Викладання дисципліни "Конструювання обчислювальної техніки"

2. ПЛАН ПРОВЕДЕННЯ ЗАЛІКОВИХ ЗАНЯТЬ

2.1 План проведення 1 залікового заняття

Тема: Інтерполяція функцій методом найменших квадратів

Мета: Ознайомитися зі способами інтерполяції та навчитися проводити інтерполяцію функцій методом найменших квадратів

Розподіл заняття по часу наступний:

З початком заняття проводиться перевірка наявності студентів. При відсутності певного студента (ів) ставиться відмітка в журналі.

Протягом 10 хвилин проводиться опитування пройденого студентами матеріалу про інтерполяцію функцій поліномами першого та другого степеню.

В ході перевірки домашнього завдання проводиться перевірка робочих записів студента, зокрема заповнення таблиці зі значеннями, які використовуються при розрахунку коефіцієнтів прямої і параболи.

Під час виконання лабораторних робіт, пояснюється хід виконання та мета роботи. Пояснюються принципи інтерполяції функцій, сфери використання, методики розрахунку коефіцієнтів інтерполяції.

Після виконання роботи перевіряються отримані результати, зокрема величина похибки при апроксимації прямою і параболою

Наприкінці заняття задаються контрольні запитання по даній лабораторній роботі та проводиться оцінка знань.

2.2 План проведення 2 залікового заняття

Тема: Розрахунок теплового режиму ЕОМ

Мета: Ознайомитися зі способами розрахунку теплового режиму ЕОМ (розрахунок температури в центрі апарата, розрахунок температури корпуса)

Розподіл заняття по часу наступний:

З початком заняття проводиться перевірка наявності студентів. При відсутності певного студента (ів) ставиться відмітка в журналі.

Протягом 10 хвилин проводиться опитування пройденого студентами матеріалу, який стосується теплопередачі за допомогою теплопровідності, випромінювання і конвекції.

В ході перевірки домашнього завдання, проводиться перевірка робочих записів студента. Перевіряється розрахунок теплового потоку.

Під час виконання лабораторних робіт, пояснюється хід виконання та мета роботи. Пояснюються способи розрахунку теплового потоку і перегріву, отримання коефіцієнтів теплопередачі.

Після виконання роботи слід перевірити отримані результати, та відмітити те, що студент виконав завдання.

Наприкінці заняття задаються контрольні запитання по даній лабораторній роботі та проводиться оцінка знань. Після відповіді студентам ставиться оцінка в бланку.

2.3 План проведення 3 залікового заняття

Тема: Апроксимація функцій

Мета: Ознайомитися з тим як здійснюється апроксимація функцій

Розподіл заняття по часу наступний:

З початком заняття проводиться перевірка наявності студентів. При відсутності певного студента (ів) ставиться відмітка в журналі.

Протягом 10 хвилин проводиться опитування пройденого студентами матеріалу, який стосується апроксимації.

В ході перевірки домашнього завдання, проводиться перевірка робочих записів студента.

Під час виконання лабораторних робіт, пояснюється хід виконання та мета роботи. Пояснюються способи отримання апроксимації функцій.

Після виконання роботи слід перевірити отримані результати, та відмітити те, що студент виконав завдання.

Наприкінці заняття задаються контрольні запитання по даній лабораторній роботі та проводиться оцінка знань. Після відповіді студентам ставиться оцінка в бланку.

3. МЕТОДИЧНІ РОЗРОБКИ

3.1 Тести з дисципліни “Штучний інтелект”

1. Нейрон являється складовою частиною…

а) дендриту

б) аксону

в) нервової системи (*)

г) синапсу

2. Для чого призначені синапси?

а) для передачі сигналів між нейронами (*)

б) для ізоляції нейронів

в) для збудження нейронів

г) для виконання обчислень

3. З яких частин не складається нейрон:

а) дендрити;

б) аксон;

в) зворотні зв’язки(*);

г) синаптичні зв’язки.

4. Які з шарів не розпізнають в нейронній мережі:

а) прихований;

б) вхідний;

в) середній(*);

г) вихідний.

5. Одним з алгоритмів навчання нейронної мережі, які найчастіше використовуються є алгоритм…

а) прямого розповсюдження помилки;

б) зворотного розповсюдження помилки(*);

в) диференційний алгоритм;

г) лінійний алгоритм.

6. Нейронна мережа не працює в такому режимі:

а) навчання;

б) тестування;

в) розпізнавання;

г) обробки (*).

7. Які з перелічених функцій не належать до активаційних:

а) синус(*);

б) гістерезис;

в) сигмоїд;

г) тангенс(*).

8. Яких типів нейронних мереж немає:

а) повнозв’язні;

б) багатошарові;

в) перехресні(*);

г) слабозв’язні.

9. В багатошарових нейронних мережах нейрони об’єднуються у:

а) вузли;

б) шари(*);

в) кільця.

10. Серед мереж зі зворотніми зв’язками немає таких мереж:

а) шарово-циклічні;

б) повнозв’язно-шарові;

в) шарово-повнозв’язні;

г) циклічно-шарові(*).

11. Більш глибше вивчення штучних нейронних мереж не вимагає знання таких наук:

а) фізики;

б) соціології(*);

в) психології;

г) математики.

12. Можливості мережі зростають зі збільшенням…

а) нейронів;

б) аксонів;

в) дендритів;

г) шарів(*).

13. За яким принципом будуються штучні нейронні мережі:

а) кільце;

б) матриця;

в) трикутник;

г) за принципом організації та функціонування їхніх біологічних аналогів(*).

14. До задач, які вирішуються з допомогою штучних нейронних мереж не належать:

а) класифікація образів;

б) кластеризація;

в) апроксимація функцій;

г) перетворення сигналів(*).

15. Нелінійний перетворювач реалізує:

а) перетворення інформації;

б) нелінійну функцію виходу суматора(*);

в) функцію активації;

г) розпізнавання.

3.2 Розрахунок теплового режиму ЕОМ

Лабораторна робота №2

Тема: Розрахунок теплового режиму ЕОМ

Мета: Ознайомитися зі способами розрахунку теплового режиму ЕОМ (розрахунок температури в центрі апарата, розрахунок температури корпуса)

Методичні вказівки до лабораторної роботи

Перед проведенням роботи проведено повторення основних визначень та формул лекційного матеріалу (способи розрахунку теплового режиму ЕОМ).

Завдання

Задача 2.1.

ЕОМ касетної конструкції має розміри кожуха L1 * L2 * H. Касети розташовані горизонтально і утворюють однорідне анізотропне тіло, що має теплопровідності λx, λy, λz. Джерела енергії по тілу розподілені рівномірно і розсіюють сумарну потужність Р. Між касетами і стінками апарата є повітряний прошарок δ. Температура навколишнього середовища tc, коефіцієнт чорноти нагрітої зони і кожуха ε, тепловим опором стінки нехтуємо.

Розрахувати температуру в центрі апарата.

Задача 2.2.

ЕОМ в герметичному корпусі розсіює потужність Р. Розміри апарата L1 * L2 * H, товщина стінки δк. Шасі розташоване горизонтально і його розміри рівні внутрішнім горизонтальним розмірам кожуха. Висота нагрітої зони h3, відстань від нагрітої зони до кришки h1. Шасі з деталями та кожух мають коефіцієнт чорноти ε. Температура навколишнього середовища tc, джерела енергії по шасі розподілені рівномірно, тепловим опором стінок нехтуємо. Теплопровідність нагрітої зони λ.

Розрахувати температуру в центрі апарата.

Хід роботи

Розрахунок теплового режиму ЕОМ в геометричному корпусі

1. Розрахунок температури корпуса tk.

Введемо позначення:

Ф - сумарний тепловий потік [Вт] ;

,(1)

де Фі - тепловий потік через і-ту грань;

tc - температура середовища [K], [oC];

tk - температура корпуса (tк= tі);

θкс - перегрів системи корпус-середовище

(2)

(3)

 - коефіцієнт тепловіддачі і-тої грані [Вт/м2К];

 - коефіцієнт тепловіддачі конвекцією;

 - коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням;

,(4)

- приведений коефіцієнт чорноти корпусу (задано);

- кутовий коефіцієнт випромінювання, ;

tm - середня температура пограничного шару “рідини”;

(5)

Ак - площа кришки, Ак = L1L2 ;

Аб - площа бокових граней, Аб = (L1+L2)Н;

Ад - площа дна, Ад = L1L2 ;

А - площа поверхні корпуса, А=2[(L1+L2)Н+ L1L2];

(6)

1.1.Алгоритм визначення ступеня n конвективної тепловіддачі корпус-середовище

1.1.1.Бокова поверхня [Аб; tk; θКС; tm; L]

Розглядаємо нерівність і перевіряємо її

якщо:(7)

L - визначальний розмір [M]

L = H(8)

H - висота бокової грані.

Зауваження. Зі зміною θКС значення n може змінитись.

а) n=1/4, тоді

(9)

N=1 для вертикальних стінок

(10)

б) n=1/3, тоді

(11)

N=1 для вертикальних стінок

(12)

1.1.2 Кришка та дно [Аk; Ад; tk; θКС; tm; L]

L = min{L1,L2}L=

N=1,3 для кришки, αкк

N=0,7 для дна, αКД

Далі згідно формулам (7) - (12) як в 1.1.1.

1.2. Побудова теплової характеристики корпус-середовище

Температуру корпусу tk можна визначити, якщо знайти перегрів θКС. Значення θКС шукають з допомогою теплової характеристики Ф=Ф(θКС), яку попередньо треба побудувати. Графік Ф(θКС) проходить через початок координат: Ф(0)=0. Для побудови графіка знаходимо ще дві точки, бо графік відрізняється від лінійного. Спочатку задаємось значенням перегріву . Тоді згідно формули (6) можемо знайти значення теплового потоку Ф1, який для даного РЕЗ може забезпечити цей перегрів. Значення θ1 та Ф1 визначить точку 1 теплової характеристики. Задавши потім ще значення θ2 та повторивши розрахунки для визначення Ф2, знайдемо точку 2. Звичайно графік теплової характеристики будується на міліметровому папері в масштабі по координатним осям. Так як в умові задається потужність Р, яку споживає РЕЗ, то з допомогою графіка знаходимо справжній перегрів θКС. Після цього знаходимо температуру корпуса

(14)

Примітка. Аналогічним чином будується теплова характеристика ізотермічної поверхні нагрітої зони та корпуса.

Це буде вже інший графік, бо іншими будуть значення коефіцієнтів тепловіддачі.(15)

ts - температура поверхні умовно нагрітої зони (ізотермічна поверхня).

2. Розрахунок температури нагрітої зони ts

2.1 Апарат касетного типу

Мова йде про конвекцію в обмеженому просторі. Вводиться поняття ефективного коефіцієнту тепловіддачі через повітряний прошарок товщиною .

Так як ,

то використовується формула

(16)

Задаємся перегрівом θКС і визначаємо відповідне значення Ф

(17)

Побудуємо теплову характеристику і знаходимо ts.

2.2 Апарат з горизонтальним шассі

Коефіцієнт тепловіддачі через кришку

і дно визначається з врахуванням того,

що за формулою

(18)

2.2.1. Кришка:

2.2.2. Дно:

2.2.3. Для бокових поверхонь:

Далі задаємся θSK, визначаємо за формулою (6) відповідне значення Ф і будуємо теплову характеристику, а потім знаходимо дійсне θSK та температуру ts.

3. Визначення максимальної температури ЕОМ

(20)

V=lхlуh (перепозначимо lx=l2; ly=l1).

Максимальна температура в центрі зони (апарата).

3.1. Апарат касетного типу

lmin - це один з розмірів l1, l2 чи h. Методом перебору:

1) Нехай

Тепер перевіримо припущення, якщо дійсно lx<l1 та ly<l2, то припущення вірне, якщо хоча б одна нерівність не підтверджується, то:

2) Нехай lmin=lу, тоді  

Якщо lу<l1 та lу<l2, то lmin=lу, , якщо ж нерівності не підтверджуються, то , lmin=h. Визначаємо відношення , де lі та lj один з трьох розмірів l1, l2 чи h, в залежності від того який lmin. Ці відношення дозволяють визначити коефіцієнт С, користуючись графіком.

3.1.Апарат касетного типу

lmin визначається, як мінімальний розмір із трьох розмірів l1, l2, h. . Після цього з допомогою відношень  з допомогою графіка визначаємо коефіцієнт С.

3.3. Визначення температури в довільній точні J

(21)

Визначення коефіцієнта С

Завдання для задачі 2.1

ЕП касетної конструкції

Страницы: 1, 2, 3