一、填空题。
1. 材料 、 能源和信息称为当代文明的三大支柱。
2. 计算机模拟可以根据模拟对象的尺度范围而划分为电子层次、原子/分子层次、微观结构层次以及宏观结构，它们对应的空间尺度大致为0.1-1nm ，1-10nm ，<1μm 和》1μm 的尺度。
3. 计算机辅助设计cad的英文表达为 computer aided design ；
4. 计算机辅助制造cam（computer aided manufacturing）；
5. 计算机辅助工程cae（computer aided engineering）；
6. 计算机辅助工艺规划capp（computer aided process planning）；
7. 计算机辅助规划cap（computer aided planning）；
8. 专家系统es（expert system）；
9. 数值模拟（numerical simulation）；
10. 办公自动化oa（office automation）；
11. 管理信息系统mis（management information system）；
12. 计算机辅助质量caq（computer aided quality）
13. 数学模型就是利用数学语言对某种事物系统的特征和数量关系建立起来的符号系统，根据对模型的了解程度可以将模型分为白箱模型 、 灰箱模型和黑箱模型 。
14. 常用的数学模型建模方法包括（1） 理论分析法 （2） 模拟方法 （3） 类比分析法 （4） 数据分析法
15. 差分方程求解常用的直接方法为（1） gauss列主元素消元法 ；间接方法为（2） 迭代法
16. 温度边界条件是指物体表面或者边界与周围环境的热交换情况，通常有三类重要的边界条件。
17. 连续冷却条件下组织转变量与温度和时间的关系分别为与温度成线性关系和与时间的对数成线性关系 。
18. 现代数据库系统至少包含以下三个部分：（1） 数据库 （2） 物理存储器 （3） 数据库软件
19. 数据库管理系统通常由数据描述和操纵语言 、 数据库管理控制程序和数据库服务程序三部分组成。
20. 知识库和推理机是专家系统的核心部分。
21. 按照控制的目的和方式来分，计算机控制系统可以分为开环控制系统 、 闭环控制系统 、 分布式控制系统和集散式控制系统等。
22. 输入过程通道包括模拟量输入通道和数字量输入通道 。
23. 模拟量输入通道的核心部件是 a/d转换器 ，它的功能是将模拟电参量转换为计算机能够处理的数字量 。
24. 数字量输入通道主要包括数字量输入和开关量输入等部件。
25. 输出过程通道包括模拟量输出通道和数字量输出通道 。
26. 数字量输出通道主要包括数字量输出处理部件 ，由它完成信息加工处理及送往工业生产现场。
27. 具有高能量的入射电子束与固体样品的原子核及核外电子发生作用后，可产生多种物理信号，如二次电子 、 x射线和背散射电子等。
28. 背射电子是指被固体样品原子反射回来的一部分入射电子，其中包括弹性背反射电子和非弹性背反射电子 。
29. 二次电子产额随原子序数的变化不大，它主要取决于样品表面形貌 。
30. 特征x射线试原子的内层电子受到激发以后在能级跃迁过程中直接释放的具有特征能量和波长的一种电磁波辐射。
31. internet网络体系结构是以 tcp/ip协议为核心的。tcp/ip协议所采用的通讯方式是分组交换模式 。
32. ip地址长32位，为方便表达，将32位二进制数切成4段，8位一组，构成一个十进制数。这样，四个整数值表达一个ip地址。
11001010. 01110000. 00011010.
00100001表示十进制的 202.113.26.
33 。
33. 互联网的域名系统是一种分布型层次式的命名机制。
34. 互联网上通用搜索引擎分三类：一类是分类目录型的搜索，第二类是基于关键词的搜索，第三类是多元搜索引擎 。
35. 通用搜索引擎比较熟悉的，如 yahoo，google 和 sohu 等。
36. 人工神经网络的基本单元是神经元，也称为处理单元 。
37. 纵观铸造过程模拟**技术的发展历程，主要包括以下几个发展阶段： 砂型铸造成形过程的建模与** ， 精确铸造成形过程的建模与** ， 铸造过程热应力建模与**和凝固过程微观组织模拟** 。
38. 目前，在铸造领域中应用较为成熟的铸造模拟**软件有 anycasting ， procast 和华铸等。
39. anycasting主要由4个模块组成，分别是 anypre模块， anysolver模块， anypost模块和 anydbase模块 。
二、判断题。
1. 对于空间尺寸大于1μm的对象，在材料设计时不考虑材料内个别原子分子的行为，而是采用连续介质模型进行处理。（√
2. 许多的力学问题和物理问题人们已经得到了它们应遵循的基本规律（微分方程）和相应的定解条件，其中多数问题的性质比较简单、边界比较规整，能够通过精确的数学计算得出其解析解。（×
3. 迄今为止，数据库技术已经成为一门发展比较成熟的学科。（×
4. 理想溶液各组元的原子在晶格结点上的分布完全是随机的。（√
5. 实际上，专家系统是专家知识的再现，而不是一种计算机程序。（×
6. 人工神经网络既可以解决决定性问题，又可以用于直接解决定量问题，具有较好的可靠性，但是它不具有自学习能力。（×
7. 在常用的几种差分格式中，中心差分格式所产生的误差最小。（√
8. 从数量上看，弹性背反射电子远比非弹性背反射电子所占的份额少。 （
9. 扫描电镜的分辨率一般就是二次电子分辨率。（√
10. 模拟量输出通道由信号处理器、多路切换采样器、采样保持器和数据放大器、a/d转换器、控制电路以及输入输出接口等组成。（×
11. 模拟量输入通道由d/a转换器、多路切换器、控制电路以及执行机构等组成。（×
12. 生产过程自动控制是生产过程现代化的标志之一。（√
13. 域名由若干子域构成，子域与子域之间以圆点相隔，最右边的子域是最低层域，由右向左依次提高。（×
14. 虽然人工神经网络的隐层不能直接看见，因此层中各单元的内容是不可检查的。（×
三、简答题。
一、计算机在材料科学中的应用主要表现在哪几个方面？
1） 计算机用于新材料的设计。
2） 材料科学研究中的计算机模拟。
3） 材料工艺过程的优化及自动控制。
4） 计算机用于数据和图像处理。
5） 计算机网络在材料研究中的应用。
二、简述建立数学模型的一般步骤并绘制流程图。
1） 建模准备。
2） 建模假设。
3） 构造模型。
4） 模型求解。
5） 模型分析。
6） 模型检验。
7） 模型应用。
三、有限差分法的实质是什么？绘图说明其物理意义。
有限差分法是数值计算中应用非常广泛的一种方法。其实质是以有限差分代替无限微分、以差分代数方程代替微分方程、以数值计算代替数学推导的过程，从而将连续函数离散化，以有限的、离散的数值代替连续的函数分布。
差分格式的物理意义。
四、未来的计算机工艺模拟发展特点是什么？
未来的模拟研究将体现以下特点：
1） 具有集成性和不可替代性。
2） 数学模型体现权威性。
3） 模拟研究将会促进多学科合作，如计算机、数学和材料力学等学科的合作。
4） 并行计算方法的采用可以明显提高计算效率。
5） 系统工程的概念将使模具设计、制备到产品制造在计算机上进行虚拟设计成为现实。
五、与文件管理方式相比，数据库系统管理数据具有哪些特征？
1） 数据共享。
2） 数据独立性。
3） 减少数据冗余。
4） 数据的结构化。
5） 统一的数据保护功能。
六、简述专家系统的组成和工作过程。
专家系统通常由知识库、工作数据库、推理机、知识获取机制、解释机制和人机接口六个部分组成。
知识库：用于存储领域专家提供的专业知识。
工作数据库：由问题的有关初始数据和系统求解期间所产生的中间信息组成。
推理机：实现如何选择和使用知识库中的知识，并运用适当的控制策略进行推理来实现问题的求解。
知识获取机制：实现专家系统的自我学习，在系统使用过程中能够自动获取知识，不断完善扩大现有系统功能。
解释机制：专家系统在与用户的交往过程中，回答用户提出的各种问题，便于用户使用和理解系统行为。
人机接口：实现用户与系统之间的双向信息转换。
工作过程：计算机系统根据用户提出的目标，以综合数据库为出发点，在控制策略的指导下，由推理机运用知识库中的有关知识，通过不断的探索推理以实现求解的目标。
七、人工神经网络的结构有哪几种形式，其结构特点是什么？
1） 前馈式网络－神经元分层排列，每个神经元只与前一层神经元相连。最上一层为输出层，最下一层为输入层，还有中间层，中间层的层数可以是一层或者多层。
2） 输入输出有反馈的前馈网络－该形式在输出层上存在一个反馈回路到输入层，而网络本身还是前馈型的。
3） 前馈内层互联网络－在同一层内存在互相连接，它们可以形成相互制约，还是前向网络。
4） 反馈型全互联网络－图中所示为一种单层全互联网络，每个神经元的输出都与其它神经元相连。
5） 反馈型局部连接网络－图中所示为一种单层网络，每个神经元的输出只与其周围的神经元相连，形成反馈网络。
八、实时控制包括哪几个方面的含义？
1） 实时检测通过工业自动化仪表（检测元件）对被控对象被控参数的瞬时值进行检测并转换成统一的信号（如直流电流或直流电压），然后将此模拟量通过外围设备（a/d转换器）转换为计算机能够识别、接收的数字量送入计算机主机。
2） 实时决策计算机主机将接收到的被控参数与通过外部设备输入的给定值进行及时处理（分析、比较、判断并按预先设定的算法和控制规律进行运算），并将运算或判断结果迅速返回、输出。
3） 实时控制计算机主机根据运算、决策结果，发出控制命令，经外围设备（d/a转换器）转换为工业自动化仪表（执行机构）能够接收的模拟量作用于工业控制对象，完成对生产过程的实时控制。
九、扫描电子显微镜的基本结构和优点是什么？
扫描电子显微镜由电子光学系统、扫描及倍率变换系统、信号检测及放大系统、图像显示和记录系统、真空系统及电源系统组成。
扫描电镜的优点是，（1）有较高的放大倍数，20-20万倍之间连续可调；（2）有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构；（3）试样制备简单。 目前的扫描电镜都配有x射线能谱仪装置，这样可以同时进行显微组织形貌的观察和微区成分分析，因此它像透射电镜一样是当今十分有用的科学研究仪器。
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