云计算原理与实践 课后答案 王伟

第1章概述

课内复习

1.云计算的定义是什么？

云计算是一种计算模式，在这种模式下，动态可扩展而且通常是虚拟化的资源通过互联网以服务的形式提供出来。P5 2.云计算的公共特征有哪几个？

弹性伸缩、快速部署、资源抽象、按用量收费、宽带访问P14

3.云计算按照部署方式和服务类型分别分成哪几类？

部署方式分类：公共云、私有云、社区云、混合云、行业云、其他类型云P15

服务类型分类：基础设施即服务（IaaS）平台即服务（PaaS）软件即服务（SaaS）

4.如何从三元认识论的角度理解云计算？

云计算即是一种商业模式，也是一种计算范式，还是一种实现方式。P21

5.云计算作为一种计算范式可以分成哪两种结构？

横向云体逻辑结构：云运行时环境+云应用

纵向云体逻辑结构：P23 图

6.开源软件、自由软件和免费软件的区别于联系是什么？

P25下方

课外思考

1.计算系统是如何演变成今天的云计算的？P6

2.如何理解“开源是种方法论”？P29下方

3.开源技术是如何促进云计算发展的？

降低准入门槛

大部分组织机构采用云技术是为了优化他们的IT投资，从而提高现有的服务或者支持新的业务模式。在这种情况下，开源降低了新加入的组织机构建设私有云计算的门槛。许多组织机构已经采用OpenNebula来打造私有云计算，当中一些只是连接数十台主机的小型云服务，一些则是由几个数据中心所连起来的大型基础设备。对于大多数这种组织机构来说，为使用商用软件而支付授权许可费用是不怎么靠谱的，他们要么就选择开源云技术，要么就什么都不用。

促进云服务的定制

许多组织机构在开源帮助下可以根据客户实际需要而对云服务进行定制，这也就是说这些机构组织可以根据用户需求打造具有差异化的云服务。两个应用于公共部门的著名例子就是荷兰超级计算中心的SARA和它的云设施HPC，另一个就是美国费米实验室的基础云设施FermiCloud。托管公司和电信公司使用开源代码来向特定的市场和地区用户提供新的云服务模式。那些使用OpenNebula的解决方案中，AlterWay的H2O Cloud和中国移动的Big Cloud就是很好的例子。

开源云服务衍生更多的云服务

开源一样鼓励、支持并推动了云服务产品的创新。我们看到了很多信息通讯技术人员如何以更低的成本打造云服务

的案例。CloudWeavers公司的一键式云解决方案和HederaTech的云管理软件都是很好的例子。我们还可以算上先前提及的开源技术整合者，通过开源云服务他们可以根据自身需求进行创新和定制。

用户-供应商协作催生更好的云技术

技术供应商和用户的协作是开源领域的一个巨大优势。作为欧盟旗舰级云计算项目的衍生技术产品，OpenNebula和那些由欧盟所投资的云计算基础设施和项目保持着紧密合作，从而为最先进的云计算部署提供独特的功能。我们正在从事那些建设泛欧多重云基础设施的项目，比如说BonFIRE、EGI、Helix Nebula。整个行业、标准机构和研究人员正在联手打造一个开放的云技术生态，这也是欧洲的云计算战略目标之一。

和用户直接接触是实现创新的唯一方法。在开源项目里面，项目的计划路线图实际上是由用户需求所引导的。这也就是说，具体是功能是用来满足终端用户的真正需求，而不是针对供应商而言的。

第2章分布式计算

课内复习

1.分布式计算的定义和特征是什么？P41

2.什么是ACID原则？P42下方

3.什么是CAP理论？P43 下方

4.什么是BASE理论？P46

5.如何理解最终一致性？P46 下方

6.分布式存储与分布式计算的区别于联系是什么？

P50最后一段，分布式系统和分布式储存

P56分布式计算

课外思考

1.在我们的日常生活当中，为什么我们所接触到的分布式系统越来越多了？

1.增大系统容量。我们的业务量越来越大，而要能应对越来越大的业务量，一台机器的性能已经无法满足了，我们需要多台机器才能应对大规模的应用场景。所以，我们需要垂直或是水平拆分业务系统，让其变成一个分布式的架构。

2.加强系统可用。我们的业务越来越关键，需要提高整个系统架构的可用性，这就意味着架构中不能存在单点故障。这样，整个系统不会因为一台机器出故障而导致整体不可用。所以，需要通过分布式架构来冗余系统以消除单点故障，从而提高系统的可用性。

3.因为模块化，所以系统模块重用度更高

4.因为软件服务模块被拆分，开发和发布速度可以并行而变得更快

5.系统扩展性更高

6.团队协作流程也会得到改善

分布式计算优点：

(1)资源共享。若干不同的节点通过通信网络彼此互联，一个节点上的用户可以使用其他节点上的资源，如分布式系统允许设备共享，使众多用户共享昂贵的外部设备，如彩色打印机；允许数据共享，使众多用户访问共用的数据库；可以共享远程文件，使用远程特有的硬件设备（如高速阵列处理器），以及执行其他操作。

(2)加快计算速度。如果一个特定的计算任务可以划分为若干个并行运行的子任务，则可把这些子任务分散到不同的节点上，使它们同时在这些节点上运行，从而加快计算速度。另外，分布式系统具有计算迁移功能，如果某个节点上的负载太重，则可把其中一些作业移到其他节点去执行，从而减轻该节点的负载。这种作业迁移称为负载平衡。

(3)可靠性高。分布式系统具有高可靠性。如果其中某个节点失效了，则其余的节点可以继续操作，整个系统不会因为一个或少数几个节点的故障而全体崩溃。因此，分布式系统有很好的容错性能。

系统必须能够检测节点的故障，采取适当的手段，使它从故障中恢复过来。系统确定故障所在的节点后，就不再利用它来提供服务，直至其恢复正常工作。如果失效节点的功能可由其他节点完成，则系统必须保证功能转移的正确实施。当失效节点被恢复或者修复时，系统必须把它平滑地集成到系统中。

(4)通信方便、快捷。分布式系统中各个节点通过一个通信网络互联在一起。通信网络由通信线路、调制解调器和通信处理器等组成，不同节点的用户可以方便地交换信息。在低层，系统之间利用传递消息的方式进行通信，这类似于单CPU 系统中的消息机制。单CPU系统中所有高层的消息传递功能都可以在分布式系统中实现，如文件传递、登录、邮件、Web 浏览和远程过程调用( Remote Procedure call，RPC)。

2.CAP定理中的几个关键因素为什么不能同时保证？不同的组合有什么样的应用场景？

为什么：P45上方

场景：P45下方如果不能分区，就不是分布式系统了

3.通过了解区块链的背景，说说你所理解的区块链做为一种分布式系统背后的全新理念。

分布式数据库各节点之间的关系是：信任，协作。

区块链各节点之间的关系是：怀疑，制约。

分布式数据库是在互联网背景下应对大数据量和分布式请求的需求下产生的，其在中心化控制下假设每个节点都诚实，从而由多节点共同维护一个具有逻辑整体性的分布式数据库。其主要解决的是节点宕机或节点间通信不可靠的问题区块链由多个节点共同维护一个分布式账本，没有中心化控制机构。区块链假设任何一个单点均不可靠但系统内诚实节点占大多数，由此搭建起了一个无需信任的信任体系。其主要解决的是节点本身不可靠的问题。

区块链应该属于分布式数据库的一种，它以牺牲一致性为代价把CAP定理中的Availability（可用性）和Partition tolerance （分区容错性）落实到了极致。当然，虽然区块链读取速度很快，但是其写入速度一直有严重瓶颈，如何在多方需求间找到均衡点，应该就是区块链创业者的使命了

第3章云计算构架

课内复习

1.云计算中的工作负载有哪几种模式？它们的特征是什么？

模式：时开时停模式、用量迅速增长模式、瞬时暴涨模式、周期性增减模式

特征P78

2.如何避免云计算资源“超配”带来的问题？P80 IT租赁

3.如何理解“云栈”和“云体”的概念？P86

4.什么是软件定义的数据中心？它的特点是什么？

定义：VMware对其描述为：“一个统一的数据中心平台，提供了前所未有的自动化、灵活性和效率，并转变IT交付的方式。汇集和汇总计算、存储、网络、安全性等可用性服务，并交付软件，通过智能化的策略驱动的软件进行管理。”

服务器在虚拟化应用的基础上，SDDC能够虚拟网络和存储资源，使抽象的数据中心的基础设施可以通过应用程序和软件进行访问。SDDC的目标是使数据中心运营的许多方面受益：更有效地利用资源；更加容易配置和重新配置；以及更快地部署新的应用程序。等等。

特点：

标准化- 跨多个标准x86 硬件池交付的同构基础架构可消除不必要的复杂性。

全面- 针对整个数据中心结构优化的统一平台，可灵活支持任何乃至所有工作负载。

自适应- 可根据不断变化的应用需求动态配置和重新配置的自编程基础架构，从而实现最大的吞吐量、敏捷性和效率。

自动化- 采用内置智能机制的管理框架，用于消除复杂而易出问题的管理脚本，能够以更少的手动工作实现云级运营并节省大量成本。

恢复能力强- 基于软件的体系结构可以弥补硬件故障，并以最低的成本提供前所未有的恢复能力。

课外思考

1.云计算的架构是如何演化的？P81

2.如何理解“软件定义一切”的说法？P94

软件定义从最早的软件定义无线电，到软件定义网络、数据中心、信息系统、世界。也就是说，软件可以定义一切。

为什么现在才提出软件定义一切呢？因为两个最为重要的条件近年来才基本具备。

第一个条件是硬件越来越小，功耗越来越低，散热越来越少，可靠性越来越高，加工工艺越来越成熟，成本越来越低，可以比前些年更加圆满地完成软件发出的指令。

第二个条件是通信网络已经完全打破了时空的限制，随时随地存在，而且带宽越来越高，可靠性越来越高，建设和运营成本越来越低。这当然也得益于软件，因为软件定义了频率，定义了传输交换。于是，软件不但可以指挥本地硬件实现各种功能，还可以通过通信网络指挥远处的信息系统协同实现各种功能。正是在硬件和网络的大力支持下，软件才进入了定义一切的时代。

人作为高级动物，可以主动地移动，这是与植物和非物质的主要区别。人际交往是人类的基本社会需求。随着软件定义逐渐普及、完善，信息系统会更好地为人的移动交际提供服务，更好地满足人的本能和需求。尽管在硬件和通信支持下，软件好像已经无所不能，但软件定义的世界才刚刚开始。人类社会还有很多尚未发现的真理、未曾发明的技术、有待掌握的知识技能。

第4章虚拟化技术

课内复习

1.什么是虚拟化技术？以及该技术有哪三种类型？

虚拟化是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源，如服务器、网络、内存及存储等，予以抽象、转换后呈现出来，打破实体结构间的不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。这些资源的新虚拟部分是不受现有资源的架设方式，地域或物理组态所限制。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和资料存储。P106

2.全虚拟化技术和半虚拟化技术的区别是什么？P109上方

3.硬件虚拟化技术有哪些代表？P113

4.什么是轻量级虚拟化技术？其代表是什么？定义P124上代表：P123

课外思考

1.虚拟化技术对计算资源的利用率究竟带来了怎样的好处？

提高服务器利用率、虚拟机资源调整、内存复用

1、现在一些公司都使用桌面虚拟化，也就是说，买一个大的服务器，在服务器上虚拟多个PC，每个员工可以占用其

中一个。这实际上要比为每个人配置一个PC的成本要低得多

2、假设一个小公司既需要windows域服务器，又需要linux的网页服务器，用虚拟技术，一台机器搞定，而且可以根

据两个服务器的实际负载分配计算资源。没有虚拟技术的话，至少用两个物理机器，还不能实现前面提到的灵活的资源分配。

2.轻量级虚拟化技术相对于传统虚拟化技术的优势和不足是什么？

优势：

缺点：

复杂性增加：随着容器及应用数量的增加，同时也伴随着复杂性的增加。在生产环境中管理如此之多的容器是一个极具挑战性的任务，可以使用Kubernetes 和Mesos 等工具管理具有一定规模数量的容器。

原生Linux 支持：大多数容器技术，比如Docker，基于Linux 容器（LXC），相比于在原生Linux 中运行容器，在Microsoft 环境中运行容器略显笨拙，并且日常使用也会带来复杂性。

不成熟：容器技术在市场上是相对新的技术，需要时间来适应市场。开发者中的可用资源是有限的，如果某个开发者陷入某个问题，可能需要花些时间才能解决问题。

3.容器的轻量级虚拟技术还能进一步的轻量化吗？有些什么样的方式？

专门为这个应用做一个操作系统内核，这个内核只提供能运行这个服务的最基本功能，除了能跑这个应用别的什么都干不了。应用和内核也是link 在一起的，你甚至不好说是给这个应用定制了一个内核，还是定制了一个内核具有一定应用功能。

为每个应用编译一个精简化的Linux 内核，这样就不需要做应用改造了。

第5章分布式存储

课内复习

1.分布式存储的定义是什么？

分布式存储系统是将为数众多的普通计算机或者服务器通过网络进行连接，同时对外提供一个整体的存储服务。

2.分布式存储有哪几种类型？P132

3.SAN和NAS的区别是什么？P134下方

4.比较不同文件系统的特点。P139表

课外思考

1.是否存在一种文件系统能够应对所有类型的文件存储？为什么？

不存在，因为数据类型的多样性，不同的分布式存储系统适处理不同类型的数据。P132

2.Paxos的原理和机制是什么？

Paxos算法是基于消息传递且具有高度容错特性的一致性算法，是目前公认的解决分布式一致性问题最有效的算法之一。

一、两个操作：Proposal Value：提议的值；Proposal Number：提议编号，可理解为提议版本号，要求不能冲突；

二、三个角色：Proposer：提议发起者。Proposer 可以有多个，Proposer 提出议案（value）。所谓value，可以是任何操作，比如“设置某个变量的值为value”。不同的Proposer 可以提出不同的value，例如某个Proposer 提议“将变量X 设置为1”，另一个Proposer 提议“将变量X 设置为2”，但对同一轮Paxos过程，最多只有一个value 被批准。Acceptor：提议接受者；Acceptor 有N 个，Proposer 提出的value 必须获得超过半数(N/2+1)的Acceptor批准后才能通过。Acceptor 之间完全对等独立。Learner：提议学习者。上面提到只要超过半数accpetor通过即可获得通过，那么learner角色的目的就是把通过的确定性取值同步给其他未确定的Acceptor。?

三、协议过程一句话说明是：proposer将发起提案（value）给所有accpetor，超过半数accpetor获得批准后，proposer 将提案写入accpetor内，最终所有accpetor获得一致性的确定性取值，且后续不允许再修改。协议分为两大阶段，每个阶段又分为A/B两小步骤：准备阶段（占坑阶段）第一阶段A：Proposer选择一个提议编号n，向所有的Acceptor广播Prepare（n）请求。第一阶段B：Acceptor接收到Prepare（n）请求，若提议编号n比之前接收的Prepare请求都要大，则承诺将不会接收提议编号比n小的提议，并且带上之前Accept的提议中编号小于n的最大的提议，否则不予理会。接受阶段（提交阶段）第二阶段A：整个协议最为关键的点：Proposer得到了Acceptor响应如果未超过半数accpetor响应，直接转为提议失败；如果超过多数Acceptor的承诺，又分为不同情况：如果所有Acceptor都未接收过值（都为null），那么向所有的Acceptor发起自己的值和提议编号n，记住，一定是所有Acceptor都没接受过值；如果有部分Acceptor接收过值，那么从所有接受过的值中选择对应的提议编号最大的作为提议的值，提议编号仍然为n。但此时Proposer就不能提议自己的值，只能信任Acceptor通过的值，维护一但获得确定性取值就不能更改原则；第二阶段B：Acceptor接收到提议后，如果该提议版本号不等于自身保存记录的版本号（第一阶段记录的），不接受该请求，相等则写入本地。

第6章云计算网络

课内复习

1.什么是覆盖网络？P153

2.VXLAN协议是什么？P154

3.什么事大二层网络？P154下方

4.Clos网络结构是什么样的？

CLOS网络设计有三个stage：ingress、middle、egress P156

5.软件定义网络（SDN）的概念是什么？

是网络虚拟化的一种实现方式。其核心技术OpenFlow通过将网络设备的控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。

6.什么是控制平面和数据平面？

控制平面用于控制和管理所有网络协议的运行，通过网络协议提供给路由器/交换机对整个网络环境中网络设备、连接链路和交互协议的准确了解，并在网络状况发生改变时做出及时的调整以维护网络的正常运行。控制平面提供了数据平面数据处理转发前所必须的各种网络信息和转发查询表项。

网络设备的基本任务是处理和转发不同端口上各种类型的数据，对于数据处理过程中各种具体的处理转发过程，都属于数据转发平面的任务范畴。P163

7.什么是网络功能虚拟化（NFV）？P167上方

一种对于网络架构的概念，利用虚拟化技术，将网络节点阶层的功能，分割成几个功能区块，分别以软件方式实作，不再拘限于硬件架构。网络功能虚拟化的核心是虚拟网络功能。它提供只能在硬件中找到的网络功能，包括很多应用，比如路由、CPE、移动核心、IMS、CDN、饰品、安全性、策略等等。

课外思考

1.SDN相对于传统网络有些什么优势？

1、SDN可以改变传统网络下应用与网络紧耦合的烟囱式架构，提升网络资源池化的水平。

2、SDN网络与云平台对接，实现自动化部署配置，支持业务快速上线和灵活拓展

3、通过软件代替手工编排，实现网络服务自动化。

SDN是将网络由硬变软，提升网络的集中控制能力，增强网络对虚拟化、云计算等新技术的适应性和支持度，最终提

升网络对业务的服务、支撑能力

2.如果SDN是下一代网络技术，为什么直到到现在，SDN还没能替代传统网络？

安全问题，如果没有部署适当的安全措施，网络可能遭到恶意攻击或者意外更改，这两者都会让网络崩溃。

SDN不是一场重大网络技术革命。网络技术包括命名、编址和路由三大方面，SDN只是改变了TCP/IP的路由计算机制，从分布式计算“螺旋式上升”成了集中式，是一场网络技术的局部革命。分布还是集中，只是选择，没有绝对好坏。SDN 的北向接口。I/PaaS需要更好地弹性调度资源，应该借助SDN。面向I/PaaS的SDN北向接口是必须的，但直接面向应用的SDN北向接口则破坏了网络设计的基本原则，是有很大疑问的。再补一刀，从智能网、NGN、IMS到IPTV，网络北向接口从来就没有真正成功过，SDN会是一个特例吗？SDN与NFV殊途同归。SDN是从传统计算机业出发，希望为IP路由引入电信行业传统的做法：转发与控制分离，路由控制从分布走向集中。NFV是从传统电信业出发，希望为IP路由引入传统IT的做法：软件与硬件分离，通用硬件平台。与SDN相比，NFV更像是一种实现技术。二者起点不同，友谊的小船将殊途同归。SDN是CDN两种“网”。SDN的N是连接网络，CDN的N是分发网络。SDN改造的是IP的路由机制，CDN 补充的是TCP/IP架构固有缺陷。SDN是IP层的组成部分，而CDN是重叠在IP层之上的。软件定义的CDN是一种趋势，在看得见的未来，二者友谊的小船不会翻。SDN带来的弹性优势要看性价比。云计算数据中心对弹性的要求非常高，但运营商的广域网和企业网为什么也需要这么高的网络资源弹性，或者为什么需要网络(而不是比如应用自身)去解决这一问题？在摩尔定律仍然可以源源不断提供廉价资源的今天，任何试图节约网络资源的努力都会是艰难的。

SDN和MPLS对IP改变的程度相仿，就像VLAN对以太网技术的改变那样。SDN本是一艘小船，但正被打扮成一艘巡洋舰。SDN与其它技术的友谊小船，也不是说翻就会翻的。

3.ONOS和Opendaylight这样的开源项目是如何推动SDN技术的？

众所周知，SDN意在打破传统网络设备厂商的“垄断”，实现网络控制面与数据面的解耦。该技术满足企业网络更加灵活和智能的转型需求，因此得到飞速发展。但是，很多电信运营商对于SDN升级持有谨慎态度。由于运营商的存量网络设备复杂且规模巨大，同时电信级业务可靠性要求高，因此大部分运营商对于现存网络向SDN演进中的平滑性和代价心存疑虑。ONOS/ODL能满足敏捷、高效的网络需求，并大大减少运营商的资本和运营开支，因此推动SDN的发展。

第7章云计算安全

课内复习

1.云计算的安全技术框架包含哪些内容？

云计算安全服务体系（内容在P185）、云计算安全标准及其测评体系P 184

2.虚拟化软件栈面临哪些安全威胁？P188下方

3.虚拟化软件栈有哪些防御措施？P191

4.安全云存储系统有哪些关键技术？P195下方

课外思考

1.云数据的安全与隐私问题是否会阻止云计算的发展？

2.怎样在云计算的便捷性和云计算的安全问题上进行取舍？

第8章云原生应用

课内复习

1.什么是云原生？

2.云原生包括哪几个方面的内容？

3.什么是持续集成与持续交付？

4.云原生的12要素是什么？

课外思考

1.相对于传统云应用，云原生应用的优势是什么？

2.Docker和Kubernetes技术为什么成为了云原生落地的最佳实践之一？

第9章云OS

课内复习

1.云操作系统的定义是什么？P244中间

2.云操作系统有哪些功能？P244中间+P247中间

3.什么是资源调度？P252上方

4.云资源调度的策略和算法分类是什么？P254图

课外思考

1.怎么理解“操作系统体现了‘软件定义的系统’技术的集大成”？

对任何一个普通的计算机用户，我们看到的操作系统实际上给了你一台软件定义的计算机。从我作为一个软件研究者的视角，操作系统的很多原理已经体现到了我们软件定义的集大成。主要的两大功能是项下通过硬件资源的虚拟化管理各种各样的资源，向上通过管理功能的可编程提供各种公共的服务。因此，软件定义的本质就是把一体化硬件基础设施变成部件化，通过管控软件对虚拟的部件实现的按需管理、按需使用，进而可以实现整体系统功能的灵活定制和灵活扩展。

2.类UNIX操作系统为什么能够发展成为今天这样占据云端服务器操作系统的主导地位？

P239 P243

3.云端编程的挑战和未来是什么？

P249

第10章云软件

课内复习

1.云件的概念是什么？P265第一段

2.云件形态的特征主要有哪些？P269下方

3.云件和Web应用、以及云桌面有些什么区别？P270表

4.云件系统的分层架构包括哪些内容？P276下方

课外思考

1.松耦合冯?诺依曼计算模型和传统模型有什么不同？P272

2.云件作为一种应用虚拟化的形式，和桌面虚拟化的本质不同在哪里？

桌面虚拟化（VDI）泛指企业内部私有化的部署模式，即企业在传统的PC 服务器上面做完服务器虚拟化，然后在服务器虚拟化的基础上，通过各种传输协议把虚拟机映射到远程，供远程人员使用。

云件定义：P265

3.在线实训环境会成为一种大规模的云端服务资源吗？为什么？P282

4.Matlab、SAS、AutoCAD等这样的大型传统桌面软件，会以云端软件的形式在云端给用户提供服务吗？会

第11章运维

课内复习

1.云监控的概念和特性是什么？

2.云监控的结构包括哪些内容？

3.什么是智能运维？

4.智能运维的内容包括哪些？

5.主动监控和被动监控有什么区别？

课外思考

1.智能运维一定需要大数据和机器学习技术的支持吗？为什么？

2.智能运维中的智能体现在什么地方？

3.监控数据和智能运维的关系是什么？

4.故障诊断和故障修复在智能运维的背景下是如何开展的？

第12章桌面云

课内复习

1.什么是桌面云？P325下方

2.桌面云的架构包括哪些内容？P327 图12.2

3.桌面云的应用场景有哪些？P335

课外思考

1.GPU虚拟化技术是桌面云发展的一个核心技术吗？为什么？P331

2.桌面云中的安全隐患有哪些？怎么解决？P334

它通过数据的加密和数据访问的认证和授权来保证数据的机密性，通过各种安全传输协议来保证数据传输的机密性，通过为桌面云各组件配置冗余组件来保证负载均衡和高可用性。但是由于桌面云系统复杂性，我们需要从端到端来保证系统整体的安全性。

第13章软件开发云

课内复习

1.什么是软件开发云？

2.传统软件开发在云计算时代所面临的挑战有哪些？

3.华为DevCloud的核心理念有哪些？

4.华为DevCloud能提供哪些具体服务？

课外思考

1.云计算给软件开发和软件工程带来了哪些新的可能？

2.在云端开展软件研发的全流程是未来的趋势吗？为什么？

第14章大数据AI

课内复习

1.什么是大数据？P368上方

2.大数据的主要特征有哪些？P369上方

3.什么是强人工智能与弱人工智能？P374下方

4.新一代人工智能的特征有哪些？旧特征P375下方新趋势P379下方

课外思考

1.云计算、大数据和人工智能的关系是什么？

大数据需要云计算，云计算需要大数据

2.新一代（云计算和大数据背景下）的人工智能和传统人工智能的主要区别是什么？

3.数据上云和人工智能上云是趋势吗？为什么？

4.是否应该发展强人工智能？强人工智能会对人类的未来产生怎样的影响？

数值计算方法试题及答案

【 数值计算方法试题一 一、 填空题（每空1分，共17分） 1、如果用二分法求方程043=-+x x 在区间]2,1[内的根精确到三位小数，需对分（ ）次。 2、迭代格式)2(2 1-+=+k k k x x x α局部收敛的充分条件是α取值在（ ）。 3、已知?????≤≤+-+-+-≤≤=31)1()1()1(211 0)(2 33x c x b x a x x x x S 是三次样条函数， 则 a =( )， b =（ ）， c =（ ）。 4、)(,),(),(10x l x l x l n 是以整数点n x x x ,,,10 为节点的Lagrange 插值基函数，则 ∑== n k k x l 0)(( )， ∑== n k k j k x l x 0 )(( )，当2≥n 时 = ++∑=)()3(20 4x l x x k k n k k ( )。 ； 5、设1326)(2 47+++=x x x x f 和节点,,2,1,0,2/ ==k k x k 则=],,,[10n x x x f 和=?07 f 。 6、5个节点的牛顿-柯特斯求积公式的代数精度为 ，5个节点的求积公式最高代数精度为 。 7、{}∞ =0)(k k x ?是区间]1,0[上权函数x x =)(ρ的最高项系数为1的正交多项式族，其中1)(0=x ?，则?= 1 4)(dx x x ? 。 8、给定方程组?? ?=+-=-2211 21b x ax b ax x ，a 为实数，当a 满足 ，且20<<ω时，SOR 迭代法收敛。 9、解初值问题 00 (,)()y f x y y x y '=?? =?的改进欧拉法 ??? ??++=+=++++)],(),([2),(] 0[111] 0[1n n n n n n n n n n y x f y x f h y y y x hf y y 是 阶方法。

数值计算课后答案

习 题 四 解 答 1、设010,1x x ==，写出()x f x e -=的一次插值多项式1()L x ，并估计插值误差。 设插值函数为1()L x ax b =+，由插值条件，建立线性方程组为 1 01 1a b a b e -?+=???+=? 解之得11 1a e b -?=-?=? 则11()(1)1L x e x -=-+ 因为(),()x x y x e y x e --'''=-= 所以，插值余项为 (1)(2) (2)011 ()()()()() (1)! 1()()2!1 ()()()2!1 (0)(1)((0,1))2n r x f x p x f x n f x f x x x x e x x ξξπξπξξ+-=-=+= =--=--∈ 所以 01 0101 ()max max (1) 2111248x r x e x x e ξξ-≤≤≤≤-≤-=??=。 2选用合适的三次插值多项式来近似计算f 和f 。 解：设三次插值多项式为230123()f x a a x a x a x =+++，由插值条件，建立方程组为 23012323 012323 01232301 23(0.1)(0.1)(0.1)0.9950.30.30.30.995 0.70.70.70.7651.1 1.1 1.10.454 a a a a a a a a a a a a a a a a ?+?-+?-+?-=?+?+?+?=??+?+?+?=??+?+?+?=?

即 012301230123 123012312301230.10.010.0010.9950.10.010.0010.9950.30.090.0270.9950.40.080.02800.70.490.3430.7650.80.480.344 1.761.1 1.21 1.3310.454a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a -+-=-+-=??+++=++=??? +++=++=??+++=?12301231232330.40.720.9880.3110.10.010.0010.9950.40.080.02800.320.288 1.760.384 3.831a a a a a a a a a a a a a ??????++=-? -+-=??++=??? +=? ?-=-? 解之得 01 230.416.293.489.98 a a a a =??=-?? =-??=? 则所求的三次多项式为23()0.41 6.29 3.489.98f x x x x =--+。 所以 2323 (0.2)0.41 6.290.2 3.480.29.980.20.91 (0.8)0.41 6.290.8 3.480.89.980.8 1.74f f =-?-?+?=-=-?-?+?=- 3、设(0,1,2,,)i x i n =L 是 n+1个互异节点，证明： （1）0()(0,1,2,,)n k k i i i x l x x k n ===∑L ； （2）0 ()()0(0,1,2,,)n k i i i x x l x k n =-==∑L 。 证明： （1）由拉格朗日插值定理，以x 0,x 1,x 2,…x n 为插值节点，对y=f(x)=x k 作n 次插值，插值多项式为 0()()n n i i i p x l x y ==∑， 而y i =x i k , 所以0 ()()()n n k n i i i i i i p x l x y l x x ====∑∑ 同时，插值余项 (1)(1)11 ()()()()()()0(1)!(1)! n k n k n r x x p x f x x x n n ξξππ++=-= ==++ 所以0 ()n k k i i i l x x x ==∑ 结论得证。 （2）取函数()(),0,1,2,,k f x x t k n =-=L 对此函数取节点(0,1,2,,)i x i n =L ，则对应的插值多项式为

数值计算方法试题及答案

数值计算方法试题一 一、填空题（每空1分，共17分） 1、如果用二分法求方程在区间内的根精确到三位小数，需对分（）次。 2、迭代格式局部收敛的充分条件是取值在（）。 3、已知是三次样条函数，则 =( )，=（），=（）。 4、是以整数点为节点的Lagrange插值基函数，则 ( )，( )，当时( )。 5、设和节点则 和。 6、5个节点的牛顿-柯特斯求积公式的代数精度为，5个节点的求积公式最高代数精度为。 7、是区间上权函数的最高项系数为1的正交多项式族，其中，则。 8、给定方程组，为实数，当满足，且时，SOR迭代法收敛。 9、解初值问题的改进欧拉法是 阶方法。 10、设，当（）时，必有分解式，其中为下三角阵，当其对角线元素满足（）条件时，这种分解是唯一的。 二、二、选择题（每题2分） 1、解方程组的简单迭代格式收敛的充要条件是（）。（1）, (2) , (3) , (4) 2、在牛顿-柯特斯求积公式：中，当系数是负值时，公式的稳定性不能保证，所以实际应用中，当（）时的牛顿-柯特斯求积公式不使用。 （1），（2），（3），（4）， （1）二次；（2）三次；（3）四次；（4）五次 4、若用二阶中点公式求解初值问题，试问为保证该公式绝对稳定，步长的取值范围为（）。 (1), (2), (3), (4)

三、1、 2、（15 (1)(1) 试用余项估计其误差。 （2）用的复化梯形公式（或复化 Simpson公式）计算出该积分的近似值。 四、1、（15分）方程在附近有根，把方程写成三种不同的等价形式（1）对应迭代格式；(2)对应迭代格式；（3）对应迭代格式。判断迭代格式在的收敛性，选一种收敛格式计算附近的根，精确到小数点后第三位。选一种迭代格式建立Steffensen迭代法，并进行计算与前一种结果比较，说明是否有加速效果。 2、（8分）已知方程组，其中 ， （1）（1）列出Jacobi迭代法和Gauss-Seidel迭代法的分量形式。 （2）（2）求出Jacobi迭代矩阵的谱半径，写出SOR 迭代法。 五、1、（15分）取步长，求解初值问题用改进的欧拉法求的值；用经典的四阶龙格—库塔法求的值。 2、（8分）求一次数不高于4次的多项式使它满足 ,,,, 六、（下列2题任选一题，4分） 1、1、数值积分公式形如 （1）（1）试确定参数使公式代数精度尽量高；（2）设，推导余项公式，并估计误差。 2、2、用二步法 求解常微分方程的初值问题时，如何选择参数使方法阶数尽可能高，并求局部截断误差主项，此时该方法是几阶的。 数值计算方法试题二 一、判断题：（共16分，每小题２分） １、若是阶非奇异阵，则必存在单位下三角阵和上三角阵，使唯一成立。（）

数值分析课后答案

1、解：将)(x V n 按最后一行展开，即知)(x V n 是n 次多项式。 由于 n i i i n n n n n i n x x x x x x x x x x V ...1...1... ......... ...... 1 )(21110 20 0---= ，.1,...,1,0-=n i 故知0)(=i n x V ，即110,...,,-n x x x 是)(x V n 的根。又)(x V n 的最高 次幂 n x 的系数为 )(...1...1... ...... .........1),...,,(101 1 21 11 2 2221 02001101j n i j i n n n n n n n n n n n x x x x x x x x x x x x x x V -== ∏-≤<≤-----------。 故知).)...()()(,...,,()(1101101------=n n n n x x x x x x x x x V x V 6、解：（1）设 .)(k x x f =当n k ,...,1,0=时，有.0)()1(=+x f n 对 )(x f 构造Lagrange 插值多项式， ),()(0 x l x x L j n j k j n ∑== 其 0)()! 1() ()()()(1)1(=+=-=++x w n f x L x F x R n n n n ξ， ξ介于j x 之间，.,...,1,0n j = 故 ),()(x L x f n =即 .,...,1,0,)(0 n k x x l x k j n j k j ==∑= 特别地，当0=k 时， 10) (=∑=n j x j l 。 （2） 0)()1(1) ()1()()(0000=-=??? ? ??-??? ? ??-=--=-===∑∑∑∑k j j i j i k j k i i j i i k j n j k i i j k n j j x x x x i k x l x x i k x l x x ）利用（。 7、证明：以b a ,为节点进行线性插值，得 )()()(1 b f a b a x a f b a b x x P --+--= 因 0)()(==b f a f ，故0)(1=x P 。而 ))()(("2 1 )()(1b x a x f x P x f --= -ξ，b a <<ξ。 故)("max )(8 122)("max )(max 2 2 x f a b a b x f x f b x a b x a b x a ≤≤≤≤≤≤-=??? ??-≤。 14、解：设 ))...()(()(21n n x x x x x x a x f ---=， k x x g =)(，记)() (1 ∏=-=n j j n x x x w ，则 ),()(x w a x f n n =).()(' j n n j x w a x f = 由差商的性质知 [])! 1()(1,..,,1) (' 1 )(')('1 211 11 -== ==-===∑∑∑ n g a x x x g a x w x a x w a x x f x n n n n n j j n k j n n j j n n k j n j j k j ξ， ξ介于n x x ,...,1之间。 当20-≤≤ n k 时，0)()1(=-ξn g ， 当 1-=n k 时，)!1()(1-=-n g n ξ， 故 ???-=-≤≤=-= --=∑1,,20,0)!1()(1) ('1 11 n k a n k n g a x f x n n n n j j k j ξ 16、解：根据差商与微商的关系，有 [] 1! 7! 7!7)(2,...,2,2)7(7 10===ξf f ， [ ] 0! 80 !8)(2,...,2,2)8(8 1 ===ξf f 。 （ 13)(47+++=x x x x f 是7次多项式， 故 ,!7)()7(=x f 0)()8(=x f ）。 25、解：（1） 右边= [][]dx x S x f x S dx x S x f b a b a ??-+-)(")(")("2)(")("2 = [] d x x S x f x S x S x S x f x f b a ?-++-)("2)(")("2)(")(")("2)(" 222 = [] d x x S x f b a ?-)(")(" 22 = [][]dx x S dx x f b a b a 2 2 )(")("??- =左边。 （2）左边= ? -b a dx x S x f x S ))(")(")(("

数值计算方法答案

数值计算方法习题一（2） 习题二（6） 习题三（15） 习题四（29） 习题五（37） 习题六（62） 习题七（70） 2009．9，9

习题一 1．设x >0相对误差为2%4x 的相对误差。 解：由自变量的误差对函数值引起误差的公式： (())(())'()()()() f x x f x f x x f x f x δδ?= ≈得 （1）()f x = 11 ()()*2%1% 22x x δδδ≈ ===； （2）4 ()f x x =时 44 4 ()()'()4()4*2%8%x x x x x x δδδ≈ === 2．设下面各数都是经过四舍五入得到的近似数，即误差不超过最后一位的半个单位，试指出他们各有几位有效数字。 （1）12.1x =；（2）12.10x =；（3）12.100x =。 解：由教材9P 关于1212.m n x a a a bb b =±型数的有效数字的结论，易得上面三个数的有效 数字位数分别为：3，4，5 3．用十进制四位浮点数计算 （1）31.97+2.456+0.1352； （2）31.97+（2.456+0.1352） 哪个较精确？ 解：（1）31.97+2.456+0.1352 ≈2 1 ((0.3197100.245610)0.1352)fl fl ?+?+ =2 (0.3443100.1352)fl ?+ =0.3457210? （2）31.97+（2.456+0.1352） 2 1 (0.319710(0.245610))fl fl ≈?+? = 21 (0.3197100.259110)fl ?+? =0.34562 10? 易见31.97+2.456+0.1352=0.3456122 10?，故（2）的计算结果较精确。 4．计算正方形面积时，若要求面积的允许相对误差为1%，测量边长所允许的相对误差限为多少？

数值分析习题与答案

第一章绪论 习题一 1.设x>0,x*的相对误差为δ，求f(x)=ln x的误差限。解：求lnx的误差极限就是求f(x)=lnx的误差限，由公式(1. 2.4)有 已知x*的相对误差满足，而 ，故 即 2.下列各数都是经过四舍五入得到的近似值，试指出它们有几位有效数字，并给出其误差限与相对误差限。 解：直接根据定义和式(1.2.2)(1.2.3)则得 有5位有效数字，其误差限，相对误差限 有2位有效数字， 有5位有效数字， 3.下列公式如何才比较准确？ （1） （2）

解：要使计算较准确，主要是避免两相近数相减，故应变换所给公式。 （1） （2） 4.近似数x*=0.0310,是 3 位有数数字。 5.计算取，利用：式计算误差最小。 四个选项： 第二、三章插值与函数逼近 习题二、三 1. 给定的数值表 用线性插值与二次插值计算ln0.54的近似值并估计误差限. 解：仍可使用n=1及n=2的Lagrange插值或Newton插值,并应用误差估计（5.8）。线性插值时，用0.5及0.6两点，用Newton插值 误差限，因

，故 二次插值时，用0.5，0.6，0.7三点，作二次Newton插值 误差限 ，故 2. 在-4≤x≤4上给出的等距节点函数表，若用二次插值法求的近似值，要使误差不超过，函数表的步长h 应取多少? 解：用误差估计式（5.8）， 令 因 得 3. 若，求和.

解：由均差与导数关系 于是 4. 若互异，求 的值，这里p≤n+1. 解：，由均差对称性 可知当有 而当P＝n＋1时 于是得 5. 求证. 解：解：只要按差分定义直接展开得 6. 已知的函数表

数值计算课后答案

习 题 三 解 答 1、用高斯消元法解下列方程组。 （1）1231231 22314254 27x x x x x x x x -+=?? ++=??+=?①②③ 解：?4②＋(-)①2，1 2 ?③＋(-)①消去第二、三个方程的1x ，得： 1232323231425313222 x x x x x x x ? ?-+=? -=???-=?④⑤⑥ 再由5 2)4 ?⑥＋(-⑤消去此方程组的第三个方程的2x ，得到三角方程组： 1232332314272184x x x x x x ? ?-+=? -=???-= ? 回代，得： 36x =-，21x =-，19x = 所以方程组的解为 (9,1,6)T x =-- 注意： ①算法要求，不能化简。化简则不是严格意义上的消元法，在算法设计上就多出了步骤。实际上，由于数值计算时用小数进行的，化简既是不必要的也是不能实现的。无论是顺序消元法还是选主元素消元法都是这样。 ②消元法要求采用一般形式,或者说是分量形式，不能用矩阵，以展示消元过程。 要通过练习熟悉消元的过程而不是矩阵变换的技术。 矩阵形式错一点就是全错，也不利于检查。 一般形式或分量形式： 1231231 22314254 27x x x x x x x x -+=?? ++=??+=?①②③ 矩阵形式 123213142541207x x x -?????? ??? ?= ??? ? ??? ???????

向量形式 123213142541207x x x -???????? ? ? ? ?++= ? ? ? ? ? ? ? ????????? ③必须是方程组到方程组的变形。三元方程组的消元过程要有三个方程组，不能变形出单一的方程。 ④消元顺序12x x →→L ，不能颠倒。按为支援在方程组中的排列顺序消元也是存储算法的要求。实际上，不按顺序消元是不规范的选主元素。 ⑤不能化简方程，否则系数矩阵会变化，也不利于算法设计。 （2）1231231231132323110 221x x x x x x x x x --=?? -++=??++=-? ①②③ 解：?23②＋( )①11，1 11 ?③＋(-)①消去第二、三个方程的1x ，得： 123232311323523569111111252414111111x x x x x x x ? --=?? ? -=? ? ? +=-??④⑤⑥ 再由25 11)5211 ?⑥＋(-⑤消去此方程组的第三个方程的2x ，得到三角方程组： 123233113235235691111111932235252x x x x x x ? ?--=? ? -=?? ? =-?? 回代，得： 32122310641 ,,193193193 x x x =- ==， 所以方程组的解为 41106223(,,)193193193T x =- 2、将矩阵 1020011120110011A ?? ? ?= ?- ???

数值计算方法》试题集及答案

《计算方法》期中复习试题 一、填空题： 1、已知3.1)3(,2.1)2(,0.1)1(===f f f ，则用辛普生（辛卜生）公式计算求得 ?≈3 1 _________ )(dx x f ,用三点式求得≈')1(f 。 答案：2.367，0.25 2、1)3(,2)2(,1)1(==-=f f f ，则过这三点的二次插值多项式中2 x 的系数为 ，拉 格朗日插值多项式为 。 答案：-1， )2)(1(21 )3)(1(2)3)(2(21)(2--------= x x x x x x x L 3、近似值*0.231x =关于真值229.0=x 有( 2 )位有效数字； 4、设)(x f 可微,求方程)(x f x =的牛顿迭代格式是( )； 答案 )(1)(1n n n n n x f x f x x x '--- =+ 5、对1)(3 ++=x x x f ,差商=]3,2,1,0[f ( 1 ),=]4,3,2,1,0[f ( 0 )； 6、计算方法主要研究( 截断 )误差和( 舍入 )误差； 7、用二分法求非线性方程 f (x )=0在区间(a ,b )内的根时，二分n 次后的误差限为 ( 1 2+-n a b )； 8、已知f (1)＝2，f (2)＝3，f (4)＝5.9，则二次Newton 插值多项式中x 2系数为( 0.15 )； 11、 两点式高斯型求积公式?1 d )(x x f ≈( ?++-≈1 )] 321 3()3213([21d )(f f x x f )，代数精度 为( 5 )； 12、 为了使计算 32)1(6 )1(41310-- -+-+ =x x x y 的乘除法次数尽量地少，应将该表达 式改写为 11 ,))64(3(10-= -++=x t t t t y ，为了减少舍入误差，应将表达式1999 2001-

数值分析作业答案

数值分析作业答案 插值法 1、当x=1，-1，2时，f(x)=0，-3，4，求f(x)的二次插值多项式。 （1）用单项式基底。 （2）用Lagrange插值基底。 （3）用Newton基底。 证明三种方法得到的多项式是相同的。 解：（1）用单项式基底 设多项式为: ， 所以： 所以f(x)的二次插值多项式为： （2）用Lagrange插值基底 Lagrange插值多项式为： 所以f(x)的二次插值多项式为： (3) 用Newton基底: 均差表如下： xk f(xk) 一阶均差二阶均差 1 0 -1 -3 3/2 2 4 7/ 3 5/6 Newton插值多项式为： 所以f(x)的二次插值多项式为： 由以上计算可知，三种方法得到的多项式是相同的。 6、在上给出的等距节点函数表，若用二次插值求ex的近似值，要使截断误差不超过10-6，问使用函数表的步长h应取多少？ 解：以xi-1,xi,xi+1为插值节点多项式的截断误差，则有 式中 令得 插值点个数

是奇数，故实际可采用的函数值表步长 8、，求及。 解：由均差的性质可知，均差与导数有如下关系： 所以有： 15、证明两点三次Hermite插值余项是 并由此求出分段三次Hermite插值的误差限。 证明：利用[xk，xk+1]上两点三次Hermite插值条件 知有二重零点xk和k+1。设 确定函数k(x): 当或xk+1时k(x)取任何有限值均可； 当时，，构造关于变量t的函数 显然有 在[xk,x][x,xk+1]上对g(x)使用Rolle定理，存在及使得 在，，上对使用Rolle定理，存在，和使得 再依次对和使用Rolle定理，知至少存在使得 而，将代入，得到 推导过程表明依赖于及x 综合以上过程有： 确定误差限： 记为f(x)在[a,b]上基于等距节点的分段三次Hermite插值函数。在区间[xk，xk+1]上有 而最值 进而得误差估计： 16、求一个次数不高于4次的多项式，使它满足，，。

《云计算》学习笔记3——Google的云计算原理与应用(分布式锁服务——Chubby)

一、分布式锁服务 今天，要接触有些难理解的知识点了，这也许就是涉及到当时赵致琢老师强调的在中国没人能有资格讲和讲得清的一块—分布式算法。说实话，这块看了两遍了，到现在还不敢说自己人懂了一半啊·！ Chubby ?Google设计的提供粗粒度锁服务(???)的一个文件系统，它基于松耦合分布式系统，解决了分布的一致性问题 ——一种建议性的锁(相信看过《UNIX环境下高级编程》的人对建议性的锁这个名词不会陌生)，而不是一种强制性的锁：具有更大的灵活性 ?GFS使用Chubby选取一个GFS主服务器 ?Bigtable使用Chubby指定一个主服务器并发现、控制与其相关的子 表服务器 ?Chubby还可以作为一个稳定的存储系统存储包括元数据在内的小数 据 ?Google内部还使用Chubby进行名字服务（Name Server） 想像一下，要在大规模集群的条件下，保证所有指令和数据的一致性（即：在初始状态相同情况下，要求各结点接收到同样相同指令，且最终状态一致）会遇到什么样的困难？——这也许正是分布式算法要发挥作用的

境地，很多时候设计的算法根本不可能会是十全十美。Chubby中即要用到Paxos算法 1、Paxos算法 试想想：该方案存在什么缺陷？？？？ 试图由以下三点来保证数据的一致性: （1）决议只有被proposers提出后才能批准

（2）每次只批准一个决议 （3）只有决议确定被批准后learners才能获取这个决议 系统的约束条件： p1:每个acceptor只接受它得到的第一个决议 p1表明每个可以接收到多个决议，为区分，对每个决议进行编号，后得到的决议编号要大于先到的编号；p1不是很完备!!(??一个问题可能是：对于每个结点，其收到的所谓第一个编号是否都是一样？？) P2：一旦某个决议通过，之后通过的决议必须和该决议保持一致 P1+P2——>P2a:一旦某个决议V得到通过，之后任何acceptor再批准的决议必须是V P2a和P1是有矛盾的!(我的理解是：有可能这个V不是某个结点收到的第一个决议) P2a——》P2b:一旦某个决议V得到通过，之后任何proposer再提出的决议必须是V P1和P2b保证条件（2），彼此之间不存在矛盾。但是P2b很难通过一种技术手段来实现它，因此提出了一个蕴涵P2b的约束P2c P2b——》P2c:如果一个编号为n的提案具有值v，那么存在一个“多数派”，要么它们中没有谁批准过编号小于n的任何提案，要么它们进行的最近一次批准具有值v 决议通过的两个阶段： 准备阶段：proposers选择一个提案并将它的编号设为n，然后将它发送给acceptors中的一个―多数派‖。Acceptors收到后，如果提案的编号大于它已经回复的所有消息，则acceptors 将自己上次的批准回复给proposers，并不再批准小于n的提案（那么，可以问问：如果

数值分析简明教程课后习题答案

比较详细的数值分析课后习题答案

0.1算法 1、 （p.11，题1）用二分法求方程013 =--x x 在[1,2]的近似根，要求误差不超过 10-3. 【解】 由二分法的误差估计式31 1*102 1 2||-++=≤=-≤ -εk k k a b x x ，得到100021≥+k .两端取自然对数得96.812ln 10 ln 3≈-≥ k ，因此取9=k ，即至少需 2、（p.11，题2） 证明方程210)(-+=x e x f x 在区间[0,1]有唯一个实根；使用二 分法求这一实根，要求误差不超过2102 1 -?。 【解】 由于210)(-+=x e x f x ，则)(x f 在区间[0,1]上连续，且 012010)0(0<-=-?+=e f ，082110)1(1>+=-?+=e e f ，即0)1()0(+=x e x f ，即)(x f 在区间[0,1]上是单调的，故)(x f 在区间[0,1]有唯一实根.

由二分法的误差估计式21 1*1021 2 12||-++?=≤=-≤-εk k k a b x x ，得到1002≥k .两端取自然对数得6438.63219.322 ln 10 ln 2=?≈≥ k ，因此取7=k ，即至少需二分 0.2误差 1．（p.12，题8）已知e=2.71828…，试问其近似值7.21=x ，71.22=x ，x 2=2.71， 718.23=x 各有几位有效数字？并给出它们的相对误差限。 【解】有效数字： 因为111021 05.001828.0||-?= <=- x e ，所以7.21=x 有两位有效数字； 因为1 2102105.000828.0||-?=<=- x e ，所以71.22=x 亦有两位有效数字； 因为3 3102 10005.000028.0||-?=<=- x e ，所以718.23=x 有四位有效数字； %85.17.205 .0||111=<-= x x e r ε； %85.171 .205 .0||222=<-= x x e r ε；

云计算原理与实践课后答案王伟

第1章概述 课内复习 1. 云计算的定义是什么？ 云计算是一种计算模式，在这种模式下，动态可扩展而且通常是虚拟化的资源通过互联网以服务的形式提供岀来。P5 2. 云计算的公共特征有哪几个？ 弹性伸缩、快速部署、资源抽象、按用量收费、宽带访问P14 3. 云计算按照部署方式和服务类型分别分成哪几类？ 部署方式分类：公共云、私有云、社区云、混合云、行业云、其他类型云P15 服务类型分类：基础设施即服务（laaS）平台即服务（PaaS）软件即服务（SaaS 4. 如何从三元认识论的角度理解云计算？ 云计算即是一种商业模式，也是一种计算范式，还是一种实现方式。P21 5. 云计算作为一种计算范式可以分成哪两种结构？ 横向云体逻辑结构：云运行时环境+云应用 纵向云体逻辑结构：P23图 6. 开源软件、自由软件和免费软件的区别于联系是什么？ P25下方 课外思考 1. 计算系统是如何演变成今天的云计算的？P6 2. 如何理解“开源是种方法论”？P29下方 3. 开源技术是如何促进云计算发展的？ 降低准入门槛 大部分组织机构采用云技术是为了优化他们的IT投资，从而提高现有的服务或者支持新的业务模式。在这种情况下，开源降低了新加入的组织机构建设私有云计算的门槛。许多组织机构已经采用Ope nN ebula来打造私有云计算，当中一些只是连接数十台主机的小型云服务，一些则是由几个数据中心所连起来的大型基础设备。对于大多数这种组织 机构来说，为使用商用软件而支付授权许可费用是不怎么靠谱的，他们要么就选择开源云技术，要么就什么都不用。 促进云服务的定制 许多组织机构在开源帮助下可以根据客户实际需要而对云服务进行定制，这也就是说这些机构组织可以根据用户需 求打造具有差异化的云服务。两个应用于公共部门的著名例子就是荷兰超级计算中心的SARA和它的云设施HPC,另一个就是美国费米实验室的基础云设施FermiCloud。托管公司和电信公司使用开源代码来向特定的市场和地区用户 提供新的云服务模式。那些使用OpenNebula的解决方案中，AlterWay的H20 Cloud和中国移动的Big Cloud就是很好的例子。 开源云服务衍生更多的云服务

数值计算方法试题集及答案要点

《数值计算方法》复习试题 一、填空题： 1、 ?? ??? ?????----=410141014A ，则A 的LU 分解为 A ? ???????? ???=????????? ?? ?。 答案： ?? ????????--??????????--=1556141501 4115401411A 2、已知3.1)3(,2.1)2(, 0.1)1(===f f f ，则用辛普生（辛卜生）公式计算求 得?≈3 1 _________ )(dx x f ,用三点式求得≈')1(f 。 答案：2.367，0.25 3、1)3(,2)2(, 1)1(==-=f f f ，则过这三点的二次插值多项式中2x 的系数 为 ，拉格朗日插值多项式为 。 答案：-1， )2)(1(21 )3)(1(2)3)(2(21)(2--------= x x x x x x x L 4、近似值*0.231x =关于真值229.0=x 有( 2 )位有效数字； 5、设)(x f 可微,求方程)(x f x =的牛顿迭代格式是( )； 答案 )(1)(1n n n n n x f x f x x x '--- =+ 6、对 1)(3++=x x x f ,差商=]3,2,1,0[f ( 1 ),=]4,3,2,1,0[f ( 0 )； 7、计算方法主要研究( 截断 )误差和( 舍入 )误差； 8、用二分法求非线性方程f (x )=0在区间(a ,b )内的根时，二分n 次后的误差限为( 1 2+-n a b )； 9、求解一阶常微分方程初值问题y '= f (x ,y )，y (x 0)=y 0的改进的欧拉公

第3章 MATLAB数值计算-习题 答案

roots([1 -1 -1]) x=linspace(0,2*pi,10); y=sin(x); xi=linspace(0,2*pi,100); y1=interp1(x,y,xi); y2=interp1(x,y,xi,'spline'); y3=interp1(x,y,xi,'cublic'); plot(x,y,'o',xi,y1,xi,y2,xi,y3) x=[0 300 600 1000 1500 2000]; y=[0.9689 0.9322 0.8969 0.8519 0.7989 0.7491]; xi=linspace(0,2000,20); yi=1.0332*exp(-(xi+500)/7756); y1=interp1(x,y,xi,'spline'); subplot(2,1,1);plot(x,y,'o',xi,yi,xi,y1,'*') p=polyfit(x,y,2); y2=polyval(p,xi); subplot(2,1,2);plot(x,y,'o',xi,yi,xi,y2,'*') x=[0 300 600 1000 1500 2000]; y=[0.9689 0.9322 0.8969 0.8519 0.7989 0.7491]; xi=linspace(0,2000,20); y1=interp1(x,y,xi,'spline'); subplot(2,1,1);plot(x,y,'-o', xi,y1,'-*') p=polyfit(x,y,2); y2=polyval(p,xi); subplot(2,1,2);plot(x,y,'-o',xi,y2,'-*')

云计算原理与实践 课后问题详解 王伟

第1章概述 课复习 1.云计算的定义是什么？ 云计算是一种计算模式，在这种模式下，动态可扩展而且通常是虚拟化的资源通过互联网以服务的形式提供出来。P5 2.云计算的公共特征有哪几个？ 弹性伸缩、快速部署、资源抽象、按用量收费、宽带访问P14 3.云计算按照部署方式和服务类型分别分成哪几类？ 部署方式分类：公共云、私有云、社区云、混合云、行业云、其他类型云P15 服务类型分类：基础设施即服务（IaaS）平台即服务（PaaS）软件即服务（SaaS） 4.如何从三元认识论的角度理解云计算？ 云计算即是一种商业模式，也是一种计算式，还是一种实现方式。P21 5.云计算作为一种计算式可以分成哪两种结构？ 横向云体逻辑结构：云运行时环境+云应用 纵向云体逻辑结构：P23 图 6.开源软件、自由软件和免费软件的区别于联系是什么？ P25下方 课外思考 1.计算系统是如何演变成今天的云计算的？P6 2.如何理解“开源是种方法论”？P29下方 3.开源技术是如何促进云计算发展的？ 降低准入门槛 大部分组织机构采用云技术是为了优化他们的IT投资，从而提高现有的服务或者支持新的业务模式。在这种情况下，开源降低了新加入的组织机构建设私有云计算的门槛。许多组织机构已经采用OpenNebula来打造私有云计算，当中一些只是连接数十台主机的小型云服务，一些则是由几个数据中心所连起来的大型基础设备。对于大多数这种组织

机构来说，为使用商用软件而支付授权许可费用是不怎么靠谱的，他们要么就选择开源云技术，要么就什么都不用。 促进云服务的定制 许多组织机构在开源帮助下可以根据客户实际需要而对云服务进行定制，这也就是说这些机构组织可以根据用户需求打造具有差异化的云服务。两个应用于公共部门的著名例子就是荷兰超级计算中心的SARA和它的云设施HPC，另一个就是美国费米实验室的基础云设施FermiCloud。托管公司和电信公司使用开源代码来向特定的市场和地区用户提供新的云服务模式。那些使用OpenNebula的解决方案中，AlterWay的H2O Cloud和中国移动的Big Cloud就是很好的例子。 开源云服务衍生更多的云服务 开源一样鼓励、支持并推动了云服务产品的创新。我们看到了很多信息通讯技术人员如何以更低的成本打造云服务的案例。CloudWeavers公司的一键式云解决方案和HederaTech的云管理软件都是很好的例子。我们还可以算上先前提及的开源技术整合者，通过开源云服务他们可以根据自身需求进行创新和定制。 用户-供应商协作催生更好的云技术 技术供应商和用户的协作是开源领域的一个巨大优势。作为欧盟旗舰级云计算项目的衍生技术产品，OpenNebula和那些由欧盟所投资的云计算基础设施和项目保持着紧密合作，从而为最先进的云计算部署提供独特的功能。我们正在从事那些建设泛欧多重云基础设施的项目，比如说BonFIRE、EGI、Helix Nebula。整个行业、标准机构和研究人员正在联手打造一个开放的云技术生态，这也是欧洲的云计算战略目标之一。 和用户直接接触是实现创新的唯一方法。在开源项目里面，项目的计划路线图实际上是由用户需求所引导的。这也就是说，具体是功能是用来满足终端用户的真正需求，而不是针对供应商而言的。 第2章分布式计算 课复习 1.分布式计算的定义和特征是什么？P41 2.什么是ACID原则？P42下方

安全协议理论与实践

目录 目录.......................................................................................................... I 摘要......................................................................................................... II 前言........................................................................................................ III 1SHAMIR无秘钥协议 (1) 1.1研究背景 (1) 1.2参数设置 (1) 1.3具体步骤 (1) 1.4运算结果 (2) 2DIFFIE-HELLMAN秘钥协商协议 (3) 2.1研究背景 (3) 2.2参数设置 (3) 2.3具体步骤 (3) 2.4运行结果 (4) 3KEA秘钥协商协议 (5) 3.1研究背景 (5) 3.2参数设置 (5) 3.3具体步骤 (5) 3.4运行结果 (6) 4总结 (7) 致谢 (8) 参考文献 (9)

摘要 本课题主要是运用C#，研究几个安全协议其相应的算法和用程序实现其结果。本文较详细地介绍了这一程序的设计思想，功能结构以及某些功能函数的设计。本文还给出了对这一程序的测试情况以及对测试结果的分析。 关键词：安全协议，秘钥协议

前言 随着全球信息化程度的日益提高，网络已经成为人类胡获取信息、沟通交流以及社会生产和生活活动的一种不可或缺的重要载体和手段，信息安全的重要性和紧迫性日益凸显。随着金融、交通、电信等重要基础设施对网络的依赖性逐渐增大，信息安全对于社会和经济的影响也越来越大。信息安全问题已经由个人、团体的隐私与机密性问题上升为国家的战略性问题，而安全协议是解决网络安全问题最直接、最有效的手段之一，它可以有效地解决源认证和目标认证、消息的完整性、匿名通信、抗拒绝服务、抵赖性、授权等一系列重要安全问题。 安全协议是简历在密码算法基础上的一种高互通协议，它运行在计算机网络或分布式系统中，为安全需求的各方提供一系列步骤，借助于密码算法来达到秘钥分发、身份认证以及安全地实现网络通信或电子交易等目的。

数值计算课后答案4

习 题 四 解 答 1、设010,1x x ==，写出()x f x e -=的一次插值多项式1()L x ，并估计插值误差。 设插值函数为1()L x ax b =+，由插值条件，建立线性方程组为 解之得11 1 a e b -?=-?=? 则11()(1)1L x e x -=-+ 因为(),()x x y x e y x e --'''=-= 所以，插值余项为 所以 01 0101 ()max max (1) 2111248x r x e x x e ξξ-≤≤≤≤-≤ -=?? =。 2选用合适的三次插值多项式来近似计算f(0.2)和f(0.8)。 解：设三次插值多项式为230123()f x a a x a x a x =+++，由插值条件，建立方程组为 即 解之得 则所求的三次多项式为23()0.41 6.29 3.489.98f x x x x =--+。 所以 3、设(0,1,2, ,)i x i n =是 n+1个互异节点，证明： （1）0()(0,1,2, ,)n k k i i i x l x x k n ===∑； （2）0 ()()0(0,1,2, ,)n k i i i x x l x k n =-==∑。 证明： （1）由拉格朗日插值定理，以x 0,x 1,x 2,…x n 为插值节点，对y=f(x)=x k 作n 次插值，插值多项式为 0()()n n i i i p x l x y ==∑， 而y i =x i k ,

所以0 ()()()n n k n i i i i i i p x l x y l x x ====∑∑ 同时，插值余项 所以0()n k k i i i l x x x ==∑ 结论得证。 （2）取函数()(),0,1,2,,k f x x t k n =-= 对此函数取节点(0,1,2,,)i x i n =，则对应的插值多项式为 0()()()n k n i i i p x x t l x ==-∑， 由余项公式，得 (1) (1)011 ()()()()()()()()0 (1)!(1)! n n k k n k i i i r x x t x t l x f x x t x n n ξ ξππ++==---= =-=++∑所以 令t=x ， 4 ()f x = (1)试用线性插值计算f(2.3)的近似值，并估计误差； (2)试用二次Newton 插值多项式计算f(2.15)的近似值，并估计误差。 解：用线性插值计算f(2.3)，取插值节点为2.2和2.4，则相应的线性插值多项式是 用x=2.3代入，得 (2) 根据定理2f(x)＝f(x 0)＋f[x 0，x 1](x-x 0)+f[x 0，x 1，x 2](x-x 0)(x-x 1)+… +f[x 0，x 1，…，x n ](x-x 0)(x-x 1)…(x-x n －1) +f[x 0，x 1，…，x n ，x]π(x) 。 以表中的上方一斜行中的数为系数，得 f(2.15)＝1.41421＋0.3501 ×(2.15-2.0)－0.047 ×(2.15-2.0) ×(2.15-2.1) ＝1.663725