 weeks) Pipelined MIPS Processor (2 weeks) Memory System (1 week) Cache Memory System (2 week) Computer Architecture – Chapter © Fall 2015 dce 2015 Course Learning Outcomes • Towards the end of this course, you should be able to … – Describe the instruction set architecture of a MIPS processor – Analyze, write, and test MIPS assembly language programs – Design the datapath and control of a single-cycle CPU – Design the datapath/control of a pipelined CPU & handle hazards – Describe the organization/operation of memory and caches – Analyze the performance of processors and caches • Required Background – Ability to program confidently in Java or C – Ability to design a combinational and sequential circuit Computer Architecture – Chapter © Fall 2015 dce 2015 Tentative Grading Policy • • Labs & Assignment 40% – MIPS assembly programming 20% – Design simple CPU 20% Mid Exam – • • Quiz questions, opened book Final Exam – 30% 40% Quiz questions, opened book Bonus by white board quick exercises (max + 2) Computer Architecture – Chapter © Fall 2015 dce 2015 Software Tools • MIPS Simulators – MARS: MIPS Assembly and Runtime Simulator • Runs MIPS-32 assembly language programs • Website: http://courses.missouristate.edu/KenVollmar/MARS/ – SPIM • Also Runs MIPS-32 assembly language programs • Website: http://www.cs.wisc.edu/~larus/spim.html • Design simple CPU – NandToTetris • Link: http://www.nand2tetris.org/course.php Computer Architecture – Chapter © Fall 2015 dce 2015 Presentation Outline • Welcome to CA CSE • Computer Architectures and Trends • High-Level, Assembly-, and Machine-Languages • Components of a Computer System • Chip Manufacturing Process • Programmer's View of a Computer System Computer Architecture – Chapter © Fall 2015 10 dce 2015 Magnetic Disk Storage A Magnetic disk consists of a collection of platters Provides a number of recording surfaces Read/write head Actuator Recording area Arm provides read/write heads for all surfaces The disk heads are connected together and move in conjunction Computer Architecture – Chapter Track Track Track Arm Direction of rotation Platter Spindle © Fall 2015 41 dce 2015 Magnetic Disk Storage Disk Access Time = Seek Time + Rotation Latency + Transfer Time Read/write head Sector Actuator Recording area Seek Time: head movement to the desired track (milliseconds) Rotation Latency: disk rotation until desired sector arrives under the head Transfer Time: to transfer data Computer Architecture – Chapter Track Track Track Arm Direction of rotation Platter Spindle © Fall 2015 42 dce 2015 Inside the Processor (CPU) Computer Architecture – Chapter © Fall 2015 43 Inside the TUẦN 11– Tiết 15 Ngày soạn: ……/……/……… Lớp dạy :12A1,12A4,12A5 Ngày dạy: ……/……/……… Bài 15 BÀI TẬP CHƯƠNG I - II I MỤC TIÊU BÀI HỌC Kiến thức: Khắc sâu kiến thức sở vật chất - chế di truyền biến dị quy luật di truyền Kĩ năng: - Biết cách ứng dụng toán xác suất vào giải tập di truyền - Thơng qua việc phân tích kết lai: Biết cách nhận biết tượng tương tác gen; phân biệt phân li độc lập với liên kết hoán vị gen; nhận biết gen nằm NST thường, NST giới tính hay gen ngồi nhân - Rèn kĩ vận dụng lí thuyết giải tập di truyền Thái độ: u thích mơn, thích tìm hiểu, khám phá, giải tốn sinh học II CHUẨN BỊ - Hình ảnh cấu trúc ADN theo nguyên tắc bổ sung, chế phiên mã, giải mã - Máy tính, máy chiếu, phiếu học tập bảng phụ III PHƯƠNG PHÁP : vấn đáp tái kiến thức IV TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC DẠY HỌC Ổn định tổ chức lớp: Kiểm tra cũ: Lồng ghép vào giảng Bài mới: A Phương pháp giải tập di truyền (chương II): a Cách giải tập lai cặp tính trạng: Phép lai cặp TT đề cập tới qui luật di truyền: Phân li, trội khơng hồn tồn, tương tác gen không alen, tác động cộng gộp, di truyền liên kết giới tính * Xác định tỉ lệ KG, KH F1 hay F2 Đề cho biết TT trội, lặn hay trung gian gen qui định TT (gen đa hiệu, tương tác gen không alen, TT đa gen ) KH P Căn vào yêu cầu đề (xác định F1 hay F2), ta suy nhanh KG P Từ viết sơ đồ lai từ P đến F1 F2 để xác định tỉ lệ KG KH F1 hay F2 Ví dụ tỉ lệ KH 3:1 (trội hồn tồn), 1:1 (lai phân tích), 1:2:1 (trội khơng hồn tồn), 9:7 (tương tác gen không alen) * Xác định KG, KH P: Đề cho biết số lượng hay tỉ lệ KH F1 F2 Căn vào KH hay tỉ lệ ta nhanh chóng suy KG KH (nếu đề chưa cho) Ví dụ: Nếu F1 có tỉ lệ KH 3:1 P dị hợp tử, hay 1:1 bên P thể dị hợp, bên lại thể đồng hợp lặn, F2 có tổng tỉ lệ KH 16 tùy tỉ lệ KH mà xác định kiểu tương tác gen không alen cụ thể b Cách giải tập lai nhiều cặp tính trạng: Phép lai hai hay nhiều cặp TT đề cập tới qui luật di truyền: Phân li độc lập, di truyền liên kết hồn tồn khơng hồn tồn * Xác định tỉ lệ KG, KH F1 hay F2 Đề cho qui luật di truyền cặp TT gen chi phối cặp TT nằm NST NST khác Dựa vào kiện đề cho ta viết sơ đồ lai từ P đến F1 F2 để xác định tỉ lệ KG KH F1 F2 * Xác định KG, KH P: Đề cho biết số lượng cá thể tỉ lệ KH F1 hay F2 Trước hết phải xác định qui luật di truyền chi phối cặp TT, từ suy kiểu gen P F1 cặp TT Căn vào tỉ lệ KH thu phép lai để xác định qui luật di truyền chi phối TT: - Nếu tỉ lệ KH tích xác suất TT hợp thành TT bị chi phối qui luật phân li độc lập - Nếu tỉ lệ KH 3:1 1:2:1 cặp TT di truyền liên kết hồn tồn - Nếu tỉ lệ KH không ứng với trường hợp cặp tính trạng di truyền liên kết khơng hồn tồn B Gợi ý đáp án tập chương I trang 64: 1/65: a) Mạch khuôn 3’ … TAT GGG XAT GTA ATG GGX …5’ Mạch bổ sung 5’ … ATA XXX GTA XAT TAX XXG …3’ mARN 5’ … AUA XXX GUA XAU UAX XXG…3’ b) Có 18/3 = codon/mARN c) Các ba đối mã tARN codon: UAU GGG XAU GUA AUG GGX 3/65: Đoạn chuỗi polipeptit: Arg Gly Ser Phe Val Asp Arg mARN: 5’ AGG GGU UXX UUX GUX GAU XGG 3’ ADN: - Mạch khuôn 3’ TXX XXA AGG AAG XAG XTA GXX 5’ - Mạch bổ sung: 5’AGG GGT TXX TTX GTX GAT XGG 3’ 6/65 : Theo đề ra, 2n = 10 -> n = Số lượng thể ba tối đa không tính đến trường hợp thể ba kép C Gợi ý đáp án tập chương II SGK: 2/66: Cần phải sử dụng qui luật xác suất để giải nhanh a Tỉ lệ KH trội gen A 1/2, gen B 3/4, gen C 1/2, gen D 3/4 gen E 1/2 Do tỉ lệ đời có tỉ lệ KH trội tất tính trạng bằng: 1/2x3/4x1/2x3/4x1/2 b Tỉ lệ đời có KH giống mẹ 1/2x3/4x1/2x3/4x1/2 c Tỉ lệ đời có KG giống bố bằng: 1/2x1/2x1/2x1/2x1/2 6/67: C 7/67:D Củng cố: - Nêu cách nhận biết qui luật di truyền - GV tóm nhận xét tiết học, ý thức chuẩn bị tập học sinh Dặn dò: - Ơn tập chuẩn bị kiểm tra tiết - Làm tập lại Ôn tập chương I, II Nội dung Trường điện từ Nhắc lại cảm ứng điện từ Định luật Maxwell-Faraday Định luật Maxwell-Ampère Trường điện từ – Các phương trình Maxwell Lê Quang Nguyên www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen nguyenquangle59@yahoo.com 1a Sức điện động cảm ứng • Khi từ thông qua vòng dây dẫn thay đổi vòng dây xuất sức điện động cảm ứng: • Từ thông thay đổi do: • Từ trường thay đổi theo thời gian: dΦ/dt đạo hàm Φ theo thời gian • Vòng dây chuyển động từ trường tĩnh: dΦ/dt từ thông mà vòng dây quét đơn vị thời gian 1b Định luật Lenz • Chiều dòng cảm ứng hay sức điện động cảm ứng xác định định luật Lenz: • Dòng cảm ứng có chiều cho chiều từ trường cảm ứng chống lại biến đổi từ thông dΦ ε= dt x l i’ B B dx dΦ = Bldx B’ N S 1c Định luật Faraday • Định luật Faraday xác định chiều lẫn độ lớn sức điện động cảm ứng: • chiều dương từ thông chiều dương sức điện động cảm ứng phải liên hệ với theo quy tắc bàn tay phải Bài tập 1.1 Φ>0 vl 2πr vI (c) ε = μ0 2πr (a) ε = μ0 ε>0 Trả lời BT 1.1 • Trong thời gian dt, quét I diện tích dS = ldr = lvdt • Từ thông quét thời gian đó: dΦ = BdS = μ0 • Câu trả lời (d) vIr 2πl vIl (d) ε = μ0 2πr (b) ε = μ0 • Dòng cảm ứng trường hợp lực từ tạo nên x B Fm = −ev × B v I lvdt 2πr dΦ I = μ0 vl dt 2πr v r Trả lời BT 1.1 (tt) • Sđđ cảm ứng là: ε= I Một dẫn chiều dài l di chuyển với vận tốc không đổi v xa dòng điện thẳng vô hạn, cường độ I Ở khoảng cách r, sđđ cảm ứng hai đầu là: dΦ ε=− dt r dr • Fm hướng xuống: e− xuống, dòng điện lên • Hai đầu tích điện trái dấu, với đầu dương • Khi có dẫn chuyển động ta dùng lực từ để tìm chiều dòng cảm ứng I x B + − v Fm Bài tập 1.2 Trả lời BT 1.2 Một khung dây dẫn tròn bán kính a đặt từ trường B = B0e−ωt, với B0 không đổi hợp với pháp tuyến khung dây góc α Sức điện động cảm ứng xuất khung là: (a) (b) (c) (d) • Sức điện động cảm ứng: α n dΦ dB = − πa2 cos α dt dt dB d = ( B0e −ωt ) = −B0ωe −ωt dt dt ε = B0ωe −ωt πa2 cos α • Câu trả lời (a) 2a Điện trường xoáy • Trong trường hợp tập 1.2 từ trường biến thiên tạo điện trường có đường sức khép kín – điện trường xoáy • Điện trường xoáy làm điện tích khung dây chuyển động thành dòng kín, tạo nên dòng cảm ứng B(t) Φ = BS cos α = Bπa2 cos α ε=− ε = B0ωe −ωt πa2 cos α ε = B0ωe −ωt πa2 ε = B0ωe −ωt πa2 cos α ε = B0ωe −ωt 2πa2 cos α B’ • Từ thông qua khung dây: F Từ thông lên giảm, từ trường cảm ứng hướng lên 2b Định luật Maxwell-Faraday • Công lực điện trường xoáy dịch chuyển đơn vị điện tích thành dòng kín sức điện động cảm ứng, đó: B(t) + i E i ε=− d dΦ ⇔ ∫ E ⋅ dr = − ∫ B ⋅ ndS dt ( S ) dt (C ) • (C) khung dây chu tuyến bất kỳ, (S) mặt giới hạn (C) • Đó định luật Maxwell-Faraday 2b Định luật Maxwell-Faraday (tt) • Chiều dương (C) phải chiều thuận pháp vectơ mặt (S) • Từ thông qua (S) giảm lưu số điện trường theo (C) dương ngược lại • Dạng vi phân định luật Maxwell-Faraday: 3a Điện trường biến thiên tạo từ trường n (S) (C) dr rotE = − d ⋅ = H dr ∫ ∫ D ⋅ ndS dt (C ) (S ) ∫ H ⋅ dr = I ∂B ∂t • I > dòng qua (S) theo chiều dương • Dạng vi phân: rotH = j (C) dr 3c Định luật Maxwell-Ampère n • Kết hợp định luật Ampère phần 3a ta có: (S) H ⋅ ds = I + ∫ (C ) (C) (C ) (S) • (S) mặt cong giới hạn chu tuyến (C) • Điện thông qua (S) tăng lưu số từ trường theo (C) dương ngược lại 3b Nhắc lại định luật Ampère • I cường độ dòng qua mặt (S) giới hạn (C): n • Ngược lại, điện trường biến thiên tạo từ trường theo: d D ⋅ ndS dt (∫S ) • Định nghĩa cường độ dòng điện dịch: I>0 Id = H dr (S) • Suy ra: ∫ (C) (C ) IR r ≤R 4a Hệ phương trình Maxwell d dE D ndS = ε πR dt (∫S ) dt μi Bs = 2πr μ0i r 2πR2 • Bs > 0: từ trường hướng theo chiều dương (C) i ε0πR2 Trả lời BT 3.1 – • Khi r > R dòng điện dịch qua (S) khác không hình tròn bán kính R: i B • Suy ra: (C) (S ) id = i Bs i 2πr = ε0πr μ0 ε0πR2 (S ) • n theo chiều điện trường: ∫ E • Dùng định luật MaxwellAmpère ta có: ∫ (S) mặt B ⋅ ndS = kín (S ) ∫ (C ) ∫ (C ) E ⋅ ds = − d B ⋅ ndS dt (∫S ) H ⋅ ds = I + d D ⋅ ndS dt (∫S ) (S) mặt giới hạn chu tuyến (C) 4b Dạng vi phân hệ pt Maxwell Định luật Gauss điện trường divD = ρ Định luật Gauss Chương 1: MỞ ĐẦU I.1 KHÁI NIỆM CHUNG: Bộ biến đổi: Điện tử công suất (ĐTCS), tên tiếng anh Power Electronics (Điện tử công suất lớn), gọi “Kỹ thuật biến đổi điện năng“, phận điện tử công nghiệp, có đối tượng mạch biến đổi dạng lượng điện để cung cấp cho tải công nghiệp sơ đồ khối hình I.1.1, đó: - Nguồn có dạng quen thuộc xoay chiều (lưới điện pha, ba pha) hay chiều (ắc qui), có thông số không đổi BỘ BIẾN ĐỔI NGUỒ N MẠCH ĐIỆ N TỬ CÔ NG SUẤ T TẢ I ĐIỀ U KHIỂ N Hình I.1.1 : Sơ đồ khối thiết bò ĐTCS - Mạch ĐTCS, gọi mạch động lực, biến đổi điện nguồn thành dạng có thông số (điện áp, tần số) cho thích hợp với tải công nghiệp hay để kiểm soát dòng lượng cung cấp cho chúng Nhờ ta nâng cao chất lượng hay điều khiển hoạt động tải công nghiệp Mạch ĐTCS khối điều khiển tạo nên Bộ Biến Đổi (BBĐ - converter) Trong thực tế, để khảo sát mạch điện tử công suất, ta cần biết quy luật điều khiển linh kiện điện tử tác động tạo nên mạch Với mạch động lực có nhiều sơ đồ điều khiển để tạo đặc tính ngỏ khác Tải BBĐ có nhiều loại, động điện (một chiều hay xoay chiều); thiết bò điện nhiệt đèn có tim, lò điện trở, hay cuộn dây lò cảm ứng; thiết bò điện hóa thiết bò điện phân, xi mạ … Tất quy đổi phần tử mạch điện R, RL, RLE, RC… Có loại BBĐ sau: - BBĐ AC – DC ( xoay chiều – chiều ) : chỉnh lưu, cung cấp áp chiều từ nguồn xoay chiều - BBĐ AC – AC ( xoay chiều – xoay chiều ) : bao gồm biến đổi điện áp xoay chiều biến đổi tần số ( biến tần ) - BBĐ DC – DC ( chiều – chiều ) : mạch biến đổi điện áp chiều - BBĐ DC – AC ( chiều – xoay chiều ) : mạch nghòch lưu Ngắt Điện Điện Tử (NĐĐT) hay Bán Dẫn (NĐBD): Vì BBĐ lượng điện, yêu cầu đặc tính ngỏ ra, hiệu suất yếu tố quan trọng Vì mạch ĐTCS giới hạn sơ đồ sử dụng linh kiện điện tử tác động làm việc chế độ đóng ngắt, tương ứng hai trạng thái: ON : đóng mạch (ví dụ transistor chế độ bảo hòa), dòng qua mạch cực đại, sụt áp linh kiện công suất bé OFF : ngắt mạch (ví dụ transistor chế độ khóa), dòng qua mạch không áp linh kiện công suất lớn Kết chế độ hoạt động tổn hao lượng linh kiện điện tử công suất bé dẫn đến hiệu suất mạch ĐTCS cao : lớn 90 %, khác hẳn mạch điện tử dùng xử lý tín hiệu hay thông tin Để việc khảo sát mạch ĐTCS có giá trò tổng quát, người ta quy linh kiện điện tử sử dụng ĐTCS ba dạng linh kiện lý tưởng gọi Ngắt Điện Điện Tử hay Ngắt Điện Bán Dẫn (NĐBD - linh kiện chủ yếu làm bán dẫn) Đó : diod, SCR ngắt điện bán dẫn chiều (NĐBD1C), có đặc tính hình I.1.2 Các đặc tính lý tưởng: sụt áp dẫn điện không, hở mạch khóa Ngắt diện bán dẫn không tiêu thụ lượng điện làm cho hiệu suất BBĐ ta thêm phần tử thụ động mạch Sự lý tưởng hóa giúp cho việc khảo sát mạch ĐTCS trở nên đơn giản, dể dàng Trong đa số trường hợp không ảnh hưởng đến kết tính toán NĐBD gọi ngắt điện công suất (power SWitch), khóa hay van G Diode NDBD1C SCR Hình I.1.2: Các loại ngắt điện bán dẫn - DIODE (chỉnh lưu): Phần tử dẫn điện chiều có hai trạng thái: ON : phân cực thuận: VAK > 0, xem sụt áp thuận VF = 0, dòng qua mạch phụ thuộc nguồn phần tử thụ động khác OFF : phân cực ngược: VAK < 0, xem hở mạch - Ngắt điện bán dẫn chiều (NĐBD1C), gọi tắt ngắt điện hay TRANSISTOR có hoạt động sau: OFF : Ngắt mạch tín hiệu điều khiển : G = Cũng transistor, NĐBD1C không cho phép phân cực ngược (VS luôn > 0) ON : NĐBD1C trở nên dẫn điện (đóng mạch) có tín hiệu điều khiển: G ≠ trở trạng thái ngắt mạch tín hiệu G NĐBD1C có hai loại : BJT tương ứng tín hiệu G dòng cực B, MOSFET công suất với G áp VGS - SCR (Silicon Controlled Rectifier – Chỉnh lưu có điều khiển): Đây linh kiện thường gặp mạch ĐTCS, có hai trạng thái: OFF : Có thể ngắt mạch hai chiều (VAK > VAK < 0) tín hiệu điều khiển : G = ON : SCR trở nên dẫn điện (đóng mạch) có tín hiệu điều khiển: G ≠ phân cực thuận VAK > Điểm đặt biệt SCR có khả tự giữ trạng thái dẫn điện: không cần tín hiệu điều khiển G ON, SCR trở trạng thái ngắt dòng qua giảm Để ý NĐBD làm việc với chiều dòng điện, linh kiện điện tử công suất thực tế dẫn điện hai chiều, lúc biểu diễn tổ hợp NĐBD Vì ngắt điện có hai trạng thái, ECE 307 - Techniques for Engineering Decisions Hungarian Method George Gross Department of Electrical and Computer Engineering University of Illinois at Urbana-Champaign ECE 307 © 2008-2009 George Gross, University of Illinois at Urbana-Champaign, All Rights Reserved ASSIGNMENT PROBLEM We are given n machines M1 , M2 , … , Mn ↔ i n jobs J1 , J2 , … , Jn ↔ j cost of doing job j on machine i c ij = Q if job j cannot be done on machine i Each machine can only one job and each job requires one machine ECE 307 © 2008-2009 George Gross, University of Illinois at Urbana-Champaign, All Rights Reserved ASSIGNMENT PROBLEM We wish to determine the optimal match, i.e., the assignment with the lowest total costs of doing the jobs on the n machines The brute force approach is simply enumeration: consider n = 10 and there are 3,628,800 possible choices! ECE 307 © 2008-2009 George Gross, University of Illinois at Urbana-Champaign, All Rights Reserved SOLUTION APPROACH We can, however, introduce categorical decision variables x ij ⎧⎪ = ⎨ ⎪⎩0 job j is assigned to machine i otherwise And the constraints can be stated as n ∑ j =1 n ∑ i =1 x ij = ∀ i each machine does exactly job x ij = ∀ j each job is assigned to only machine ECE 307 © 2008-2009 George Gross, University of Illinois at Urbana-Champaign, All Rights Reserved SOLUTION APPROACH The assignment problem, then, is formulated as n n Z = ∑ ∑ c ij x ij i =1 j =1 s.t n ∑ j =1 n ∑ i =1 x ij = ∀i x ij = ∀j x ij ∈ { , } ∀i, j Thus, the assignment problem can be viewed as a special case of transportation problem ECE 307 © 2008-2009 George Gross, University of Illinois at Urbana-Champaign, All Rights Reserved COST MATRIX job j mach i M1 J1 J2 … x 11 x 12 … x 21 M2 x 22 c 22 c 21 … … x n1 x n2 c n1 demands ECE 307 x 1n c n2 1 c 1n … … … … x 2n c 2n … x nn … … Mn Jn c 12 c 11 supplies c nn © 2008-2009 George Gross, University of Illinois at Urbana-Champaign, All Rights Reserved SIMPLIFIED COST MATRIX Since demands and supplies are for all assignment problems, we represent the assignment problem by the cost matrix below job j J1 J2 … Jn M1 c 11 c 12 … c 1n M2 c 21 c 22 … c 2n … … … … … Mn c n1 c n2 … c n1 mach i ECE 307 © 2008-2009 George Gross, University of Illinois at Urbana-Champaign, All Rights Reserved HISTORY OF HUNGARIAN METHOD First published by Harold Kuhn in 1955 Based on earlier works of two Hungarian mathematicians, Dénes König and Jenő Egerváry ECE 307 © 2008-2009 George Gross, University of Illinois at Urbana-Champaign, All Rights Reserved FACT n n n n Z = ∑∑ c ij x ij − k Z = ∑∑ c ij x ij i =1 j =1 i =1 j =1 s.t s.t n ∑ j =1 n ∑ i =1 x ij = ∀ i x ij = ∀ j x ij ∈ { , } ∀ i , j n (i) ∑ j =1 n ∑ i =1 x ij = ∀ i (ii) x ij = ∀ j x ij ∈ { , } ∀ i , j If x *ij ≤ for i , j ≤ n optimizes problem (i ), then x *ij ≤ for i , j ≤ n also optimizes problem (ii ) ECE 307 © 2008-2009 George Gross, University of Illinois at Urbana-Champaign, All Rights Reserved BASIC IDEA The optimal assignment is not affected by a constant added or subtracted from any row of the original assignment cost matrix by the fact in the previous slide and Z = ∑(c n j =1 = n qj n ) − k x qj + n n c ij x ij ∑∑ i =1 j =1 i ≠q n c ij x ij − k ∑ xq j ∑∑ i =1 j =1 j =1 =Z −k A similar statement holds with respect to the column of the cost matrix ECE 307 © 2008-2009 George Gross, University of Illinois at Urbana-Champaign, All Rights Reserved 10 HUNGARIAN METHOD The rationale for this operation is that we subtract the smallest value from each element in a row including any element that is covered by a line; to compensate we also need to add an equal value to the element which is covered by the intersection of two lines and therefore the operation keeps the value of the elements not at an intersection unchanged ECE 307 © 2008-2009 George Gross, University of Illinois at Urbana-Champaign, All Rights Reserved 19 EXAMPLE job j J1 J2 J3 J4 M1 10 M2 8 M3 M4 mach i ECE 307 © 2008-2009 George Gross, CHƯƠNG TS Nguyễn Thò Bảy I GIỚI THIỆU MÔN HỌC CƠ LƯU CHẤT Đối tượng nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu : chất lỏng chất khí qui luật lưu chất trạng thái tónh động Mục tiêu nghiên cứu : Nhằm phục vụ nhiều lónh vực : ¾Thiết kế phương tiện vận chuyển : xe hơi, tàu thủy, máy bay, hỏa tiễn ¾Xây dựng: cấp, thoát nước, công trình thủy lợi (cống, đê, hồ chứa, nhà máy thủy điện ), tính toán thiết kế cầu, nhà cao tầng… ¾Thiết kế thiết bò thủy lực : máy bơm, tua bin, quạt gió, máy nén ¾Khí tượng thủy văn : dự báo bão, lũ lụt , ¾Y khoa: mô tuần hoàn máu thể, tính toán thiết kế máy trợ tim nhân tạo ¾Trong sống ngày, cần nhiều kiến thức CLC Ví dụ: Lực hút hai doàn tàu chạy song song nhau, nồi áp suất,… Phân biệt lưu chất : ¾Lực liên kết phân tử nhỏ → Có hình dạng phụ thuộc vào vật chứa ¾Không chòu tác dụng lực cắt, lực kéo → Lưu chất môi trường liên tục ¾Dưới tác dụng lực kéo → Lưu chất chảy (không giữ trạng thái tónh ban đầu) II CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CƠ BẢN CỦA LƯU CHẤT 2.1 Khối lượng riêng, trọng lượng riêng, tỷ trọng, thể tích riêng: ρ n = 1000kg / m ∆M ¾Khối lượng riêng: ρ = lim ¾Trọng lượng riêng: γ = ρg ∆V → Ví dụ: (kg / m ) ∆V ρ kk = 1,228kg / m 1kgf = 9,81N ( N / m ); (kgf / m ); γ n = 9,81.103 ( N / m ) ρ ρn ¾Tỷ trọng: δ= ¾Thể tích riêng: V= Sự thay đổi g theo vó độ độ cao: n n F*s Fn Fn F*n- Fn= G: lực trọng trường = Mg Tại xích đạo (ϕ=00): g=9,780 m/s2 Tại vó tuyến ϕ=500 : g=9,810 m/s2 Tại vùng cực: g=9,832 m/s2 g thay đổi theo chiều cao z, z lớn, g giảm lực hút trái đất lên vật giảm Đối với chất lỏng: γ γn ρ F*:Lực hút trái đất (F*s,F*n) F: Lực ly tâm (Fs,Fn) 2.2 Tính nén được: δ= Nếu xem g=const thì: F F Fs F* Fs F* s F*n Sơ đồ lực hút Trái đất, lực ly tâm trọng lực Hệ số nén βp: Suất đàn hồi K: βp = − dV / V0 dp K = − V0 dp dV Hay: K=ρ dp dρ Knước = 2,2 109 N/m2 ¾K thường dùng cho chất lỏng, số, phụ thuộc vàp áp suất nhiệt độ ¾Hầu hết loại chất lỏng khó nén nên xem lưu chất không nén ¾Một dòng khí chuyển động với vận tốc nhỏ thay đổi khối lượng riêng không đáng kể nên xem lưu chất không nén ¾Khi dòng khí chuyển động với vận tốc lớn 0,3 lần vận tốc âm (khoảng 100 m/s) thi xem lưu chất nén Đối với chất khí, xem khí lý tưởng: pV = RT ¾Trong trường hợp khí nén đẳng nhiệt: pV = const Hay: Lưu ý: Trong công thức trên, áp suất p áp suất tuyệt đối p = ρ RT Ví dụ 1: Nồi áp lực gồm phần trụ tròn có đường kính d=1000mm, dài l=2m; đáy nắp có dạng bán cầu Nồi chứa đầy nước với áp suất p0 Xác đònh thể tích nước cần nén thêm vào nồi để tăng áp suất nồi từ p0=0 đến p1=1000at Biết hệ số nén nước βp=4,112.10-5 cm2/kgf=4,19.10-10 m2/N Xem bình không giản nở nén Giải: Gọi V0 ; p0 thể tích áp suất nước trạng thái đầu; để sau nén có: V1 ; p1 thể tích áp suất nước trạng thái sau; Như sau nén thêm nước vào, thể tích nước V1 bình thể tích bình: l ⎛d⎞ ⎛d⎞ V1 = π ⎜ ⎟ + ⎜ ⎟ πl = 2.094395m 3 ⎝2⎠ ⎝2⎠ d Ta có: Thế số vào ta : βp = − β p ∆p.V1 ∆V / V0 ∆V /( V1 − ∆V ) =− ⇒ ∆V = ∆p ∆p β p ∆p − ∆V = V1 - V0 = -89.778lít Vậy cần nén thêm vào bình 89.778 lít nước Ví dụ 2: Dầu mỏ nén xi lanh thép thành dày tiết diện hình vẽ Xem thép không đàn hồi Cột dầu trước nén h=1,5 m, mực thuỷ ngân nằm vò trí A-A Sau nén, áp suất tăng từ at lên 50 at, mực thuỷ ngân dòch chuyển lên khoảng ∆h=4 mm Tính suất đàn hồi dầu mỏ Giải: Dầu mỏ nước A Thép Hg βp = − ∆V / V0 S.∆h / S.h ∆h =− = = 5.44E-10 ∆p ∆p ∆p.h ⇒K = = 1.84E+ 09 βp N/m2 m2 / N A h Ví dụ 3: Một bình thép tích tăng 1% áp suất tăng thêm 70 MPa Ở điều kiện chuẩn, bình chứa đầy nước 450 kg ( ρnước=1000kg/m3) Biết Kn=2,06.109 Pa Tìm khối lượng nước cần thêm vào (ở điều kiện chuẩn) để tăng áp suất bình lên 70 MPa Giải cách 1: Thể tích bình lúc đầu VB tính sau: VB = 450 = 0.45m 1000 Gọi V0 ; p0 thể tích áp suất nước trạng chuẩn ban đầu; để sau nén có: V1 ; p1 thể tích áp suất nước trạng thái sau; Như sau nén thêm nước vào, thể tích nước V1 bình thể tích bình: V1 = VB + 1% VB = 0.4545m Ta có: K = −V0 ∆p K.V1 ⇒ V0 = = 0.470487m3 (V1 − V0 ) K − ∆p Như vậy, thể tích nước cần nén thêm vào bình (tính với điều kiện chuẩn): là: ∆V = V0 - ... C 1/ 2, gen D 3/4 gen E 1/ 2 Do tỉ lệ đời có tỉ lệ KH trội tất tính trạng bằng: 1/ 2x3/4x1/2x3/4x1 /2 b Tỉ lệ đời có KH giống mẹ 1/ 2x3/4x1/2x3/4x1 /2 c Tỉ lệ đời có KG giống bố bằng: 1/ 2x1/2x1/2x1/2x1 /2. .. KH F1 hay F2 Ví dụ tỉ lệ KH 3 :1 (trội hồn tồn), 1: 1 (lai phân tích), 1: 2 :1 (trội khơng hồn tồn), 9:7 (tương tác gen khơng alen) * Xác định KG, KH P: Đề cho biết số lượng hay tỉ lệ KH F1 F2 Căn... vào KH hay tỉ lệ ta nhanh chóng suy KG KH (nếu đề chưa cho) Ví dụ: Nếu F1 có tỉ lệ KH 3 :1 P dị hợp tử, hay 1: 1 bên P thể dị hợp, bên lại thể đồng hợp lặn, F2 có tổng tỉ lệ KH 16 tùy tỉ lệ KH mà