第5讲 计算机模拟

物质的组成、性质和分类1．科学家用计算机模拟后确认，60个N原子可结合成N60分子，下列关于N60的叙述正确的是( )A．N60是一种新型化合物B．N60和N2性质完全相同C．一个N60分子中有30个N2分子D．N60和N2混合形成的是混合物解析：N60是一种单质，A项错误；N60和N2是两种不同的单质，物理性质不相同，化学性质相似，B项错误；N60是纯净物，不含有N2分子，C项错误。

答案：D2．下列说法正确的是( )A．由不同原子组成的纯净物一定是化合物B．非金属氧化物一定是酸性氧化物C．含金属元素的离子一定都是阳离子D．胆矾是纯净物，水泥是混合物解析：A项，如HD(D为氢的同位素)是由不同原子组成的纯净物，但它属于单质，A项错误；B项，如CO为非金属氧化物，但它不是酸性氧化物；C项，如MnO－4含金属元素Mn，但它是阴离子。

答案：D3．下列有关物质的叙述正确的是( )A．沼气和天然气都是可再生能源B．盐酸和醋酸既是化合物又是酸C．冰和干冰既是纯净物又是化合物D．豆浆、牛奶和油脂都属于胶体解析：A项，天然气是不可再生能源；B项，盐酸是HCl的水溶液，是混合物，不是化合物；D项，油脂不属于胶体。

答案：C4.符合图中阴影部分的物质是( )A．Na2CO3B．Cu2(OH)2CO3C．NaClD．NaHCO3解析：Na2CO3分别属于正盐、碳酸盐和钠盐，故A正确；Cu2(OH)2CO3属于碱式盐，故B 错误；NaCl不属于碳酸盐，故C错误；NaHCO3属于酸式盐，故D错误。

答案：A5．下列物质归类正确的是( )A．电解质：冰醋酸、小苏打、明矾、氧化铝B．化合物：液氯、干冰、烧碱、纯碱C．混合物：漂白粉、铝热剂、矿泉水、磁性氧化铁D．胶体：豆浆、墨水、血液、生理盐水解析：明矾是十二水合硫酸铝钾，溶于水电离出钾离子、铝离子和硫酸根离子，为电解质，冰醋酸在水溶液中部分电离，为电解质，小苏打在水溶液中完全电离，为电解质，氧化铝为熔融状态下能导电的化合物，为电解质，故A正确；液氯是由同种元素组成的纯净物，为单质，故B错误；磁性氧化铁为四氧化三铁，为纯净物，故C错误；生理盐水是溶液，不是胶体，故D错误。

一.术语辨析从给出的26个定义中挑出20个，并将标识定义的字母填在对应术语前的空格位置。

1．F 延时带宽积 2． D 访问控制3．W 网桥 4． K 冲突窗口5．J 载波侦听 6． P 地址学习7．X 生成树协议 8． R 背板带宽9．A 共享介质 10．S 虚拟局域网11.N 接受状态 12．Y 跳频扩频13．E 令牌总线 14．H 802.11标准15．C 冲突 16．L 截止二进制指数后退延迟算法17．T 数率自动协商 18．G 局域网交换机19．Z 点协调功能 20．Q 直接交换A．连接多个节点的总线。

B．多个节点通过总线发送和接收数据的现象。

C．同一个时刻有两个或两个以上的节点同时在一条总线上发送数据的现象。

D．控制多个节点通过总线发送数据的方法。

E．采用令牌控制的逻辑环网。

F．传输介质上可以连续发送的比特数。

G．可以在多个端口之间同时建立多个并发连接的局域网设备。

H．定义无线局域网访问控制子层与物理层的标准。

I．定义CSMA/CD总线介质访问控制子层与物理层的标准。

J．确定总线是否空闲的方法。

K．Ethernet传播延迟两倍的值。

L．CSMA/CD的后退延迟算法。

M．Ethernet帧头中表示网络层使用协议类型的字段。

N．Ethernet节点不发送数据帧时应处的状态。

O．Ethernet的物理地址。

P．交换机通过检查帧的源地址与进入端口号对应关系来获取端口转发表数据的方法。

Q．交换机只接收并检测到目的地址字段，不进行差错校验立即转发的方法。

R．交换机单位时间内能够交换的最大数据量。

S．可以通过软件设置的方法将计算机划分成多个逻辑工作组的局域网。

T．能够使10Mbps与100Mbps共存的机制。

U．连接中继器多个缆段的物理层联网设备。

V．所有节点属于同一个冲突域的星状网络连接设备。

W．在MAC层互连两个或两个以上局域网的设备。

X．能够自动控制局域网系统的拓扑形成无环路逻辑结构的协议。

Y．发送器以固定的间隔变换发送频率的调制方法。

第五讲 DDC 控制所谓DDC 是英文direct digital control 的缩写，即“直接数字控制”。

指计算机的输出不是通过模拟控制器间接作用于被控对象，而是通过D/A 转换直接作用于被控对象，从而实现对被控对象的闭环调节控制。

实现DDC 控制通常有两种方法：一种是通过经典控制理论设计模拟调节器，然后在计算机软件中对模拟算法进行数字模拟。

第二种方法是采用离散控制理论直接分析和设计数字控制器。

前一种方法为广大技术人员所熟识所以，目前采用的数字控制方法大都属于用数字调节器来替代模拟调节器的方法。

在这一节，作为基础我们将介绍如何用代替方法设计一个温控器的DDC 控制程序，以及怎样将其调试到实用的程度。

我们过去在自动控制原理课中，已经学到了许多有关闭环调节系统得知识，为了使一个系统快、准、稳的达到预定的目标，必须采用恰当的环节对系统进行校正。

按偏差的比例、积分和微分进行控制的调节器简称为 PID 调节器，是连续系统中技术成熟、应用最为广泛的一种调节器。

PID 调节器结构简单，参数易于调整，在长期应用中已积累了丰富的经验。

特别在工业过程中，由于控制对象的精确数学模型难以建立，系统的参数又经常发生变化，运用现代控制理论分析综合要耗费很大代价进行模型辨识，但往往不能得到预期的效果，所以人们常采用 PID 调节器，并根据经验进行在线整定。

由于软件系统的灵活性，PID 算法可以得到修正而更加完善。

本章将着重介绍数字 PID 控制算法以及与此有关的问题。

5.1基本控制规律一个典型的单输入单输出的闭环控制系统如图所示。

其中，PID 调节的任务是在任意时刻根据输入e 和给出输出u ，使被控对象保持输出c 接近于给定值x 。

确定校正装置的具体形式时，应先了解校正装置提供的控制规律，常常采用比例、积分、微分等基本控制规律，或者这些基本控制规律的某些组合，如比例-微分、比例-积分、比例-积分-微分等控制规律，以实现对被控对象的有效控制。

第5讲信息在计算机中的表示计算机中进行处理的信息也称为数据。

数据在计算机中均以二进制形式存放，并用它们的组合表示不同类型的信息。

本节介绍各种形式的数据在计算机中的存储。

一、进位计数制数制，即进位计数制，是指用统一的符号规则来表示数值的方法。

数制中的术语：1．基数（基）：在采用进位计数的数字系统中，如果只用r个基本符号（例如0、1、2、……、r-1）表示数值，则称其为基r数制，r称为该数制的“基数”，在进位计数制中常用“基数”来区别不同的进制。

2．位权（权）：任何一个进制的数都是由一串数码表示的，其中每一位数码所表示的实际大小与它所在的位置有关，由位置决定的值叫位权。

各数位的权都是基数的幂，即权＝（基）i。

其中i为数码所在位的编号，从小数点向左依次为0、1、2、3、……；自小数点向右依次为-1、-2、-3、……。

3．按权展开式：某数位的数值等于该位的系数和权的乘积。

对任何一种进位计数制表示的数都可以写出按其权展开的多项式之和，任意一个r进制数N可表示为：N=an-1×rn-1+an-2×rn-2+…+a1×r1+a0×r0+a-1×r-1+…+a-m×r-m其中：ai是数码，r是基数，ri是权；不同的基数，表示是不同的进制数。

（一）十进制数十进制数的主要特点：1．基数是10。

有10个数码（数符）构成，即0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。

2．进位规则是“逢十进一”。

当基数为M时，便是“逢M进一”。

3．各数位的权为10的幂。

4．任意一个十进制数，如527 可表示为（527 ）10 、[527]10 或527D 。

有时表示十进制数后的下标10 或D 也可以省略。

5．一般地说，任意一个十进制N 可表达为以下形式：[N]10 ＝an-1×10n-1+an-2×10n-2+…+a1×101+a0×100+a-1×10-1+…+a-m ×10-m 例：1234.56＝21123106105104103102101--⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯＝1000+200+60+7+0.5+0.06（二）二进制数二进制数的特点：1．基数是2。