微型计算机接口技术与应用练习测验题库
一、填空题 186道
二、简答题 185道
三、程序题 23 道
合计 394道
一、填空题
1．屏蔽寄存器命令有（），（）两种格式。
2．软命令是（）
3．8237A-5有（）（）（）3个软命令
4．8237A-5的工作状态从时间顺序来看可分为（）（）操作周期。5．8237A-5有（）（）（）（）（）（）（）状态周期。
6．一个完整的DMA有效周期包括（）（）（）（）状态周期。7．中断是（）。
8．中断源是（）（）。
9．CPU识别中断或获取中断服务程序入口地址的方法有（）（）。10．中断向量是（）。
11．中断向量通过（）装入中断向量表。
12．中断类型号是（）。
13．中断类型号作用是（）。
14．中断号与中断向量指针有（）关系。
15．设置中断优先级的目地是（）。
16．硬中断是（）。
17．硬中断有（）（）。
18．软中断是（）。
19．软中断有（）（）（）。
20．DOS系统功能调用中断是（）软中断。
21．说明0～4号中断的功能（）（）（）（）（）。
22．硬中断与软中断的区别（）。
23．可屏蔽中断处理过程经历（）（）（）（）。
24．CPU在（）进入中断响应周期。
25．可屏蔽中断过程中2个中断响应信号INTA的作用是（）（）。
26．（），（）中断是不可屏蔽的。
27．8259A协助CPU处理中断事务有（）（）（）（）。
28．8259A的引脚可分为（）（）（）。
29．8259A的IRR作用是（）。
30．8259A的ISR作用是（）。
31．8259A的IMR作用是（）。
32．8259A的工作方式有（）（）（）（）（）。
33．8259A的引入中断请求的方式有（）（）（）。
34．中断查询方式是（）。
35．8259A的优先级排队方式有（）（）（）（）。
36．8259A的结束中断的处理方式有（）（）。
37．8259A中断操作功能有（）（）（）（）（）（）（）。
38．8259A采用边沿触发，多片级联使用，需要ICW4，相应的ICW1命令（）。39．ICW1命令通过（）实现8259A的复位。
40．8259A的哪个命令设置中断请求触发方式，（）命令设置中断类型号。41．若主片8259A的IR2与IR7两个输入端分别连接到从片A与B的INT，设置中断级联方式的命令（）。
42．ICW4命令可实现中断功能（）（）（）。
43．屏蔽中断源IR4，开放其他中断源的中断屏蔽命令（）。
44．OCW2命令的作用（）。
45．8259A对中断优先仅的分配有（）（）。
46．试说明OCW3命令可执行的中断操作（）（）（）。
47．8259A的编程命令有（）（）。
48．在PC机中，用户不需要对8259A进行初始化的原因是（）。
49．在PC微机上开发中断程序，只需要（）（）（）命令，不应该使用（）（）命令。
50．中断系统初始化程序是否需要ICW3命令由（）决定。
51．中断系统初始化程序应按（）顺序送入（）（）命令。
52．进行中断向量修改的原因（）。
53．中断向量修改的步骤（）（）（）（）。
54．在（）情况下要求发中断结束命令。
55．中断结束命令安排在程序的（）地方。
56．中断结束命令进行具体操作有（）（）（）（）等。
57．并行接口中，一般都要求在接口与外设之间设置并行数据线的同时，至少要设置（）根握手(联络)信号线。
58．并行接口的特点有（）。
59．并行接口与串行接口的根本区别是（）。
60．从并行接口的电路结构来看，并行口可分为（）（）（）。
61．硬线连接接口是（）。
62．可编程接口是（）。
63．8255A的基本特性有（）（）（）（）。
64．可编程并行接口芯片8255A面向I/0设备一侧的端口有（）个，分别是（）（）（）。
65．8255A C口的使用特点有（）（）（）（）。
66．8255A由（）（）（）（）部分组成。
67．可编程并行接口芯片8255A的编程命令有()().
68．说明8255A是识别它的两个命令的的过程（）。
69．试说明工作方式命令的作用及其命令格式中每位的含义是（）。
70．试说明按位操作命令的作用及其命令格式中每位的含义是（）。
71．“由于按位置位/复位命令是对C口进行操作，所以可以写到C口”，这句话对吗（）
72．要把A口指定为2方式，输出，C口上半部定为输入；B口指定为0方式，输入，C口下半部定为输入，则工作方式命令字是（）。
73．若要把C口的PC6引脚置成低电平输出，则命令字应该为（）。
74．能否使用置位／复位命令字编程实现C口的PC4与PC7同时输出高电平？（）原因（）。
75．对8255进行初始化的方式命令字与按位操作命令字一样，放在任何地方写入均可么？（）。
76．8255A工作方式有（）（）（）。
77．何谓基本I/O方式？
78．接口电路的设计包括哪两部分?
79．编码键盘是（）。
80．非编码键盘是（）。
81．键盘接口的功能有（）。
82．去抖动的办法（）。
83．键盘扫描的基本过程是（）。
84．8279最多可扩展接入（）个键？
85．8279最多可扩展接（）位的LED数码管？
86．8279 中的FIFO RAM作用是（）。
87．8279 有（）组扫描输出线。
88．8279（）按键去抖的功能。
89．CPU向8279芯片写入的命令字格式是（）。
90．8279芯片的可执行命令有（）条？
91．8279芯片的可执行命令有（）。
92．8279芯片的清除命令中清除显示RAM有（）种清除方式？
93．8279芯片的状态字的作用是（）。
94．8279芯片的状态字的最高位工作意义是（）。
95．8279芯片的状态字的低三位的工作意义是（）。
96．PC微机常用的键盘有（）（）（）（）。
97．一个标准键盘接口具备（）（）（）（）功能。
98．要完成接口电路的功能，接口电路由（）（）（）（）电路组成。
99．几种目前流行的打印机种类（）（）（）（）。
100．针式打印机的结构组成（）（）（）（）。
101．打印机构包括（）（）（）（）。
102．打印机控制逻辑电路的功能是（），由（）（）（）组成。
103．打印机外部接口有（）（）（）（）。
104．并行打印机常用（）接口标准。
105．采用Centronics标准的并行打印机工作时，数据传送完毕的标志是（）。106．实际应用中要使打印机正常工作，在硬件上需为其提供（）。
107．按照主机与接口之间的信息交换方式，打印机接口设计分为（）（）（）。108．按照打印机接口采用的芯片是否可编程，打印机接口设计分为（）（）（）。109．硬线连接并行打印机接口又称（）。
110．PC机打印机适配器由（）（）（）（）组成。
111．PC机打印机适配器8位双向数据端口的数据锁存器LS374锁存的数据是（）。112．PC机打印机适配器8位双向数据端口的输入缓冲器LS244的作用是（）。113．从状态端口读出的/ACK信号作用是（）。
114．PC机打印机适配器端口地址译码器LS155提供的3个端口地址具体分配是（）。
115．接口驱动程序的中断方式可分为（）（）。
116．多媒体技术主要特点有（）（）（）。
117．多媒体计算机的关键技术是（）。
118．音频卡的基本功能是（）。
119．音频卡一般由（）（）（）（）部分组成。
120．视频卡有（）（）（）主要类型。
121．MPEG卡的主要功能是（）。
122．CD-ROM两种扇区模式的区别是（）。
123．CD-ROM的性能指标有（）（）（）（）（）（）（）。
124．CD-ROM驱动器与计算机的接口有（）（）（）。
125．摄像机一般由（）（）（）（）（）（）部分组成。
126．串行通信是（）。
127．串行通信的波特率是（）。
128．串行通信的波特率因子是（）。
129．通常波特率、波特率因子、发送/接收时钟之间的关系是（）。
130．起止式异步通信数据的帧中可有（）位数据位。
131．EIA-RS-232C规定TxD数据线上的逻辑1电平为（）。
132．EIA-RS-232C规定CTS控制线上的信号无效电平为（）。
133．（）（）（）电平对于EIA-RS-232C标准的TxD、RxD数据线和RTS、CTS、DSR等控制线无意义。
134．EIA-RS-232C与TTL之间要进行（）转换。
135．RS-232C在通信速率低于是20Kb/s时，直接连接的最大物理距离大约为（）。136．平衡方式传输是（）。
137．D/A转换器（）。
138．D/A转换器的作用是（）。
139．分辨率是（）。
140．转换时间是（）。
141．精度是（）。
142．线性度是（）。
143．线性误差是（）。
144．一个D/A转换器连接特性具体体现在（）（）（）（）（）方面。
145．D/A转换器接口的任务是（）。
146．A/D转换器实现（）功能？
147．A/D转换器按分辨率可分为（）（）（）。
148．直接A/D转换器是（）。
149．简接A/D转换器是（）。
150．分辨率是（）。
151．转换时间是（）。
152．双积分型的ADC与逐次逼近的ADC各有（）特点。
153．A/D转换器接口的一般要完成（）（）（）（）（）（）操作。
154．A/D转换器一般采用（）（）（）方式把数据传送到内存？
155．从接口电路的结构形式来看，A／D转换器与CPU的接口方式有（）（）（）（）（）。
156．微机总线由（）（）（）（）（）哪几部分组成。
157．总线的寻址空间和总线宽度分别由（）（）决定。
158．总线完成一次数据传输周期一般分为（）（）（）（）阶段。
159．将总线的使用权授给某一模块由（）决定。
160．总线数据传输的握手方式有（）（）（）（）。
161．PC系统中总线分为（）（）（）层次。
162．ISA总线的信号线分为（）（）（）（）（）类。
163．ISA总线有多少根地址线，（）根数据线。
164．ISA总线的最大传输速率、最高工作频率分别为（）（）。
165．EISA总线有（）根地址线，（）根数据线。
166．PC-104总线的主要应用在（）机器上。
167．PCI总线能寻址（）位。
168．PCI总线的必需信号线有（）条，总信号线有（）条。
169．PCI总线按功能可分为（）组。
170．PCI总线对于多功能设备最多有（）条中断信号，（）电平有效。171．STD总线共有（）根信号线。
172．STD总线的信号按功能可分为（）（）（）（）类。
173．STD总线共有（）根数据线和（）根地址线。
174．STD总线有（）（）优先权链接线？
175．PCI总线的特点（）。
176．PCI总线的数据宽度为（）。
177．USB传输类型是（）。
178．USB传输类型有（）（）（）（）。
179．包在USB交换中作用是（）。
180．USB总线上每次交换至少需要（）个包，第一个包是（）包。181．USB是（）。
182．USB的（）传输不需要握手包。
183．USB可作为（）（）（）（）等设备的接口。
184．USB信号线有（）根（）（）信号线。
185．USB系统硬件上由（）（）（）部分组成。
186．USB软件部分包括（）（）（）。
二、简答题
1．什么是接口？
2．为什么要在CPU与外设之间设置接口电路？
3．接口电路的六大功能是什么？
4．外围接口芯片在微机接口技术中的作用如何？
5．接口硬件部分包括哪几个部分？
6．接口软件部分包括哪几个部分？
7．什么是固定式结构？
8．什么是半固定式结构？
9．什么是可编程结构？
10．初始化程序段主要完成什么功能？
11．CPU与接口之间有哪几种传送数据的方式？
12．什么是查询方式？
13．查询方式的具体步骤是什么？
14．什么是中断方式？
15．什么是直接存储器存取方式？
16．简述查询方式、中断方式和直接存储器存取方式的优缺点。
17．分析与设计接口电路有哪几种基本方法？
18．什么是两侧分析法？
19．什么是硬软结合法？
20．硬软结合法中的软件设计方法有哪些？
21．什么是端口？
22．端口与接口的区别是什么？
23．采用独立编址对CPU的必要条件是什么?
24．I/O端口的编址方式有几种？
25．统一编址的特点是什么？
26．独立编址的特点是什么？
27．8086 I/O指令中采用单字节地址寻址方式时，最多可访问多少个端口？28．8086 I/O指令中采用双字节地址寻址方式时，最多可访问多少个端口？29．PC机设计I/O设备接口卡时，为防止地址冲突，选用I/O端口地址的原则是什么？
30．PC机I/O接口硬件分为哪几类？
31．I/O地址译码电路的作用是什么？
32．译码电路可分为哪几种？
33．I/O端口地址译码的一般原则是什么？
34．什么是固定式端口地址译码？
35．固定式端口地址译码与可选式端口地址译码的区别是什么？
36．在I/O端口地址译码电路中常设AEN=0，这有何意义？
37．若要求I/O端口的地址为22FH，则在图2.1(a)中的输入地址线要作哪些改动？38．若要求I/O端口的读/写地址为374H，则在图2.1(b)中的输入地址线要作哪些改动？
39．图2.2是PC机系统板的I/O端口地址译码器电路，它有何特点？
40．I/O地址线用作端口寻址时，高位地址线和低位地址线各做何用？41．GAL器件的特点是什么？
42．采用GAL器件进行I/O地址译码有何优点？
43．GAI器件的开发工具包括哪些？
44．目前国内常见的GAL编程器有哪些？
45．GAL器件的开发过程，共分哪几步？
46．使用FM．EXE汇编程序对GAL输入源文件进行汇编，生成哪几个基本文件？47．GAL编程输入源文件中的斜杠(／)符号的意义是什么？
48．编写GAL编程输入源文件要注意什么？
49．FM．EXE汇编程序启动时，在DOS提示符下键入FM，再键入已准备好的GAL文件后，若键入1，则生成什么文件？
50．当把GAL器件插入编程器的插座后，执行哪些操作，即可完成GAL器件的编程工作？
51．计数、定时与频率、声音以及音乐之间有什么关系？
52．何谓日时钟？
53．何谓实时钟？
54．微机系统的定时有哪两类？
55．何谓时序配合？
56．微机系统中的外部定时有哪两种方法？
57．软件定时有何特点？
58．硬件定时有何特点？
59．8253／8254内部有哪几个模块？各有何功能？
60．简述计数器的内部结构及各组成部分的功能。
61．为什么要设置计数初值？
62．计数初值与时钟频率及输出波形频率之间的关系是怎样的？
63．若已知CLK=1.1931816MHz，fouto=18.2Hz，求其计数初值。
64．方式命令字的作用是什么？
65．8253初始化的编程包括哪两项内容？
66．方式命令D7～D0各位的意义是什么？
67．若要计数器工作在3方式，如何设定？
68．0方式的工作特点是什么？
69．1方式的工作特点是什么？
70．使计数器T0工作在1方式，进行8位二进制计数，并设计数初值的低8位为BYTEL，写出其初始化程序段。
71．区分6种工作方式的三个主要标志是什么？
72．2方式的特点是什么？
73．3方式的特点是什么？
74．4方式的特点是什么？
75．5方式的特点是什么？
76．说出0方式与1方式的异同点。
77．说出2方式与3方式的异同点。
78．说出4方式与5方式的异同点。
79．为什么3方式的使用较为普遍？
80．3方式中输出端方波的频率与输入端时钟脉冲的频率及计数初值三者的关系是什么？
81．何谓日时钟？
82．为什么采用8253的3方式进行日时钟的设计？
83．利用8253进行日时钟计时的计时单位是什么？
84．在利用8253进行日时钟计时时，CPU采用什么技术把这些计时单位进行累加？
85．8253通道0的定时中断是硬中断（8号中断），它不能被用户调用，当用户对系统的时间进行修改时，需采用软中断INT 1AH，试问这两种中断有何关系？86．利用8253进行日时钟计时的计时单位是怎样得到的？
87．通常的软件延时为什么会导至延时的差异大？
88．使用INT 1AH中断调用，若需延时一小时或以上，用DX作出入口参数行不行？为什么？
89．按照Centronics标准对打印机接口信号线的定义，最基本的信号线需要哪些信号线?
90．利用日时钟作硬件延时，其延时时间不能太小，为什么？
91．在发声器的设计中，声音的频率应满足600Hz，它与OUT频率有什么关系？92．在发声器的设计中，如何确定计数初值？
93．在发声器的设计中，如何实现对扬声器发声长、短的控制?
94．在发声器的设计中，如何实现对扬声器开关的控制？
95．在发声器的设计中，按下任意键之后，扬声器的发声的情况是怎样的？96．当CLK=1.193816MHz时，若要发频率为200Hz的声音，8253的计数初值应为多少？
97．何谓波特率？
98．何谓波特率因子？
99．利用8253作为波特率时钟发生器，当CLK=1.193816MHz，波特因子为16时，要求产生2400波特的传输速率，试计算8253的定时常数。
100．在实际传输中，发送1位或接收1位数据，是怎样实现的？
101．何谓实时钟？
102．MC146818共有几个外部引脚？各有什么作用？
103．简述实时钟内部运行过程。
104．实时钟信息包含哪些？
105．状态寄存器A的内容是什么？
106．状态寄存器B的内容是什么？
107．状态寄存器C的内容是什么？
108．状态寄存器D的内容是什么？
109．对存放在芯片RAM中的实时钟信息进行存取，需使用哪两个I／O端口？110．实时钟信息的读写操作要注意什么？
111．DMA传送的特点有哪些？
112．采用DMA方式为什么能实现高速传送？
113．DMA传送的一般过程如何？
114．什么是DMA传送的操作类型？
115．DMA传送一般有哪几种操作类型？
116．什么是DMA传送的操作方式？
117．DMA传送一般有哪几种操作方式？
118．什么叫DMAC的初始化？
119.DMA控制器在微机系统中有哪两种工作状态？其工作特点如何？
120．简述总线控制权在DMA控制器与CPU之间是怎样转移的。
121．可编程DMA控制器的8237A-5的操作功能由它的寄存器内容来体现，请指出它有哪些寄存器？
122．工作方式寄存器的功能是什么？
123．何谓自动预置？
124．基地址寄存器的功能是什么？
125．当前地址寄存器的功能是什么？
126．基字节数计数器的功能是什么？
127．当前字节计数器的功能是什么？
128．8237A-5有几种操作类型？
129．单一字节传送方式的特点是什么？
130．块字节传送方式的特点是什么？
131．若要DMA开放通道0和3，试编程实现？
132．若用软件请求使用通道2进行DMA传送，则应向请求寄存器写入什么代码？133．若要求8237A-5按如下要求工作：允许存储器到存储器传送，正常时序，扩展写入，循环优先级，允许8237A-5工作，DREQ信号高电平有效，DACK信号低电平有效，试将该命令写入命令寄存器。
134．DMAC什么时候开始S0状态？何时结束？
135．DMA系统中的有效地址问题指的是什么？
136．为什么要在系统中设置DMA页面地址寄存器？
137．简述DMA页面寄存器的工作原理。
138．DMA控制器8237A-5在系统中如何生成访问内存的有效地址？
139．采用DMA方式在内存与I/O设备之间传送数据时DMA控制器8237A-5怎样实现对I/O设备的寻址？
140．IBM-PC微机DMA系统的配置情况有哪两种？
141．单片DMAC的DMA系统支持几个通道的DMA传送？各个通道的使用状况如何？
142．试说出单片DMAC的DMA系统的有效寻址范围，说明它是如何生成有效地址的。
143．双片DAC的DMA系统支持几个通道的DMA传送？各个通道的使用状况如何？
144．试说出双片DMAC的DMA系统的有效寻址范围，说明它是如何生成有效地址的。
145．在DMA传送中，如何计算传送的总字节数？
146．DMA系统初始化指的是什么?
147．DMA系统初始化的编程要注意什么？
148．CPU对8237A-5进行初始化编程时如何提供存储器的高位地址？149．如何对8237A-5芯片进行检测？
150．用户利用PC微机的DMA系统资源进行DMA传送时，是否要求用户对
8237A-5的16个寄存器全部进行编程？为什么？
151．用户利用PC微机的DMA系统资源进行DMA传送时，一般需要对8237A-5的哪几个寄存器编程？
152．在ROM-BIOS的初始化测试阶段对8237A-5的命令寄存器(口地址为08H)写入了代码00H，它指定8237A-5的工作状态是怎样的?
153．在DMA传送过程中，DMA控制器是如何实现对I/O设备的读写的？154．DMA有哪几种工作方式命令字？
155.例子中分配PC7作控制信号,它的作用是什么?
156．8255A的0方式的特点有哪些？
157．基本I/O方式为什么不能采用中断方式与CPU交换数据?
158．采用查询方式时，打印机与CPU之间传送数据的过程是怎样的？159．数据送入到打印机的内部缓冲器需要哪两个步骤?
160．打印机处理完毕一个字符的标志信号是什么?
161．1方式的特点有哪些？
162．试说明1方式下输入联络信号线的定义。
163．1方式输入时联络信号线的是如何分配的？
164．1方式输入时信号是如何交接的？
165．试说明1方式下输出联络信号线的定义。
166．1方式输出时信号是如何交接的？
167．1方式输出时联络信号线是如何分配的？
168．1方式的状态字的作用有哪些？
169．使用状态字应注意哪些问题？
170．8255方式1输出时，有哪几种传输信号？
171．8255方式1输入时，有哪几种传输信号？
172．8255方式1输出时，/OBF信号是何意义？
173．8255方式1输出时，/ACK信号是何意义？
174．8255方式1输出时，INTR状态位有效的状态是1还是0？
175．8255方式1输出时，INTR状态位有效的条件是什么？
176．试说明0方式与2方式的异同。
177．试说明1方式与2方式的异同。
178．简述2方式的工作特点。
179．试说明2方式下输入联络信号线的定义。
180．2方式的输出过程是怎样的？
181．2方式的输入过程是怎样的？
182．2方式联络信号线是如何分配的？
183．2方式的状态字的作用有哪些？
184．在2方式下是如何确定执行输入操作还是执行输出操作的?
185．2方式下A口与C口的作用分别是什么？
三、程序题
1．试写出通过OCW3命令读取8259A的IRR寄存器内容的程序段。
2．试写一段程序,查询打印机是否忙,如果忙则等待，假定PC3作状态线来接收打印机的忙状态信号。
3．若要延时10秒，试编程实现。
4.若允许PB口输入时产生中断请求，应如何设置？
5．同步通信中，帧数据格式为：字符长度6位，单同步字符，内同步方式，偶校验。试写出将方式命令写入命令端口的程序段。
6．异步通信中，帧数据格式为：8位数据位，1位起始位，1位停止位，偶校验，波特率因子是1。试写出将方式命令写入端口的程序段。
7．试写出8251A 要进行同步字符搜索操作时的程序段。
8．试写出8251A要进行内部复位操作时的程序段。
9．试写出8251A检测发送器是否为空的程序段。
10．试写出8251A检测接收器是否准备好的程序段。
11．试写出本单元中采用RS-232C标准设计接口电路的软件设计中开始输出方波
的程序段。
12．试写出本单元中采用RS-232C标准设计接口电路的软件设计中停止输出方波的程序段。
13．试写出检验数据发送是否准备好的程序段。
14．试写出检验数据接收是否准备好的程序段。
15．以教材中的例子为例，写出查询AD574A是否转换结束的代码。
16．以教材中的例子为例，写出查询ADC1210是否转换结束的代码。
17．以教材中的例子为例，写出启动AD574A开始转换的代码。
18．以教材中的例子为例，写出启动ADC1210开始转换的代码。
19．写出本单元例2中启动ADC0809转换的代码。
20．试写出8259A初始化程序段（边沿触发、单片、需要ICW4）。
21．试写出8259A初始化程序段（非缓冲、非正常结束、16位机）。
22．试写出指定IR1中断结束，且发中断结束命令的程序段。
23．写出本单元例1中启动ADC0804转换的代码。
《计算机控制系统》作业参考答案 作业一 第一章 1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。 答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控 制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。 1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。 答：计算机控制系统系统一般可分为四种类型： ①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。 ②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID 调节规律外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、自学习,最优控制等复杂的控制。 ③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC 计算机, 完成直接数字控制功能；第二级SCC 计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC 计算机提供最佳给定值和最优控制量等。 ④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督计算机和CRT 操作站相连。 1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 答：计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与 控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制。 与采用模拟调节器组成的控制系统相比较，计算机控制系统具有以下的优点： (1)控制规律灵活，可以在线修改。(2)可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标. (3)抗干扰能力强，稳定性好。 (4)可以得到比较高的控制精度。 (5)能同时控制多个回路，一机多用，性能价格比高。 (6)便于实现控制、管理与通信相结合，提高工厂企业生产的自动化程度. (7)促进制造系统向着自动化、集成化、智能化发展。 图1.3-2 典型的数字控制系统 给定
大学计算机考试重点 1、 CAD是指_计算机辅助设计。 2、 CAM是指_计算机辅助制造 3、在计算机工作时，内存用来存储当前正在使用的程序和数据。 4、机器 5、 CAI是指计算机辅助教学。 6、关掉电源后,RAM的存储内容会丢失_。 7、只读存储器简称ROM。 8、 8位二进制数所表示的最大的无符号十进制整数为255。 9、电子元件的发展经过了电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路4个阶段。 10、计算机病毒一般具有破坏性、传染性、隐蔽性、潜伏性等特点。 11、根据规模大小和功能强弱,计算机可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。 12、 bit的意思是位_。 13、计算机可分为主机和外设两部分。 14、随机存储器简称内存。 15、计算机主要是运算速度快,存储容量大,精度高。 16、存储器分为内存储器和外存储器两类。 17、运算器和控制器合称为中央处理器。 18、在微型计算机中常用的总线有地址总线、数据总线和控制总线。 19、计算机的存储容量通常都使用KB、MB或GB等单位来表示。 20、在计算机内部，一切信息均表示为二进制数。 21、根据软件的用途,计算机软件一般分为系统软件和应用软件。 22、计算机系统硬件包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 23、常用鼠标器有机械式和光电_ 24、随机存储器的英文缩写是RAM。 25、汇编语言是一种低级的计算机语言。 26、计算机中的数,除十进制、二进制、八进制外,还常用十六进制_。 27、将十进制数-35表示成二进制码11011101,这是补码码表示。 28、中央处理器是计算机系统的核心。 29、计算机的语言可分为机器语言、汇编语言和高级语言3类。 30、八进制数126对应的十进制数是86_。 31、控制器_是对计算机发布命令的“决策机构”。 32、程序必须位于_内存内,计算机才可以执行其中的指令。 33、将十进制数34转换成二进制数是101110 _。 34、 CPU在存取存储器中的数据时是按字节_进行的。 35、微型计算机的字长取决于总线宽度宽度。 36、软盘的每一面包含许多同心圆,称为磁道。 37、软盘上的写保护口可以防止用户将非法数据写到磁盘上。 38、常用的鼠标器有两种:机械式和光电式鼠标。 39、目前，局域网的传输介质主要是双绞线、同轴电缆 40、用户要想在网上查询 WWW 信息，必须安装并运行一个被称为浏览器的软件。 41、 Internet 称为国际互联网
第一章计算机控制系统概述 习题与思考题 1.1什么是计算机控制系统？计算机控制系统较模拟系统有何优点？举例说明。 解答：由计算机参与并作为核心环节的自动控制系统，被称为计算机控制系统。与模拟系统相比，计算机控制系统具有设计和控制灵活，能实现集中监视和操作，能实现综合控制，可靠性高，抗干扰能力强等优点。例如，典型的电阻炉炉温计算机控制系统，如下图所示： 炉温计算机控制系统工作过程如下：电阻炉温度这一物理量经过热电偶检测后，变成电信号（毫伏级），再经变送器变成标准信号（1-5V或4-20mA）从现场进入控制室；经A/D转换器采样后变成数字信号进入计算机，与计算机内部的温度给定比较，得到偏差信号，该信号经过计算机内部的应用软件，即控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制双向晶闸管对交流电压（220V）进行PWM调制，达到控制加热电阻两端电压的目的；电阻两端电压的高低决定了电阻加热能力的大小，从而调节炉温变化，最终达到计算机内部的给定温度。 由于计算机控制系统中，数字控制器的控制算法是通过编程的方法来实现的，所以很容易实现多种控制算法，修改控制算法的参数也比较方便。还可以通过软件的标准化和模块化，这些控制软件可以反复、多次调用。又由于计算机具有分时操作功能，可以监视几个或成十上百个的控制量，把生产过程的各个被控对象都管理起来，组成一个统一的控制系统，便于集中监视、集中操作管理。计算机控制不仅能实现常规的控制规律，而且由于计算机的记忆、逻辑功能和判断功能，可以综合生产的各方面情况，在环境与参数变化时，能及时进行判断、选择最合适的方案进行控制，必要时可以通过人机对话等方式进行人工干预，这些都是传统模拟控制无法胜任的。在计算机控制系统中，可以利用程序实现故障的自诊断、自修复功能，使计算机控制系统具有很强的可维护性。另一方面，计算机控制系统的控制算法是通过软件的方式来实现的，程序代码存储于计算机中，一般情况下不会因外部干扰而改变，因此计算机控制系统的抗干扰能力较强。因此，计算机控制系统具有上述优点。 1.2计算机控制系统由哪几部分组成？各部分的作用如何？ 解答：计算机控制系统典型结构由数字控制器、D/A转换器、执行机构和被控对象、测量变送环节、采样开关和A/D转换环节等组成。 被控对象的物理量经过测量变送环节变成标准信号（1-5V或4-20mA）；再经A/D转换器采样后变成数字信号进入计算机，计算机利用其内部的控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制被控对象的物理量，实现控制要求。 1.3应用逻辑器件设计一个开关信号经计算机数据总线接入计算机的电路图。 解答： 1.4应用逻辑器件设计一个指示灯经过计算机数据总线输出的电路图。 解答： 1.5设计一个模拟信号输入至计算机总线接口的结构框图。 解答： 模拟量输入通道组成与结构图 1.6设计一个计算机总线接口至一个4~20mA模拟信号输出的结构框图。 解答：
第一章答案 1.操作系统负责管理计算机系统的（③），其中包括处理机、内存、外围 设备和文件。 ①、程序；②、文件；③、资源；④、进程 2.（③）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可 以通过各自的终端同时交互的使用计算机。 ①、网络；②、分布式；③、分时；④、实时 3.操作系统的四大功能是处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理 4.批处理系统主要解决吞吐量问题，分时系统主要解决 交互性问题。（华中理工大2001） 5.操作系统的基本特征是并发、共享、虚拟、异步。 6.如果操作系统具有交互性强、可供多个用户同时使用及响应较及时的特 点，则属于分时类型，如果操作系统可靠，响应及时但仅有简单的交互能力则属于实时类型，如果操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，它所追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理类型。 7.用户和操作系统之间的接口主要分为 命令接口、图形接口、程序接口。 8.多道程序（multiprogramming）和多重处理(multiprocessing)有何区别答：多道程序是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正的同时执行多个作业；而多重处理系统配置多个CPU，能真正同时执行多道程序。要有效使用多重处理，必须采用多道程序设计技术，而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。 9.设计操作系统与哪些硬件器件有关 答：计算机操作系统的重要功能之一是对硬件资源的管理，因此设计计算机操作系统时应考虑下述计算机硬件资源： ①CPU与指令的长度及执行方式； ②内存、缓存和高速缓存等存储装置；
③各类寄存器，包括各种通用寄存器、控制寄存器和状态寄存器等； ④中断机构； ⑤外部设备与I/O控制装置； ⑥内部总线与外部总线； ⑦对硬件进行操作的指令集。 10.多用户系统于网络操作系统有什么区别 答：网络操作系统的工作，用户必须知道网址，而多用户操作系统是面向用户的，可以不必知道计算机的详细确切地址，多用户技术的关键是在用户之间有保密安全措施，网络操作系统强调的是客户机和服务器之间的通信。以单机多用户系统为例，说明它与网络操作系统的比较。 11.分时系统和实时系统有何不同 答： 系统设计目标不同。分时系统于与实时系统中的信息处理系统相似，都能为多个用户服务，系统按分时原则为多个终端用户服务； 而实时系统则表现为经常对多路现场信息进行采集，以及对多个对象或多个执行机构进行控制。因此，分时系统的目标是提供一种通用性强的系统，而实时系统大多具有某种特殊用途，是一种专用系统。 响应时间要求不同。分时系统与实时信息处理系统对象应时间的要求都是以人所能接受的等待时间来确定的。而实时控制系统的响应时间是以控制对象所能接受的时延来确定的，实时性要求更强。 交互性强弱不同。分时系统主要用于运行终端用户程序，因此具有较强
第一部分DCS系统介绍 第一章计算机控制系统简介 第一节概述 计算机控制系统是指以计算机为控制设备所组成的自动控制系统。计算机具有实现各种数学运算和逻辑判断的能力。其主要特点是： 1、运算速度快，能存储大量的数据，具有很强的信息处理能力； 2、容易实现各种控制规律（PID控制、串级控制、复合控制等）； 3、将显示、打印、报警、给定参数等功能集中在控制台上，方便运行人员操作与监视； 4、指导运行人员正确地进行操作和控制。 计算机在电厂生产过程自动化中的应用，主要有以下三个方面。 1、数据采集和处理 计算机数据采集和处理系统的功能是：定时采集生产过程中大量的，经过一次测量仪表发送、统一信号、模/数转换后的过程参数信号，并按预定的要求对它们进行分析、计算和处理，最后进行CRT显示、报警、打印或储存。 计算机数据采集处理系统的结构示意图如下图实线部分所示。 数据处理的另一种应用形式是操作指导。计算机根据生产过程提出的数学模型进行计算，寻找出生产过程的最优操作条件和数值，并CRT显示屏上显示出来或通过打印机打印给操作人员。由操作人员去改变模拟调节器的给定值或直接操纵执行机构，从而把生产过程控制在最佳状态。 操作指导属于计算机开环监控方式。
简图：计算机数据处理与操作指导系统 2、直接数字控制（DDC） 生产过程的被调参数通过模拟量输入计算机，由计算机按预定的控制规律进行运算，并运算的结果由输出通道去直接控制执行机构，从而把被调参数保持在给定值上。这样的控制方式称为直接数字控制。 简图：直接数字控制系统 3、监督计算机控制（SPC） 监督计算机控制是指计算机根据生产过程的信息，按照过程的数学模型，求出生产过程最优运转的操作条件和数值，并直接去改变模拟调节器的给定值，由模拟调节器或DDC控制机实行对生产过程的控制，从而使生产过程处于最优化状态。 简图：监督计算机控制系统
计算机控制系统作业答案 作业一 第一章 1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。 参考答案： 答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。 图1.3-2 典型的数字控制系统 1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。 参考答案： 计算机控制系统系统一般可分为四种类型： ①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。 ②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID调节规律外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、自学习,最优控制等复杂的控制. ③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC计算机, 完成直接数字控制功能；第二级SCC计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC计算机提供最佳给定值和最优控制量等。 ④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督计算机和CRT操作站相连. 1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 参考答案： 计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象
第1章计算机控制系统概述 习题与思考题 1-1 测控系统微机化的重要意义是什么？ 1-2 对计算机控制系统有哪些基本要求？ 1-3 闭环控制与开环控制有什么不同？ 1-4 计算机控制系统中的在线方式与离线方式的含义是什么？ 1-5 按应用领域和设备形式，计算机控制系统可分为哪几种？ 1-6计算机控制系统有哪几种输入与输出信号？各有什么特点和应用场合？ 1-7 针对不同行业、不同被控对象，可以选择哪些计算机控制装置（主机）？ 1-8 以定位减速和工件加工为例，说明计算机控制系统的工作原理。 1-9 什么是实时计算机系统？在计算机控制系统中实时性体现在哪几个方面？ 1-10 什么是智能控制？有哪几种形式的智能控制系统？ 1-11 计算机控制系统各环节软、硬件的发展趋势是什么？ 参考答案 1-1 测控系统微机化的重要意义是什么？ 答：传统的测控系统主要由“测控电路”组成，所具备的功能较少，也比较弱。随着计算机技术的迅速发展，使得传统的测控系统发生了根本性变革，即采用微型计算机作为测控系统的主体和核心，替代传统测控系统的常规电子线路，从而成为新一代的微机化测控系统。由于微型计算机的速度快、精度高、存储容量大、功能强及可编程等特点，将微型计算机引入测控系统中，不仅可以解决传统测控系统不能解决的问题，而且还能简化电路、增加或增强功能、提高测控精度和可靠性，显著增强测控系统的自动化、智能化程度，而且可以缩短系统研制周期、降低成本、易于升级换代等。因此，现代测控系统设计，特别是高精度、高性能、多功能的测控系统，目前已很少有不采用计算机技术的了。在当今，完全可以这样说，没有微处理器的仪器就不能称为仪器，没有微型计算机的测控系统就更不能称其为现代工业测控系统。 计算机技术的引入，为测控系统带来以下一些新特点和新功能： 1）自动清零功能。在每次采样前对传感器的输出值自动清零，从而大大降低因测控系统漂移变化造成的误差。 2）量程自动切换功能。可根据测量值和控制值的大小改变测量范围和控制范围，在保证测量和控制范围的同时提高分辨率。 3）多点快速测控。可对多种不同参数进行快速测量和控制。 4）数字滤波功能。利用计算机软件对测量数据进行处理，可抑制各种干扰和脉冲信号。 5）自动修正误差。许多传感器和控制器的特性是非线性的，且受环境参数变化的影响比较严重，从
第一章计算机系统概论 （一）选择题 1.有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中，称之为 A.硬件 B.软件 C.固件 D.辅助存储器 E.以上都不对 2.输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为 A.操作系统 B.存储器 C.主机 D.外部设备 3.计算机系统中的存储系统是指 A. RAM存储器 B. ROM存储器 C.主存 D.主存和辅存 4.计算机与日常使用的袖珍计算器的本质区别在于 A.运算速度的高低 B.存储器容量的大小 C.规模的大小 D.自动化程度的高低 5.冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是 A.多指令流单数据流 B.按地址访问并顺序执行指令 C.堆栈操作 D.存储器按内容选择地址 6.用户与计算机通信的界面是 A. CPU B外部设备 C.应用程序 D 系统程序 7.下列属于应用软件。 A.操作系统 B 编译程序 C.连接程序D文本出来程序 8下列不是输入设备。 A.画笔与图形板 B 键盘 C.鼠标器 D 打印机 9.下列各装置中，具有输入及输出功能。 A.键盘 B 显示器 C.磁盘驱动器 D 打印机 10.下列设备中不属于输出设备。 A.打印机 B 磁带机 C.光笔 D 绘图仪 11下列语句中是正确的。 A.数据库属于系统软件 B.磁盘驱动器只有输入功能 C.评估计算机的执行速度可以用每秒执行的指令数为判断依据 D.个人计算机是小型机 12.计算机只懂机器语言，而人类熟悉高级语言，故人机通信必须借助 A.编译程序 B.编辑程序 C.连接程序 D.载入程序 13.计算机的算术逻辑单元和控制单元合称为 A. ALU B. UP C. CPU D. CAD 14.只有当程序要执行时，它才会去将源程序翻译成机器语言，而且一次只能读取、翻译并执行源程序中的一行语句，此程序称为 A.目标程序 B.编译程序C解释程序 D.汇编程序 15下列语句中是正确的。 A. 1 KB= 1024x1024 B B. 1 KB=1024 MB C. 1 MB = 1024 x1024 B D. 1 MB = 1 024 B 16.一片1 MB的磁盘能存储的数据。 A. 106字节 B. 10-6字节 C. 109字节 D. 220字节 17. 32位的个人计算机，一个字节( byte)由位(bit)组成。 A. 4 B. 8 C. 16 D. 32
物联网发展及其应用
目录 1、物联网的背景 2、物联网的概念 3、物联网的典型应用 4、运营商的发展策略 5、几点思考
物联网发展历史 2008 2005 1999MIT Auto-ID Center成立并提出物联网概念 国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005： 物联网》 2009 美国IBM提出“智慧地球”，奥巴马批准“智能电网”项目 欧盟委员会提出针对物联网行动方案； 中国提出“感知中国”
各国都以不同的概念向物联网发展 共同点: ?融合各种信息技术，突破互联网的限制，将物体接入信息网络，实现“物联网” ?在网络泛在的基础上，将信息技术应用到各个领域，从而影响到国民经济和社会生活的方方面面 ?未来信息产业的发展在由信息网络向全面感知和智能应用两个方向拓展、延伸和突破。 日本：2009年8月i-Japan 战略 中国：2009年8月感知中国 欧盟：2009年6月物联网行动计划 美国：2008年底IBM 向美国政府提出 的”智慧的地球”战略 强调传感等感知技术的应用，提出建设智慧型基础设施 具体而务实，强调RFID 的广泛应用，注重信息安全 在u-Japan 的基础上，强调电子政务和社会信息服务应用 对我国启示 ?依靠技术革命，调整产业结构，转变经济增长方式，应对世界新技术革命的挑战?学习和借鉴发达国家的各种泛在网络战略，进一步推进信息化战略，在下一轮信息化革命中占据制高点
2006年1月9日，胡锦涛主席在全国 科技大会提出: ?抓住信息科技更新换代和新材料科技迅 猛发展的难得机遇，把掌握装备制造业 和信息产业核心技术的自主知识产权作 为提高我国产业竞争力的突破口。 2009年12月中央经济工作会议: ?发展战略性新兴产业，推进产业结构调整。要抓紧研究提出培育我 国战略性新兴产业的总体思路，强化政策支持，加大财政投入，培育新的经济增长点。
计算机基础第一章复习题 一、填空题 1．计算机硬件由中央处理器、内存储器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。2. 字长是计算机在单位时间内__1__次能处理的__二__进制位数。 3．计算机的主机部分是由CPU和内存储器组成的。 4、计算机软件一般可分为系统软件和应用软件两类，用户写的C语言源程序属于应用软件。 5、运算器和控制器合称CPU。 6、程序、数据和及其相关的文档合称文件。 7、计算机系统的层次结构中，位于硬件之外的所有层次统称为软件系统。 8、由CPU、内存与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。 9、计算机硬件系统中各部件之间传输的信息流是数据流和指令。 10、程序的运行过程由取指令、分析取令和执行指令组成。 11、内存中的指令，一般先取到数据缓冲寄存器，再送到指令寄存器。 12、（09）计算机语言分为高级语言、__汇编语言___和机器语言。 13、计算机语言分为高级语言、汇编语言和机器语言。 二、选择题 1．微机的诊断程序属于__B__。 A)管理软件B)系统软件 C)编辑软件D)应用软件 2．在下列软件中，不属于系统软件的是_D___。 A)操作系统B)诊断程序 C)编译程序D)用PASCAL编写的程序 3．某公司的财务管理软件属于__D__。 A)工具软件B)系统软件 C)编辑软件D)应用软件 4．计算机软件应包括_A___。 A)系统软件与应用软件 B)管理软件和应用软件 C)通用软件和专用软件 D)实用软件和编辑软件 5.一个字长的二进制位数是A。 A)8 B)16 C)32 D)随计算机系统而不同的 6.CPU主要由运算器与控制器组成，下列说法中正确的是 C 。 A)运算器主要负责分析指令，并根据指令要求作相应的运算 B)控制器主要完成对数据的运算，包括算术运算和逻辑运算 C)控制器主要负责分析指令，并根据指令要求作相应的运算 D)控制器直接控制计算机系统的输入与输出操作 7．微型计算机硬件系统主要包括存储器、输入设备、输出设备和_A___。 A)中央处理器B)运算器C)控制器D)主机 8．下列可选项，都是硬件的是__D__。 A）Windows、ROM和CPU B)WPS、RAM和显示器 C)ROM、RAM和Pascal D)硬盘、光驱和软驱 9．通常，在微机中所指的80486是__B__。 A)微机名称B)微处理器型号C)产品型号D)主频 10．一个字节的二进制位数是__C__。 A)2 B)4 C)8 D)16 11．在微机中，bit的中文含义是__A__。 A)二进制位B)字节C)字D)双字
第一章计算机控制系统概述 习题及参考答案 1.计算机控制系统的控制过程是怎样的? 计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。 (2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？ (1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。 (2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。 (3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。 3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 由四部分组成。 图1.1微机控制系统组成框图 (1)主机：(2)输入输出通道(3)外部设备(4)检测与执行机构 4.微型计算机控制系统软件有什么作用？说出各部分软件的作用。 软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。 (1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。 系统软件包括： a.操作系统：即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等； b.诊断系统：指的是调节程序及故障诊断程序； c.开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装配程序和编辑程序)、模拟主系统(系统模拟、仿真、移植软件)、数
1．比较数字计算机和模拟计算机的特点。 解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的； 数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。 两者主要区别见P1 表1.1。 2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？ 解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。 分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、 指令系统规模和机器价格等因素。 3．数字计算机有那些主要应用？ （略） 4．冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？ 解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。 存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中； 程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。 主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。 5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？ 解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、MB、GB来度量，存储容 量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。 单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地址。 数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。 指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。 6．什么是指令？什么是程序？ 解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。 程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程序。 7．指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？ 解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出
1.1计算机控制系统概述 1.1.1 微机控制系统特征 从模拟控制系统过渡到微机控制系统，控制器结构、控制器中的信号形式、系统的过程通道内容、控制量的产生方法、控制系统的组成观念等均发生了重大变化。微机控制系统在系统结构方面有自己独特的内容；在功能配置方面呈现出模拟控制系统无可比拟的优势；在工作过程与方式等方面存在其必须遵循的规则。因此，通过了解微机控制系统的这些特征可以建立起微机控制系统的基本概念。 l.结构特征 控制器和执行机构是任何控制系统都不可缺少的内容。执行机构是系统用来操作、改变、管理被控对象的工具，而控制器为执行机构提供执行方式和执行量值等。 模拟控制系统的控制器通过以运算放大器为基本运算电路的模拟电路计算执行量值，决策执行方式。通常一套决策方案，一种计算方法对应一组专用生成电路，改变决策方案和计算方法就必须改变生成电路。计算机控制系统用计算机作为控制器，执行量值的计算，执行方式的决策等都是通过计算机程序来实现。将控制器用微型计算机来代替，便构成了微机控制系统，即其结构特征主要表现为系统控制器由微型计算机担当，系统参数分析和控制量值计算等均由微机完成。 微机控制系统的抽象结构和作用在本质上与其它控制系统没有什么区别，因此，同样存在微机开环控制系统、微机闭环控制系统等不同类型的微机控制系统。模拟系统控制器中的信号形式是连续量，微机作为控制器只能处理离散量，当微机要给模拟执行机构提供控制量时，要将离散量或数字量转换为连续量或模拟量，即要进行D／A(数字／模拟)转换；为了将被控制的模拟量变为计算机能接受，并可进行处理的数字信号形式，在闭环反馈通道上要设置A／D(模拟／数字)转换环节。因此，以微型计算机为控制器的闭环控制系统抽象结构如图1.1.1所示。 图1.1.1 微机闭环控制系统结构图 按微机控制系统中信息的传输方向，系统包含三条基本信息通道。第一条是含D／A转换环节的通道，称之为后向通道或输出过程通道；第二条是含有A／D转换环节的通道，称之为前向通道或输入过程通道；第三条通道是人机对话或交互通道。微机通过输出过程通道向被控对象或工业现场提供控制量；通过输入过程通道获取被控对象或工业现场信息；系统操作者通过人机交互通道向微机控制系统发布相关命令，提供操作参
第1章计算机控制系统概述 习题与思考题参考答案 1-1 控制系统微机化的重要意义是什么？ 答：传统的测控系统主要由“测控电路”组成，所具备的功能较少，也比较弱。随着计算机技术的迅速发展，使得传统的测控系统发生了根本性变革，即采用微型计算机作为测控系统的主体和核心，替代传统测控系统的常规电子线路，从而成为新一代的微机化测控系统。由于微型计算机的速度快、精度高、存储容量大、功能强及可编程等特点，将微型计算机引入测控系统中，不仅可以解决传统测控系统不能解决的问题，而且还能简化电路、增加或增强功能、提高测控精度和可靠性，显著增强测控系统的自动化、智能化程度，而且可以缩短系统研制周期、降低成本、易于升级换代等。因此，现代测控系统设计，特别是高精度、高性能、多功能的测控系统，目前已很少有不采用计算机技术的了。在当今，完全可以这样说，没有微处理器的仪器就不能称为仪器，没有微型计算机的测控系统就更不能称其为现代工业测控系统。 计算机技术的引入，为测控系统带来以下一些新特点和新功能： 1）自动清零功能。在每次采样前对传感器的输出值自动清零，从而大大降低因测控系统漂移变化造成的误差。 2）量程自动切换功能。可根据测量值和控制值的大小改变测量范围和控制范围，在保证测量和控制范围的同时提高分辨率。 3）多点快速测控。可对多种不同参数进行快速测量和控制。 4）数字滤波功能。利用计算机软件对测量数据进行处理，可抑制各种干扰和脉冲信号。 5）自动修正误差。许多传感器和控制器的特性是非线性的，且受环境参数变化的影响比较严重，从而给仪器带来误差。采用计算机技术，可以依靠软件进行在线或离线修正。 6）数据处理功能。利用计算机技术可以实现传统仪器无法实现的各种复杂的处理和运算功能，比如统计分析、检索排序、函数变换、差值近似和频谱分析等。 7）复杂控制规律。利用计算机技术不仅可以实现经典的PID控制，还可以实现各种复杂的控制规律，例如，自适应控制、模糊控制等；同时也能够实现控制方案和控制规律的在线修改，使整个系统具有很大的灵活性与适应性。 8）多媒体功能。利用计算机的多媒体技术，可以使仪器具有声光、语音、图像、动画等功能，增强测控系统的个性或特色。 9）通信或网络功能。利用计算机的数据通信功能，可以大大增强测控系统的外部接口功能和数据传输功能。采用网络功能的测控系统则将拓展一系列新颖的功能。 10）自我诊断功能。采用计算机技术后，可对控制系统进行监测，一旦发现故障则立即进行报警，并可显示故障部位或可能的故障原因，对排除故障的方法进行提示。 通过应用计算机测控技术，可以稳定和优化生产工艺，提高产品质量，降低能源和原材料消耗，降低生产成本；更为重要的是通过应用计算机测控技术还可以降低劳动者的生产强度，提高领导者的管理水平，从而带来极大的社会效益。正因为如此，计算机测控技术得到了迅速的发展。 1-2 计算机控制系统有哪些特点？
第一章计算机控制系统概述 一、授课时间：年月日第1次 二、教学目的： 掌握计算机控制技术的应用和该课程对专业的帮助 掌握计算机控制系统的组成 掌握工业控制机的特点 三、教学的重点和难点： 重点：计算机控制系统的组成。 难点：工业控制机的特点。 四、教学的内容和过程： 1.1 计算机控制系统的组成 计算机控制系统是由计算机和工业对象两大部分组成的。在工业领域中，自动控制技术已获得了广泛的应用。图1-1(a)示出了按偏差进行控制的闭环控制系统 图1-1 控制信号的一般形式 (a) 闭环控制系统框图； (b) 开环控制系统框图 图1-1(a)是闭环控制系统的原理框图，在闭环控制系统中，测量元件对被控对象的被控参数(如温度、压力、流量、转速、位移等)进行测量；变换发送单元将被测参数变成电压(或电流)信号，
反馈给控制器；控制器将反馈回来的信号与给定值进行比较，控制器就根据偏差产生控制信号来驱动执行机构工作，
使被控参数的值达到预定的要求。 图1-1(b)示出了开环控制系统的原理框图，它与闭环控制系统不同的是，它的控制器直接根据给定值去控制被控对象工作，被控制量在整个控制过程中对控制量不产生影响。它与闭环控制系统相比，因没有反馈环节，结构相对简单，但控制性能要差一些。开环控制系统和闭环控制系统根据控制对象和控制要求的不同，分别用于不同的应用场合 由图1-1可以看出，自动控制系统的基本功能是信号的传递、加工和比较。这些功能是由测量元件、变换发送单元、控制器和执行机构来完成的。控制器是控制系统中最重要的部分，它决定了控制系统的性能和应用范围。 如果把图1-1中的控制器用计算机来代替，这样就可以构成计算机控制系统，其基本框图如图1-2所示。如果计算机是微型计算机，就组成微型计算机控制系统。在微型计算机控制系统中，只要运用各种指令，就能编出符合某种控制规律的程序。微处理器执行这样的程序，就能实现对被控参数的控制。器。 图1-2 计算机控制系统基本框图
习题与思考题 1.1什么是计算机控制系统？计算机控制系统较模拟系统有何优点？举例说明。 解答：由计算机参与并作为核心环节的自动控制系统，被称为计算机控制系统。与模拟系统相比， 计算机控制系统具有设计和控制灵活，能实现集中监视和操作，能实现综合控制，可靠性高，抗干扰能力强等优点。例如，典型的电阻炉炉温计算机控制系统，如下图所示： 炉温计算机控制系统工作过程如下：电阻炉温度这一物理量经过热电偶检测后，变成电信 号（毫伏级），再经变送器变成标准信号（1-5V或4-20mA）从现场进入控制室；经A/D转换器 采样后变成数字信号进入计算机，与计算机内部的温度给定比较，得到偏差信号，该信号经过计 算机内部的应用软件，即控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该 数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制双向晶闸管对 交流电压（220V ）进行PWM调制，达到控制加热电阻两端电压的目的；电阻两端电压的高低决定了电阻加热能力的大小，从而调节炉温变化，最终达到计算机内部的给定温度。 由于计算机控制系统中，数字控制器的控制算法是通过编程的方法来实现的，所以很容易 实现多种控制算法，修改控制算法的参数也比较方便。还可以通过软件的标准化和模块化，这些控制软件可以反复、多次调用。又由于计算机具有分时操作功能，可以监视几个或成十上百个的 控制量，把生产过程的各个被控对象都管理起来，组成一个统一的控制系统，便于集中监视、集中操作管理。计算机控制不仅能实现常规的控制规律，而且由于计算机的记忆、逻辑功能和判断 功能，可以综合生产的各方面情况，在环境与参数变化时，能及时进行判断、选择最合适的方案 进行控制，必要时可以通过人机对话等方式进行人工干预，这些都是传统模拟控制无法胜任的。 在计算机控制系统中，可以利用程序实现故障的自诊断、自修复功能，使计算机控制系统具有很 强的可维护性。另一方面，计算机控制系统的控制算法是通过软件的方式来实现的，程序代码存储于计算机中，一般情况下不会因外部干扰而改变，因此计算机控制系统的抗干扰能力较强。因此，计算机控制系统具有上述优点。 1.2计算机控制系统由哪几部分组成？各部分的作用如何？ 解答：计算机控制系统典型结构由数字控制器、D/A转换器、执行机构和被控对象、测量变送环 节、采样开关和A/D转换环节等组成。 被控对象的物理量经过测量变送环节变成标准信号（1-5V或4-20mA）;再经A/D转换器采 样后变成数字信号进入计算机，计算机利用其内部的控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制被控对象的物理量，实现控制要求。 1.3应用逻辑器件设计一个开关信号经计算机数据总线接入计算机的电路图。 解答： 计算机控制系统概述 第一章