计算机测控系统的设计与实现
计算机测控系统的设计与实现
1 计算机测控系统的发展历程及其定义
在现代工业控制领域，计算机以其无以伦比的运算能力，数据处理分析能力，在测控系统中起到了很大了作用，测控系统的发展经历了五个阶段：
测控系统的发展
在20世纪50年代，测控系统处于自动测量、人工控制阶段，整个系统结构简单，操作灵活，但由人工操作，速度受到了限制，不能同时控制多个对象。
在20世纪60年代，采用电动单元组合式仪表测控系统，测控系统处于模拟式控制阶段，系统的控制精度和速度都有了提高，但抗干扰的能力比较差，且对操作人员的经验要求比较高。
直到20世纪70年代到20世纪80年代，出现的计算机集中测控系统以及分布式测控系统，才使得人类在控制领域实现了一次巨大的飞跃。
计算机测控系统的发展
首先，在60年代末期，出现了用一台计算机代替多个调节控制回路的测控系统，就是直接数字测控系统，它的特点是控制集中，便于运算的集中处理，然而这种系统的危险性过于集中，可靠性不强。
随着70年代，电子技术的飞速发展，由美国Honeywell公司推出了以微处理器为基础的总体分散型测控系统，它的含义是集中管理，分散控制，所以又称为集散测控系统。
分布式测控系统是在集散测控系统的基础上，随着生产发展的需要而产生的新一代测控系统，分布式测控系统更强调各子系统之间的协作，有明确的分解策略和算法。
因此，计算机测控系统就是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象联系，以达到一定控制目的所构成的系统
2 计算机测控系统的组成
测量设备计算机主控器执行机构
人机界面通讯模块
图1 测控系统的组成
计算机测控系统的组成如图1所示，包括计算机主控器、测量设备、执行机构、人机界面或通讯模块所组成。 测量设备
测量设备的主要作用就是向计算机主控器输入数据。一般来说，是利用传感装置将被控对象中的物理参数，如：温度、压力、液位、速度。转换为电量，如电压，电流，再将这些电量送人到输入装置中，转换为计算机可以识别的数字量， 执行机构
执行机构（例如：调节阀、电动机）接收主控器的控制信号，输出动作，完成控制目的。 人机界面
计算机系统人机界面是系统和用户进行交互和信息交换的媒介，它实现信息内部形式与人类可接受形式之间的转换。人机界面一般而言分为基于窗体的界面和基于web 的界面，基于窗体的界面它的基本特点是对动作的反应十分灵敏，能够及时响应，它是由内部的CPU 处理数据。而基于web 的界面是一个轻量型的界面，它是由远程服务器处理数据。 通讯模块
通讯模块就是通过网络，远程通信。它是计算机主控器与通讯网络之间的连接器，它可以为计算机主控器传递不同的讯号。
总而言之，一个测控系统，核心是主控器，必须有输入输出，一般而言还有人机界面或通讯模块，目的在于数据收集，参数控制。
3 主控器
主控器的结构
主控单元(CPU+外围芯片)
总线
DI AI DO AO
图2 主控器的组成
主控单元
主控单元一般而言，它由CPU（中央处理器）、外围芯片组成。CPU是控制和运算的的核心，CPU的运作原理可分为四个阶段：提取（Feich）、解码（Decode）执行（Execute）和写回（Writeback）。CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，执行指令。
外围芯片就是许多专门功能的集成电路，配合CPU构成整个主控系统，如：复位（看门狗电路）、定时器、各类总线控制器等。
数据的分类
从信号类型上分，分为开关量（D）和模拟量（A）。从方向上分，分为输入（I）和输出（O），因此DI就是开关量输入，AI就是模拟量输入，DO就是开关量输出，AO是模拟量输出，开关量只有0和1两种状态，而模拟量是连续的信号。
DI
凡在电路中起到“通”和“断”作用的各种按钮、触点、开关、继电器，它的端子引出数字信号，向控制器输入信号。此外，需同为数字信号，也需将外部的数字信号，转换为计算机接受的数字信号。
DO
DO的主要任务是将计算机发出的微弱的数字信号，转换为能驱动执行机构的数字信号，根据现场执行机构的负荷不同如：指示灯、继电器、阀门等，选用不同的功率放大器件，常用的有三极管、晶闸管。典型的数字输出驱动过程如下图所示：
数字信号
放大器执行
机构图3 数字输出驱动过程
AI
模拟输入通道，是把外部的模拟信号送入到计算机，由于计算机只能处理数字信号，所以必须用A/D转换器进行信号的转换。
变送器的作用就是：.
现场的各种信号标准信号控制系统
图4 变送器作用示意图
AO
模拟输出模块通过D/A转换把控制系统的数字信号转换为模拟信号，并通过运算放大器把信号放大，AO就可以直接输出具体的电压（1-5V或2-10V）或电流信号（4-20mA）作用于执行机构(变频器或调节阀)。
4 系统设计
下面以控制温度为例，设计一个计算机温度测控系统。
温度控制原理框图
整个系统通过测量设备把现场环境的温度与给定的期望温度做比较，得到的偏差信号送人控制器，使控制器产生控制作用，发出控制信号，控制执行机构，使执行机构工作，再把输出温度反馈回控制系统，使系统的输出温度始终和给定的温度保持一致。
温度控制的原理框图如图5所示：
图5 系统的控制原理结构框图
系统的设计思路
整个系统的设计思路是，以电热器和固态继电器作为加热的执行机构，温度变送器为测量设备。，控制器可选用数字温控器，温控器直接控制的是固态继电器，利用固态继电器的导通和关断来使电热器加热或不加热，进而控制温度。在温控器上设置通讯网络接口实现与计算机远程通信，设置LED 数显和功能按钮实现人机交互。在计算机上对整个系统进行监控。系统硬件结构如图：
图6 系统硬件结构图
系统测点配置 开关量输入信号（DI ）
电热器工作状态，温度变送器状态（上电、运行、故障），SSR 导通、关断状态，温控器状态（上电、报警、运行、故障） 开关量输出信号（DO ）
电热器开，电热器关，导通SSR ，关断SSR 。 模拟量输入信号（AI ）
温度测点：温度变送器检测温度 电流测点：温度变送器输出电流
测量设备控制器
-
给定温度
偏差
控制信号输出温度
执行机构
计算机
温控器
温度变送器
SSR
电热器
通讯协议
模拟量输出信号（AO）
电热器输出温度
5 系统功能
记录参数
系统可检测温控器的开或关状态、是否处于报警状态，SSR导通、关断，电热器的“启”“停”，“启动”“停止”温控器信号状态，温控器中控制单路SSR
的输出电压，变送器传送的电流大小，现场温度等主要参数。
实时控制
操作人员可以在远离现场的情况下，对所有设备进行启停，以及运行参数的优化。在整个系统中，当温控器测得现场的温度小于设定值时，温控器就可以立即导通SSR使电热器工作，反之，则关断SSR使电热器不工作，以此来达到温度控制的目的，计算机在宏观上对整个系统进行管理与控制。达到了管控一体化的目标。
安全管理
系统设置了报警功能，为安全运行加了一道护栏。
运行管理
对交接班、巡检进行记录管理，保证整个系统正常运行。
设备管理
保证安全优质的功能，为设备提供保障。根据检测的设备运行状况，主动预防故障发生。提高设备利用率充分发挥效能。集中监控，少人值守或无人值守。并进行维修成本核算
成本核算
根据参数记录，在一个运行周期结束，核算单位成本。
6 主要设备选型介绍
温控器选用AI708温度控制器：通用的100V~240VAC输入电源，24VDC直流输出电压，最小控制周期达秒，能适应快速变化的对象的控制精度。采用先进的PID调节算法，无超调。使用14位分辨率，%高精度电流输出模块。
图7 AI数字温度控制器
固态继电器选用G3PE（单相）：额定电压DC12—24V，使用电压范围—30V，输入电流7mA以下，动作电压以下，复位电压DC1V以上。重量约240克。
图8 G3PE（单相）固态继电器
温度变送器选用重庆川仪SBWZ系列温度变送器：量程-30℃—120℃，具有高精度冷端补偿电路，全温度范围绝对误差±℃。
图9 重庆川仪SBWZ温度变送器
7 系统优点
目前设计的计算机温度测控系统采用的是三级结构，第一级是过程控制，第二级是监督控制，第三级是管理，突出特点是网络结构简单，可靠性高，通讯速度快，扩展灵活，接口开放，控制功能增强，管理功能丰富，适应了管理与控制一体化的要求。
8 系统扩展
用计算机实时监控整个系统的运行状态，采用多个温控器控制多个控制回路，这样就能很容易地进行扩展，且可以达到实际工业控制的目标。
系统扩展如图所示：
图10 系统扩展图
9 总结
综上所述，计算机测控系统就是通过测量设备将外界的各种信号（如温度、压力、液位、流量等）转换为标准的电信号（4~20mA 或1~5V ）进入计算机主控器的输入通道到CPU 中与设定值进行比较来得到偏差，使主控器发出控制作用，推动执行机构来修补偏差，从而使被控量始终与设定值保持一致达到控制效果。
本文选用温度变送器作为测量设备、AI708温控器为现场主控器、固态继电器和电热器作执行机构、被控量是温度，另外用一台PC 机作为监控机。PC 机与温控器通过通讯模块实现数据传递，因此组态十分灵活。
但是，很多实际的系统都是高阶、非线性、强耦合、多变量的系统，这样就使得控制的难度大大增加。被控量在扰动和负荷变化的情况下，控制系统不可避免地会出现超调、振荡时间和稳态误差，如何有效地克服这些不利因素也是控制系统品质好坏的标准。
附录
温控器1
计算机
SSR1
温度变送器1
电热器1
通讯协议
温控器2
SSR2
温度变送器2
电热器2
温控器3
SSR3
温度变送器3
电热器3
、、、、
温控器N
SSRN
温度变送器N
电热器N
、、、、
温控器端子接线
温控器的端子接线图如下图所示：
图11 温控器的端子接线图
1、2端外接100V~240V 的交流电源，为整个温度测控器提供电力驱动。3、
4端接外部的变送器给其供电（也可以安装通讯接口实现与计算机的远程通信），变送器反馈回来的4~20mA 信号由14、16端接入（也能接受开关量输入），如图：
图12 变送器与温控器接线图
变送器的信号也可以通过17、18端外接250欧的电阻得到电压信号反馈回温控器，其接线图如下图所示：
图13 17、18端外接电阻接法
如图，当在17、18端之间接上250Ω的电阻时，4~20mA 电流经过时会产生
3
4
1614
24V 0V
变送器
4~20mA
3
4
1718
24V
0V 变送器
4~20mA
250Ω+
-
1~5V
12345
678910
11
12
1314
1516
17181920
电源
供电/通讯
报警通讯主输出辅助输入
+
-+0~5V 1~5V
单路SSR输出接变送器输入
100V~240V AC
给外部变送器供电
++-
-+
TXD RXD GND
一个压降，而这个压降正好大约1~5V ，从而实现了把信号从17、18端输入的目标。
11、13端可以输出控制单路SSR 的电压（也可以作为测量值的变送输出），在系统中由于有触点的继电器过于频繁的机械振动，对其的使用寿命有影响，使用SSR 可以在一定程度上达到免设备维护的需要。
11、13端的接线图如下图所示：
图14 11、13端接SSR 接线图
在通讯插座上安装的是RS232串行通讯接口，实现与计算机的通信，8端接TXD 针脚（串口数据输出），9端接RXD 针脚（串口数据输入），10端接GND （地线）。
18、19端接测量温度的热电偶，热电偶是一种感温元件，是一种仪表，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号再通过电气仪表转换成被测介质的温度。用热电偶进行温度测量时，由于冷端（温度较低的一端）的环境温度变化等因素需要对冷端进行补偿。可外置一只接线盒，将Cu50电阻和热电偶的冷端放在一起并远离各种热源。这样补偿造成的测量不一致性可小于℃。其接线图如图所示：
图15 热电偶补偿接线图
11
13负载
SSR
快速熔断器
341
2
L
N
18
1920+
-
补偿导线热电偶
普通导线Cu50电阻
热电偶冷端
计算机系统设计报告书模板
课程设计报告目录
一、课程设计概述： 本次数据结构课程设计共完成三个题：一元稀疏矩阵多项式计算器、稀疏矩阵的操作、Josephu问题。 使用语言：C 编译环境：vc6.0 二、课程设计题目一 成绩分析文档资料 [问题描述] 录入、保存一个班级学生多门课程的成绩，并对成绩进行分析。 [需求分析] 1.通过键盘输入各学生的多门课程的成绩，建立相应的文件input.dat 2.对文件input.dat中的数据进行处理，要求具有如下功能： a.按各门课程成绩排序，并生成相应的文件输出 b.计算每人的平均成绩，按平均成绩排序，并生成文件 c.求出各门课程的平均成绩、最高分、最低分、不及格人数、
60－69分人数、70－79分人数、80－89分人数、90分以上人数 d.根据姓名或学号查询某人的各门课成绩，重名也要能处理 3.界面美观 [概要设计] -=ADT=- { Status CreateList(DataRecond* DR, int n); //创建成绩表 Status SortScore(DataRecond* DR,int n); //按各科成绩排序并存于文件 Status Partition(KeyWord* RL, int low, int high); //快速排序的第一趟 Status QSort(KeyWord* RL, int low, int high); //快速排序 Status QuickSort(KeyWord* RL,int n); //快速排序
Status EveryAvageScore(DataRecond* DR, int n); //计算每科平均成绩 Status CaluAverage(int *temp, int n); //计算平均成绩 Status ScoreProcess(DataRecond* DR); //成绩处理 Status MaxScore(int *temp, int n); //求最大分数 Status MinScore(int *temp, int n); //求最小分数 Status ScoreSegment(DataRecond* DR); //求分数段 Status Process(int *temp,int n); //主处理函数 Status NameQuery(DataRecond* DR); //按名字查找
基于单片机的电机转速测量系统
兰州交通大学 毕业设计文献综述 题目：基于单片机的电机转速测量系统Title:Motor speed measuring system based on single chip microcomputer 姓名：韦宝芸 学号：201203563 班级：机设1202班
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模型计算机系统的设计与实现
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引言 通过俩周的组成与结构设计，设计一个8位模型计算机系统，包括用可编程器件实现的运算器，微程序控制器，存储器,简单输入／输出接口和设备,时序和启停控制等电路。设计工作是在之前的验证实验基础之上完成的，通过自己的思维，实现微程序机的一些基本的逻辑运算。根据现有的二进制指令系统，条件为模型计算机系统为8位模型机，运算器为8位运算器，数据总线和地址总线都为8位，输入设备为8位开关，输出设备为8位发光二级管指示灯。在现有的芯片内烧制自行设计的微指令，达到在输入一个数据后自加，减一，实现自行跳转。 在设计完成后，再输入数据04后得出07的结果，并实现跳转。
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计算机系统组成教学设计
《计算机系统组成》教学设计 一、教学对象分析 本校初一级学生，基础比较薄弱，针对其好奇好动的特点。在教学过程当中，多设计一些教学过程让学生动手参与，提高学生的兴趣，增加感性认识。在讲解过程中注意多联系生活及身边的事物，有利于学生更好地掌握和理解教学内容。 学习本课之前，许多学生对计算机的操作有一定了解，但学生对于计算机系统的构成，各部件的功能，工作原理还没有形成具体概念。因此必要进一步学习《计算机系统的组成》 二、教学内容分析 本章内容是信息技术的基础知识。涉及到计算机的系统构成的术语和概念比较多，应用范围广泛，在教学中多运用实物介绍比较和基础练习，引导学生观察，分析，比较，归纳，从而达到教学目标。 教学重点：计算机是由特定功能的各种设备组合在一起的一个整体。 教学难点：计算机硬件和软件的概念。 三、教学目标 基本目标 （1）了解计算机组成各部分的名称和作用 （2）知道什么是计算机软件，了解计算机软件的作用。 （3）了解计算机处理信息的过程。 四、教学方法 ⒈本课的教学内容涉及较多名称术语，在教学中可以通过演示教学辅助软件，展示计算机硬件实物，讲解投影等多种形式增加学生对教学内容的感性认识。 ⒉学生通过填写、拼图比较，思考回答，讨论表述，理解巩固相关知识。 五、教学过程设计 新课导入： 同学们，计算机这个词对于我们来说已经不再陌生了，它已经渗透到我们生活中的每个环节中去了。那么你们知道哪些有关计算机的名词呢？(根据学生的回答，教师作出相应的小结)。同学们，你们所说的这些名词有的是计算机的硬件，有的是计算机的软件，还有一些则是计算机的应用，今天我们就要学习计算机系统的组成，计算机有许多部件，如显示器、主机、键盘等，这些部件在处理信息的过程中各起什么作用呢？一个完整的计算机系统又是由哪些部分组成？这就是今天我们要学习的内容。 （一）计算机的硬件系统（屏幕广播） ⒈硬件：指计算机实际设备的总称 ⒉硬件部分按其功能划分为：控制器、运算器、存储器（内外）、输入设备、输出设备。 ⒊展示一台打开的计算机，用实物介绍硬件的组成与作用。 ⒋硬件系统的组成结构图和功能作用。 ⒌网络传送“硬件分类填空练习课件”，让学生独自或者讨论完成练习。选一到两个学生上讲
计算机组成与设计答案
计算机组成与设计答案——节选 9. 设计算机A有60条指令，指令操作码为6位固定长度编码，从000000到111011。其后继产品B需要增加32条指令，并与A保持兼容， (1) 试为计算机B设计指令操作码。(2) 计算操作码平均长度。答:：（1）6位操作码中保留了111100到111111四个码字，如果不再保留码字可增加3位扩展码，这样增加的32条指令的操作码为111100,000到111111,111中的一个。（2）如果每条指令的使用概率相等，则平均指令长度为： (6×60 + 9×32)/(60+32) = 7.04 注意：B计算机与A计算机保持兼容意味着B计算机原封不动地采纳A计算机的指令，可增加新的指令，但A计算机中已有的指令不能做任何改动。 10. 某计算机的指令系统字长定长为16位，采用扩展操作码，操作数地址需要4位。该指令系统已有三地址指令M条，二地址指令N 条，没有零地址指令，问系统最多还有多少条一地址指令？ 答：三种指令的操作码长度分别为4位、8位和12位。设系统最多有L条一地址指令，则有 L=((24-M) ?24-N) ?24 13. 在一个单地址指令的计算机系统中有一个累加器，给定以下存储
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基于单片机AT89C51下蔬菜大棚温湿度测控系统毕业设计
蔬菜大棚温湿度测控系统设计 摘要 温室大棚是设施农业的重要组成部分，大棚测控系统是实现大棚自动化、科学化的基本保证。通过对监测数据的分析，结合作物生长规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。计算机应用技术的发展，也使得用计算机控制的方面也涉及到各个领域，其中在大棚内用单片机控制温度、湿度是应用于实践的主要方面之一。 对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温度和湿度等控制。本设计是一个专门为温室大棚温湿度测量控制而设计的系统。通过对系统的硬件部分和软件部分设计来达到监控要求。硬件部分实现了对温湿度传感器模块、显示模块、控制模块的设计；软件部分主要根据系统的设计思想设计出了主程序和子程序流程图，并通过程序实现。在系统设计过程中充分考虑到性价比，选用价格低、性能稳定的元器件。通过实践证明，系统具有性能好、操作方便等优点，能实现对温湿度等的显示、调节和控制。系统在其它领域还具有一定的推广价值。 关键词：大棚，温度，湿度，传感器
The Design of Greenhouse Temperature and Humidity Control System ABSTRACT Greenhouse is an important component of protected agriculture. Measuring and controlling systen is the basis of the management automation in the greenhouse. With the growth rules analyzing measurement data and controlling circumstance condition. It makes greenhouse better, and more productive and high quality. With the development of computer application technology, the computer-controlled areas are also involved, the plastic temperature using SCM and humidity is one of the main aspects used in practice. For vegetable shed speaking, one of the most important management factor is the temperature and humidity control. The thesis is about an intelligent system designed for controlling the temperature and humidity of a greenhouse. It can meet the demand of monitoring through the design of hardware and that of software in details. The former is more important in this dissertation, including the introduction of sensor of measuring temperature and humidity, demonstrating mode of data, the mode of control and the connecting part of the changing column. And according to the design thoughts the latter shows the flow chart of the main program and the subprogram, realized by program. This thesis choose the decices as full consideration of the ration between prformance and cost as possible. The system adopts quite a new integrated circuit, which makes it function better and run more conveniently when put into practice. Furthermore, not only can it achieve the goals of manifesting and regulating the temperature, but also it can be controlled. And it has much of value to apply and popularize in other fields. KEY WORDS:Vegetable, Temperature, Humidity, Sensor
cad期末考试试题及答案_1
cad期末考试试题及答案_1 cad期末考试试题及答案 AutoCAD试卷一、单项选择 1、AutoCAD默认扩展名是 A、dwt B、dwg C、bak D、dxf答案:B 2、在CAD中，以下哪个命令可用来绘制横平竖直的直线 A、栅格 B、捕捉 C、正交 D、对象捕捉答案:C 3、按哪个键可切换文本窗口和绘图窗口 A、F2 B、F8 C、F3 D、F5答案:A 4、默认情况下，命令提示行显示为几行 A、3 B、5 C、2 D、8答案:A 5、在CAD中为一条直线制作平行线用什么命令 A、移动 B、镜像 C、偏移 D、旋转答案:C 6、在图层特性管理器中不可以设定哪项 A、颜色 B、页面设置 C、线宽 D、是否打印答案:B 7、绘制建筑图步骤为 A、墙线、轴线、门窗 B、墙线、门窗、轴线 C、轴线、门窗、墙线 D、轴线、墙线、门窗答案:D 8、哪个命令可用于绘制直线与圆弧的复合体 A、圆弧 B、构造线 C、多段线 D、样条曲线答案:C 9、如何在图中输入“直径”符号 A、%%P B、%%C C、%%D D、%%U答案:B 10、如果要在一个圆的圆心写一个“A”字，应使用以下哪种对正方式 A、中间 B、对齐 C、中心 D、调整答案:A 11、在哪个层创建的块可在插入时与当前层特性一致
A、0层 B、在所有自动产生的层 C、所有图层 D、新建的图层答案:A 12、一个完整的尺寸由几部分组成 A、尺寸线、文本、箭头 B、尺寸线、尺寸界线、文本、标记 C、基线、尺寸界线、文本、箭头 D、尺寸线、尺寸界线、文本、箭头答案:D 13、要将图形中的所有尺寸都为原有尺寸的2倍，应设定以下哪项 A、文字高度 B、使用全局比例 C、测量单位比例 D、换算单位答案:B 14、三维模型中哪种模型可以进行布尔运算 A、线框模型 B、实心体模型 C、表面体模型答案:B 15、渲染三维模型时，哪种类型可以渲染出物体的所有效果 A、一般渲染 B、普通渲染 C、照片级真实感渲染 D、照片级光线跟踪渲染答案:D 16、样板文件的括展名是 A、BAK B、SVS C、DWT D、DWG答案:C 17、以下哪种相对坐标的输入方法是画8个单位的线长 A(8, 0 B(@0，8 C(@0<8 答案:B 18、哪种坐标输入法需要用@符号, A( 极坐标 B( 绝对坐标 C( 相对坐标答案:C 19(在命令行中输入“Z”后，再输入选项“A”，什么作用 A( 在图形窗口显示所有的图形对象和绘图界限范围。 B( 恢复前一个视图 C( 显示所有在绘图界限范围 B、分解 C、重生成 D、插入块答案:B 21.复制的快捷键是 A(CO B(O C(X D(EX答案:A
计算机系统教学设计
《计算机系统》教学设计 一、学习者分析 初一的学生,具有活泼好动的特点,怀着对初中生活的憧憬来到一个新的环境里,对每样事物都充满着好奇,都想去探个究竟。随着社会的进步,计算机的使用范围越来越广,计算机的硬件发展越来越迅速,计算机在家庭中的普及程度越来越高,很多学生的家中都有了计算机,但对计算机的认识可能仅仅局限于上网与打游戏,对于计算机系统也只能从自己可以看到的来理解,认识比较片面,通过学习本节内容,系统地认识计算机系统。 二、教材内容分析 1、本节的主要内容及在本章中的地位 本节的主机内容有计算机系统的组成、硬件系统、软件系统。要求学生从信息处理的角度了解计算机系统的基本组成,它是重要的基础知识。 本节课的内容涉及很多专业术语,这些术语都是比较难理解和掌握的,大多数学生学习起来有一定的难度,教师在教学中可能通过学习活动,引导学生观察、分析、比较、归纳和总结,使之逐步掌握《计算机系统》的知识。 2、教学重点、难点: 重点:计算机系统的组成及结构,各主要部件的作用,存储器的单位及其换算。 难点:计算机系统的组成及结构。 3、课时安排:1课时 三、教学目标 1.知识与技能 (1)了解计算机硬件和软件的概念及其关系; (2)了解计算机硬件的各个组成部份及其作用; (3)知道存储器的分类、内存RAM与ROM的区别及其作用。 (4)了解软件的分类,知道常见的软件的类别。 2.过程与方法 (1)通过让学生观察计算机的结构和主要部件,了解计算机结构及各部分的作用; (2)通过学习活动让学生体验计算机软件的分类及其作用,并归纳计算机系统的组成结构图。 3.情感态度价值观 在学习过程中,激发学生学习计算机基础知识的兴趣和积极探究的精神。 四、教学理念和方法 本课的教学内容涉及较多专业述语、名词和概念,其中很多与学生日常接触到的内容不一致。根据任务驱动教学方法和建构主义理论,设计教学情境和活动,通过展示计算机实物和观察活动,引导学生根据这些体验,认识所学内容,掌握专业词汇,理解概念,自主归纳总结出系统结构图,同时培养学生自主探究、协作学习的能力,完成教学任务。 五、教学过程设计 1.教学内容的组织与呈现方式 先用简短的语言引入新课,通过实物展示和学生的讨论活动介绍计算机的硬
计算机组成与设计 硬件 软件接口-第四版-课后题答案 第二章
2 Solutions Solution 2.1 2.1.1 a.add f, g, h add f, f, i add f, f, j b.addi f, h, 5 addi f, f, g 2.1.2 a.3 b.2 2.1.3 a.14 b.10 2.1.4 a. f = g + h b. f = g + h 2.1.5 a.5 b.5 Solution 2.2 2.2.1 a.add f, f, f add f, f, i b.addi f, j, 2 add f, f, g
S20 Chapter Solutions 2 2.2.2 a.2 b.2 2.2.3 a.6 b.5 2.2.4 a. f += h; b. f = 1–f; 2.2.5 a.4 b.0 Solution 2.3 2.3.1 a.add f, f, g add f, f, h add f, f, i add f, f, j addi f, f, 2 b.addi f, f, 5 sub f, g, f 2.3.2 a.5 b.2 2.3.3 a.17 b.–4
Chapter 2 Solutions S21 2.3.4 a. f = h – g; b. f = g – f – 1; 2.3.5 a.1 b.0 Solution 2.4 2.4.1 a.lw $s0, 16($s7) add $s0, $s0, $s1 add $s0, $s0, $s2 b.lw $t0, 16($s7) lw $s0, 0($t0) sub $s0, $s1, $s0 2.4.2 a.3 b.3 2.4.3 a.4 b.4 2.4.4 a. f += g + h + i + j; b. f = A[1];
基于51单片机的温湿度测控系统方案设计
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/2d10056084.html, 基于51单片机的温湿度测控系统方案设计作者：吴迪卫泽辉江鹏 来源：《中国科技博览》2018年第14期 [摘要]温湿度检测在工业生产和生活中得到广泛应用。本文提出了基于AT89C51单片机和SHT11芯片为温湿度传感器的温湿度测试系统，以实时存储相关温湿度数据。系统硬件设计主要包括基础电路、按键电路、显示电路和温湿度控制电路，软件设计包括按键控制、温湿度读取、温湿度计算、数据存储等。系统具备结构简单，成本小、功耗低等优点。 [关键词]单片机；温度；湿度；测控 中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）14-0061-01 引言 温度和湿度是物理学中的两个基本物理量，对这两个量的精确检测和控制，随着科学的发展越发重要。近年，温湿度检测系统发展迅猛，由最初的复杂系统结构，需要耗费大量的人力物力到现在的智能化、简单化、高集成化。由于数字化、智能化等仪器的出现，加速了智能化温湿度检测的发展，以数据采集为基础结构发展的温湿度传感器检测报警器在各类应用中也发挥着举足轻重的作用。本文提出了一套温湿度监测系统解决方案，该方案结构简单、功耗低、运行可靠，是一种低成本温湿度检测解决方案。 1 系统硬件设计 分析温湿度监测系统在实验室环境与现实应用中的区别，系统设计侧重于实验室环境下温湿度测试系统的设计。通过单片机与外部设备之间的命令发出与回收，以SHT11温湿度传感器采集温湿度信息，利用软件对温湿度信号进行分析处理，并解决相应问题。具体电路结构如图1所示，包括常用的晶振电路、复位电路、51单片机、温湿度传感器、按键电路、显示电路、工作状态指示系统等。 1.1 SHT11芯片与接口 SHT11的内部结构如图2所示，其中包括一个高分子电阻型湿敏元件和一个VTC测温元件、一个14位的A/D转换器，并与一个高性能8位单片机相连接并能够CRC传输校验。其具有品质好、超快响应、抗干扰能力强、性价比高、精确校准等优点。 1.2其它硬件说明
企业计算机网络安全系统设计与实现
企业计算机网络安全系统设计与实现 摘要 随着网络技术的不断发展和应用，计算机网络不断改变各种社会群体的生活、学习和工作方法，可以说人们已经不能离开计算机工作和学习。由于计算机网络在生活中如此重要，如何保证网络的安全可靠稳定运行，已成为网络设计和管理中最关键的问题。企业作为互联网应用最活跃的用户，在企业网络规模和网络应用不断增加的情况下，企业网络安全问题越来越突出。企业网络负责业务规划、发展战略、生产安排等任务，其安全稳定直接关系到生产、管理和管理的保密性。因此，企业建立网络安全体系至关重要。 本文首先介绍了企业计算机网络安全技术，分析了计算机网络接入和防火墙技术等系统开发过程中涉及的关键技术，以及如何在此阶段为上述网络安全问题建立安全系统。如何建立监控系统等，并描述了系统的实现过程。该系统可实现计算机网络访问控制、文件系统运行、系统运行状态等的远程访问和实时监控。主要实现用户身份管理模块、实时监控模块、硬件对象管理模块、软件对象管理模块、网络对象管理模块、文件对象管理模块等。 通过对系统的测试和分析，系统达到预期的设计目标和工作状态，可以满足内部网络安全监控的功能要求。可应用于网络信息安全有更高要求的企业和部门。 关键词：网络安全；实时监控；安全系统；网络信息安全
第1章绪论 1.1 课题研究的背景及意义 随着计算机网络技术的发展，互联网的应用也在不断推进，其应用已深入到工作、生活、学习和娱乐的各个方面，使人们的工作环境不断改善，提高生活质量，企业电子商务发展迅速，信息化水平大幅提升，大大促进了经济社会的进步和发展。但是，互联网的普及为人们带来了便利，提高了生活质量，促进了社会科学技术进步，促进了社会的发展，同时网络信息安全的问题日益突出[1]。 随着计算机网络的广泛应用和普及，黑客的非法入侵，网络中计算机病毒的蔓延和垃圾邮件的处理已成为关注的焦点。许多公司没有为计算机网络系统做好安全措施，付出了非常惨痛和昂贵的代价[2]。 企业网络建设是企业信息化的基础，INTRANET是企业网络模式，是企业网络的基础。INTRANET不完全是LAN的概念，通过与互联网的连接，企业网络的范围可以跨区域，甚至跨越国界[3]。 现在很多有远见的商界领袖感受到企业信息化的重要性，已经建立了自己的企业网络和内部网，并通过各种广域网和互联网连接。网络在我国的快速发展只有近几年才出现，企业网络安全事件的出现已经非常多[4]。因此，我们积极开展企业网络建设，学习吸收国外企业网络建设和管理经验，运用网络安全将一些企业网络风险和漏洞降至最低。 随着威胁的迅速发展，计算机网络的安全目标不断变化。因此，只有不断更新病毒和其他软件不断升级以确保安全。对于包含敏感信息资产的业务系统和设备，企业可以统一应用该方法，从而确保病毒签名文件的更新、入侵检测和防火墙配置以及安全系统的其它关键环节。简单的技术无法解决安全问题。只有依靠健全的战略和程序，并配合适当的人员和物质安全措施，整合安全解决方案才能发挥最大的作用。健全的安全政策和标准规定了需要保护的内容，应根据权限和需要划分人员的职能。公司需要高度支持安全政策，提高员工意识，有助于成功实施战略[5]。 全面的安全策略提高了目标计算机网络的整体安全性，这是通过使用网络安全独立产品无法实现的。不管内部和外部安全问题如何，确保所有这些功能都得到实施。维护安全的基本框架非常重要[6]。 1.2 企业网络安全系统国内外研究现状 企业网从初始单一数据交换发展到集成智能综合网络，已经经历了十几年的时间。在此过程中，企业网络人员逐渐实现了网络架构设计多层次，多元素化。它包括主机系统、应用服务、网络服务、资源、并支持业务的正常运行。现在企业对网络的需求越来越高，对网络的依赖越来越强，这表明企业管理、生产和销售网络发挥了很强的支撑作用[7]。
计算机组成与设计第五版答案
解决方案4第4章解决方案S-34.1 4.1.1信号值如下：RegWrite MemReadALUMux MemWrite aloop RegMux Branch 0 0 1（Imm）1 ADD X 0 ALUMux是控制ALU输入处Mux 的控制信号，0（Reg）选择寄存器文件的输出，1（Imm）从指令字中选择立即数作为第二个输入。铝合金是控制Mux输入寄存器文件的控制信号，0（ALU）选择ALU的输出，1（Mem）选择存储器的输出。X值表示“不关心”（不管信号是0还是1）4.1.2除了未使用的寄存器4.1.3分支添加单元和写入端口：分支添加，寄存器写入端口没有输出：无（所有单元都生成输出）4.2 4.2.1第四条指令使用指令存储器、两个寄存器读取端口、添加Rd和Rs的ALU，寄存器中的数据存储器和写入端口。4.2.2无。此指令可以使用现有的块来实现。4.2.3无。此指令可以在不添加新的控制信号的情况下实现。它只需要改变控制逻辑。4.3 4.3.1时钟周期时间由关键路径决定。对于给定的延迟，它正好得到加载指令的数据值：I-Mem（读取指令）、Regs（长于控制时间）、Mux（选择ALU）输入）、ALU、数据存储器和Mux（从内存中选择要写入寄存器的值）。这个路径的延迟是400ps 吗？200秒？30秒？120秒？350马力？30秒？1130马力。1430马力（1130马力？300
ps，ALU在关键路径上）。4.3.2第4.3.2节加速度来自于时钟周期时间和程序所需时钟周期数的变化：程序要求的周期数减少了5%，但循环时间是1430而不是1130，所以我们的加速比是（1/0.95）*（1130/1430）？0.83，这意味着我们实际上在减速。S-4第4章解决方案4.3.3成本始终是所有组件（不仅仅是关键路径上的组件）的总成本，因此原处理器的成本是I-Mem、Regs、Control、ALU、D-Mem、2个Add单元和3个Mux单元，总成本是1000？200？500？100？2000年？2*30？3*10？3890我们将计算与基线相关的成本。相对于此基线的性能是我们先前计算的加速，相对于基线的成本/性能如下：新成本：3890？600？4490相对成本：4490/3890？1.15性价比：1.15/0.83？1.39条。我们必须付出更高的代价来换取更差的性能；成本/性能比未经修改的处理器差得多。4.2.2的单位是4.2倍，所以指令选择4.2倍的时间，而不是4.2倍的时间？4注意，通过另一个加法单元的路径较短，因为I-Mem的延迟比加法单元的延迟长。我们有：200秒？15磅？10磅？70秒？20秒？315 ps4.4.3条件分支和无条件分支具有相同的长延迟路径来计算分支地址。此外，它们还有一个长延迟路径，通过寄存器、Mux和ALU计算PCSrc
基于单片机的电压测量系统的设计【开题报告】
毕业设计（论文）开题报告 题目：基于单片机的电压测量系统的设计 专业：电子信息工程 1选题的背景、意义 电子测量是泛指以电子技术为基础手段的一种测量技术。它是测量学和电子学相互结合的产物。电子测量除具体运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量、电信号及电路元器件的特性和参数进行测量外，还可以通过各种敏感器件和传感装置对非电量进行测量，这种测量方法往往更加方便、快捷、准确，有时是用用其他测量方法不可替代的[1]。近几十年来计算机技术和微电子技术的迅猛发展为电子测量和测量仪器增添了巨大活力。电子计算机尤其是尤其是微型计算机与电子测量仪器相结合，构成了一代崭新的仪器和测试系统，即人们通常所说的“智能仪器”和“自动测试系统”，它们能够对若干电参数进行自动测量，自动量程选择，数据记录和处理，数据传输，误差修正，自检自校，故障诊断及在线测试等，不仅改变了若干传统测量的概念，更对整个电子技术和其他科学技术产生了巨大的推动作用。现在，电子测量技术（包括测量理论、测量方法、测量仪器装置等）已成为电子科学领域重要且发展迅速的分支学科[2]。 电压是属于电子测量中一个重要的组成部分。了解，测出各种电压的值，有助于让我们更加安全、方便的使用电压。因此研究电压的测量值具有重要价值[4]。 电压，也称作电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。电压的基本概念电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特(V)，常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(μV)、千伏(kV)等，直流电压与交流电压如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压或恒定电压，简称
CAD期末考试试卷A及答案
CAD 考试试卷 一、单选题（每题 1 分，共 20 分） 1．AutoCAD的出品公司是（）。 A．Microsoft公司B．Autodesk公司 C．Macromedia 公司D．Adobe公司 2．AutoCAD的坐标体系，包括世界坐标系和（）坐标系。 A．绝对坐标B．平面坐标C．相对坐标D．用户坐标3．OFFSET（偏移）命令前，必须先设置（）。 A．比例B．圆C．距离D．角度 4．AutoCAD中的图层数最多可设置为（）。 A．10层B．没有限制C．5层D．256层 5．在AutoCAD2004中，打开或关闭正交捕捉的快捷键是（）。 A．F2键B．F5键C．F7键D．F8键 6．DRA命令是（）。 A．半径标注B．直径标注C．对齐标注D．角度标注7．在图案填充中，关于比例的说法正确的是（）。 A．比例越大，填充图案越疏B．比例越小，填充图案越疏 C．比例越大，填充图案越密D．比例与图案疏密无关。 8．只能看到某个图形对象的局部，要想选中整个图形对象需使用（）。 A．右键框选B．双击选择C．左框选D．右框选9．阵列的快捷命令是（）。 A．AL B．AR C．SC D．DT 10．命令行输入A是执行（）。 A．绘圆弧B．定义块C．画圆D．标注样式管理器
11．命令行输入B是执行（）。 A．绘圆弧B．定义块C．画圆D．标注样式管理器12．命令行输入C是执行（）。 A．绘圆弧B．定义块C．画圆D．标注样式管理器13．命令行输入D是执行（）。 A．绘圆弧B．定义块C．画圆D．标注样式管理器14．绘制一个三角形的外接圆使用（）法。 A．三点法B．相切相切半径法C．两点法D．相切相切相切15．AutoCAD中CAD图形文件后缀名为：（）。 A．dwg B．dxf C．dwt D．dws 16．AutoCAD2004默认的图限为（）。 A．100×100 B．800×600 C．420×297 D．1024×768 17．在直角坐标系中“50，80”与“150，80”之间的距离是（）。 A．80 B．100 C．150 D．200 18．不是环形阵列定义阵列对象数目和分布方法的是（）。 A．项目总数和填充角度B．项目总数和项目间的角度 C．项目总数和基点位置D．填充角度和项目间的角度19．多次复制“copy”对象的选项为：（）。 A．m B．d C．p D．c 20．以已有的某条线段作为直径绘制圆，宜采用（）。 A．圆心半径法B．三点法C．圆心直径法D．两点法二、多项选择题（每题有两个以上正确答案，每题 2 分，共 20 分） 1．AutoCAD的可以用于（）。 A．园林设计B．机械设计C．建筑设计D．服装设计 2．点的功能主要有（）
计算机操作系统课程设计
) 计算机操作系统课程设计 班级：计091-1 ! 姓名： 学号： 使用语言：C++ 指导老师： 学院： ~
一、系统要求 1、实验目的 通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能及内部实现。 2、实验内容 （ 为linux系统设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点： （1）可以实现下列几条命令（至少4条）； login 用户登陆 dir 列文件目录 create 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 ~ close 关闭文件 read 读文件 write 写文件 （2）列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度； （3）源文件可以进行读写保护。 二、系统分析 1、设计思想 ` 本文件为二级文件系统，即要实现对文件的增删改查，同时又具备登陆系统、注册用户的功能，各个用户之间的文件系统互不干扰。 本文件系统采用两级目录，其中第一级对应于用户账号，第二级对应于用户帐号下的文件。另外，为了简便文件系统未考虑文件共享，文件系统安全以及管道文件与设备文件等特殊内容。 系统采用结构体来存储用户、文件目录、文件数据内容： 0 48*5 48*5+44*50 48*5+44*50+264*200
每个分区都是由结构体组成，每个个去的结构体的个数由格式化系统是决定。整个系统的编码构成主要分为： ！ 定义了每个分区的结构体； 声明了对系统操作的各种方法； 声明了对文件操作的各种方法； 整个系统的主函数，操作入口； 包含了，实现了操作系统的各种方法； 包含了，实现了操作文件的各种方法； 2、主要数据结构 文件的内容： 。 struct s_user 登录"<