第一章计算机控制系统结构

第一章 计算机体系结构的基本概念

1.1 见书

1.2见书

1.4见书

1.5见书

1.6 对于一台400MHz计算机执行标准测试程序，程序中指令类型，执行数量和平均时钟周期数如下：

指令类型 指令执行数量 平均时钟周期数

整数 45000

1

数据传送 75000 2

浮点

8000 4

分支 1500 2

求该计算机的有效CPI、MIPS和程序执行时间。

解：ICCPIICCPIii/)(

45000175000280004150021.776450007500080001500CPI

640010225.2251.776fMIPSMIPSCPI速率

程序执行时间=

64(4500017500028000415002)/(40010)5.7510s

1.7 将计算机系统中某一功能的处理速度加快10倍，但该功能的处理时间仅为整个系统运行时间的40％，则采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高多少？

解：部件加速比＝11，可改进比例＝40％

系统加速比＝111.5714(10.4(1＝＝0.4可改进比例）＋可改进比例）＋部件加速11比

1.8 计算机系统有三个部件可以改进，这三个部件的加速比如下：

部件加速比1＝30； 部件加速比2＝20； 部件加速比3＝10；

(1) 如果部件1和部件2的可改进比例为30％，那么当部件3的可改进比例为多少时，系统的加速比才可以达到10？

(2) 如果三个部件的可改进比例为30％、30％和20％，三个部件同时改进，那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？

解：

1）在多个部件可改进情况下Amdahl定理的扩展:

eeeoeSffTT)1( eeeSffS)1(1

iiiiiSffS)1(1

式中，fi为可加速部件i在未优化系统中所占的比例；Si是部件i的加速比。

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1 第一章 计算机控制系统概述

§1．1概述

随着科学技术的进步，人们越来越多地用计算机来实现控制系统。近几年来，计算机技术、自动控制技术、检测与传感技术、CRT显示技术、通信与网络技术、微电子技术的高速发展，促进了计算机控制技术水平的提高。

本章主要介绍计算机控制系统及其组成、工业控制机的组成结构及特点、计算机控制系统的发展概况和趋势。

1．1．1计算机控制技术研究的内容及特点

1、研究的内容：

主要研究控制理论、计算机技术（软、硬件技术）、网络通信技术、测量技术、信号处理技术等在微机控制中的应用、以及微机的控制方法及其应用。

2、主要的特点：

1）理论性强：应用各种控制理论、信号处理理论等

2）综合性强：应用有控制理论、计算机硬件技术、编程技术、网络技术、测量技术、信号处理技术、电子技术等

3）实践性强：所有设计、计算必须要反复进行实验；在实践中积累了大量的经验方法、经验数据等

4）理论与实践相结合

5）实用性强

6）应用广泛等

1．1．2计算机控制技术这门课所应用到的技术：

计算机技术、自动控制技术、微电子技术、信息处理技术、检测与传感技术、通信与网络技术、CRT显示技术等等

1．1．3计算机控制技术的现状与发展趋势

计算机控制技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分

1．1．4目前，计算机控制技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。

一、 以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流

二、 PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展

三、 面向测控管一体化设计的DCS系统

四、 控制系统正在向现场总线（FCS）方向发展

五、仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型 化方向发展 泰格林纸集团卓越学院

【 第三章 计算机控制点火系统结构与工作原理 】

一、 填空题

1 . 在传统的汽油机点火系中，断电器触点的开闭是由 __________________ 来控制的。

2 . 点火线圈初级电路的接通时间取决于 __________________ 和 _______________ 。

3 . 使发动机产生最大输出功率的点火提前角称为 _________________ 。

4 . 电控点火系统一般由 _________ 、 __________ 、 _______ 、 ________ 、点火线圈、分电器、火花塞等组成。

5 . _________________ 是爆燃控制系统的主要元件，其功能是 _________________________ 。

6 . 对应发动机每一工况都存在一个 _____________ 点火提前角。

7 . 最佳点火提前角的数值与 _______ 、 ______ 、 ______ 、 ______ 等很多因素有关。

8 . 点火提前角的主要修正项目有 ______________ 、 __________ 、 __________ 等。

9 . 水温修正可分为 ____________ 、 _____________ 修正。

10 . 随发动机转速提高和电源电压下降，初级电流通电时间需 __________ 。

11 . 爆燃传感器向 ECU 输入爆燃信号时，电控点火系统采用 __________ 模式。

12 . 发动机工作时， ECU 根据 _______________ 信号判断发动机负荷大小。

13 . 点火系一般是由 ___________ 、 __________ 、 _________ 三部分组成。

14 . 初级电路包括 __________ 、 _____________ 、 _____________ 及所有相关的电线和接头。

计算机系统结构自考复习资料

1 第一章 计算机系统结构的基本概念

历年真题精选

1. 下列对系统程序员不透明的是（ ）。

A. 乘法器 B. 先行进位链 C. 指令缓冲器 D. 条件码寄存器

2．“从中间开始”设计的“中间”目前多数是在（ D ）。

A. 微程序机器级与汇编语言机器级之间

B. 操作系统机器级与汇编语言机器级之间

C. 传统机器语言机器级与微程序机器级之间

D. 传统机器语言机器级与操作系统机器级之间

3. 开发计算机系统结构并行性的主要技术途径有时间重叠、（ 资源重复 ）和（ 资源共享 ）。

4. 计算机系统弗林分类法，把计算机系统分成单指令流单数据流（SISD）、单指令流多数据流（SIMD）、（ 多指令流单数据流（MISD） ）和（ 多指令流多数据流（MIMD） ）四大类。

5. 设计指令系统时，以乘法运算为例，简述系统结构设计、计算机组成设计、计算机实现各应考虑的问题。（ P4）

6. 实现软件移植的途径有哪些？各受什么限制？（ P14）

同步强化练习

一．单项选择题。

1. 实现汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是由（ C ）。

A. 编译程序翻译 B. 编译程序解释 C. 汇编程序翻译 D. 汇编程序解释

2. 系列机软件应做到（ B ）

A. 向前兼容，并向下兼容 B. 向后兼容，力争向上兼容

C. 向前兼容，并向上兼容 D. 向后兼容，力争向下兼容

3. 在计算机系统多级层次结构中，机器级由低到高，相对顺序正确的应当是（ B ）。

A. 传统机器语言、汇编语言、操作系统

B. 微程序、传统机器语言、高级语言

C. 高级语言、汇编语言、传统机器语言

D. 传统机器语言、应用语言、高级语言