现代设计方法参考答案
1．凸规划
对于约束优化问题 ?
。
2．可行搜索方向
是指当设计点沿该方向作微量移动时，目标函数值下降，且不会越出可行域。
3．设计空间：n个设计变量为坐标所组成的实空间，它是所有设计方案的组合
7. 黄金分割法：是指将一线段分成两段的方法，使整段长与较长段的长度比值等于较长段与较短段长度的比值。
8.可行域：满足所有约束条件的设计点，它在设计空间中的活动范围称作可行域
一、 与文件系统相比，数据库系统的主要特征有哪些？
关于数据库系统对比文件系统的优点有：
1、提高了数据的共享性，使多个用户能够同时访问数据库中的数据。 2、提高了数据的一致性和完整性。 3、提供数据与应用程序的独立性。
二、常用的可靠度分配方法有哪三种？各自的分配原则是什么？ 答：常用的可靠度三种分配方法和各自的分配原则如下： （1）等同分配法：按照系统中各单元（子系统或零部件）的可靠度均相等的原则分配。（2）加权分配法：把各子系统在整个系统中的重要度以及各子系统的复杂度作为权重来分配可靠
度。
（3）最优分配法：全面考虑各种殷素的影响，采用优化方法分配可靠度。
三、在有限元分析时，什么情况下适合选择一维、二维、三维单元？ （1）当几何形状、材料性质及其它参数能用一个坐标描述时，选用一维单元。 （2）当几何形状、材料性质及其它参数需要用两个相互独立的坐标描述时，选用二维单元。 （3）当几何形状、材料性质及其它参数需要用三个相互独立的坐标描述时，选用三维单元。
四、简述梯度法的基本原理和特点
梯度法的基本原理：梯度法又称最速下降法，基本原理是在迭代点附近采用使目标函数 值下降最快的负梯度方向作为搜索方向，求目标函数的极小值。 梯度法的特点：迭代计算简单，只需求一阶偏导数，所占用存储单元少，对原始点要求不高，在接近极小点位置时收敛速度很慢。
五、什么是可靠性、可靠度？二者有何关系？
可靠性是指产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的能力； 可靠度是指产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的概率； 两者的联系就在于，可靠度是对产品可靠性的概率度量。
六、简述用有限元方法求解问题的基本步骤 答：进行有限元分析的基本步骤：
（1）对结构或求解区域离散化。（2）求得单元刚度矩阵，并进行坐标转换。（3）集成总体刚度矩阵。（4）处理非节点载荷，引入支承条件。（5）写出总体平衡方程。（6）求出各节点的位移（7）计算各单元的应力和应变。（8）分析计算结果的合理性。
七、无约束优化方法分为哪两类？ 答：直接优化法和间接优化法
八、下降迭代算法构成的基本步骤 （1）给定一个初始点X(0)和收敛精度ε （2）选取一个搜索方向S(k)
（3）确定步长因子ak，按上式得到新的迭代点
（4）收敛判断：若X(k+1)满足收敛精度，则以X(k+1)作为最优点，终止计算；否则，以X(k+1)作为新的起点，转2）进行下一轮迭代。
九、简述梯度法和共轭梯度法的特点
迭代计算简单，只需求一阶偏导数，所占的存储单元少，对初始点的要求不高，在接近极小点位置时收敛速度很慢，共轭的特点为在梯度法靠近极值点收敛速度放慢时，它可以构造共轭方向使其收敛速度加快，迭代计算比较简单，效果好，在每一步迭代过程中都要构造共轭的、方向，比较繁琐。
十、在进行图形处理时，为什么要引入规格化设备坐标系？
1）用于用户的图形是定义在世界坐标系里，而图形的输出是定义在设备坐标系里。不同的图形设备具有不同的设备坐标系且其工作范围也不相同。
（2）为了便于图形处理，有必要定义一个标准设备，引入与设备无关的规格化设备坐标系，采用一种无量纲的单位代替设备坐标，当输出图形时，再转化为具体的设备坐标。 （3）规格化设备坐标系的取值范围是左下角（0，0），右上角（1，1），其工作范围为0～1。
十一、迭代法的基本思想是什么？常用的终止准则有哪些？ （1）迭代法的基本思想是“步步逼近”，最后达到目标函数的最优点。 首先选择一个尽可能接近极值点的始点，从初始点出发，按照一定的原则寻找可行方向和初始步长，向前跨出一步，得到新点，再把新点作为初始点重复进行。每次迭代都必须使目标函数值向最优值靠近。 （2）常用的终止规则有
?
??
十二、在有限元分析中，对结构划分的单元数是否越多越好？为什么?
不是。单元的数量取决于要求的精度、单元的尺寸和自由度数。虽然一般单元的数量越多精度越高，但也有一个界限，超过这个值，精度的提高就不明显。
十三、试简述编码剪裁（Cohen-Sutherland）算法的基本原理
将窗口的四个边界向两边延伸，把平面分成9个区域，每个区域用四位二进制表示；线段的端点落在哪个区域则端点的编码就与该区的编码相同； 如果线段两端点的编码都为“0000”，则线段位寺窗口内；如果线段两端点编码的逻辑乘不为“0000”，则线段位于窗口外；
如果线段不能用上述方法测试决定，则将线段分割，然后用上述方法判断。
十四、说明消隐算法中的分段扫描线算法的原理
答：(1)分段扫描线算法的原理为：扫描线算法通过计算每一行扫描线与各物体在屏幕上投影之间的关系来确定该行的有关显示信息。
(2)每条扫描线被各多边形边界在xy平面上的投影分割成若干段，在每段中最多只有一个多边形是可见的。
（3）只要在段内任一点处，找出在该处Z值最大的一个多边形，这个段上的每个像素点就用这个多边形的颜色来填充。
十五、三维实体模型的实现方法中，体素构造法（CSG）的基本思想是什么？需要存储的几何模型信息有哪些？ 答：（1）体素构造法（CSG）的基本思想是：各种各样形状的几何形体都可以由若干个基本单元形体，经过有限次形状拼合运算构建得到。 （2）需要存储的几何模型信息是：所有的基本形体的类型、参数和所采用的拼合运算过程。