自动化专业英语教材教程翻译(part3_U1U5)

1、自动化专业英语教程自动化专业英语教程教学课件July 28, 2007P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能1.课文内容简介： 主要介绍计算机原理中四个必要部件：存储器、中央处理单元（CPU，或简称处理器），外部处理器总线，输入/输出系统的结构、功能和作用等内容。 2.温习微机原理中有关计算机基本结构的内容。 3. 生词与短语P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课

2、文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能varchitecture n. 体系结构vinstruction set 指令集vbinary-coded adj. 二进制编码的vcentral processing unit (CPU) 中央处理器vprocessor n. 处理器vlocation n. （存储）单元vword length 字长vaccess v. 存取，接近vfetch v., n. 取来vfield n. 域，字段vopcode n. 操作码voperand n. 操作数P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部

3、分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能vaddress n. 寻址vsingle-precision adj. 单精度的vfloating-point adj. 浮点的vterminal n. 终端vcomplement v. 补充，求补vdecode v. 解码，译码vrequest n. 请求vinactive n. 不活动，停止vI/O-mapped adj. 输入/输出映射的（单独编址）vmemory-mapped adj. 存储器映射的（统一编址）P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文A 计

4、算机的结构与功能计算机的结构与功能4. 难句翻译1 how the instruction execution cycle is broken down into its various components. 指令执行周期怎样分解成不同的部分。2 One way to achieve meaningful patterns is to divide up the bits into fields 一种得到（指令）有效形式的方法是将（这些）位分成段3 The majority of computer tasks involve the ALU, but a great amount of da

5、ta movement is required in order to make use of the ALU instructions. 计算机的大多数工作涉及到ALU(逻辑运算单元)，但为了使用ALU指令，需要传送大量的数据。5. 参考译文P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能 这一节介绍计算机的内部体系结构，描述了指令如何存储和译码，并解释了指令执行周期怎样分解成不同的部分。 从最基本的水平来讲，计算机简单执行存储在存储器中的二进制

6、编码指令。这些指令按照二进制编码数据来产生二进制编码结果。对于通用可编程计算机，四个必要部件是存储器、中央处理单元（CPU，或简称处理器），外部处理器总线，输入/输出系统。 图 3-1A-1 计算机的基本元件 存储器 CPU 输入/输出 外部处理器总线 P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能 存储器储存指令和数据。 CPU读取和解释指令，读每条指令所需的数据，执行指令所需的操作，将结果存回存储器。CPU所需的操作之一是从外部设备读取或写入数据。这利用输入/输出系统来实现。 外部

7、处理器总线是一套能在其他计算机部件之间传送数据、地址和控制信息的电导线。 存储器存储器 计算机的存储器是由一套连续编号的单元所组成。每个存储单元是一个能存二进制信息的寄存器。单元的编号称为地址。初始地址为0。制造商定义处理器的一个字长为单元的整数长。在每个字中，各位表示数据或指令。对于英特尔8086/87和摩托罗拉MC68000微处理器来说，一个字是16位长，但每个存储单元仅为8位，因此两个8位单元来存取获得一个数据字长。P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能 为了使用存储器中

8、的内容，处理器必须取来右边的内容。为了完成这一次读取，处理器把所需单元的二进制编码地址放到外部处理器地址总线的地址线上，然后，存储器允许处理器读取所寻址的存储单元的内容。读取存储单元的内容的这一过程并不改变该单元的内容。 存储器中的指令存储器中的指令存储器中的指令由CPU取来。除非发生程序转移，它们按在存储器中出现的顺序来执行。用二进制形式所写的指令叫做机器语言指令。一种得到（指令）有效形式的方法是将（这些）位分成段，如图3-4A-2所示。每一段都包含一个不同类型信息的代码。P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文A

9、计算机的结构与功能计算机的结构与功能 0001 0101 1000 XXXX 0100 0001 1000 XXXX 0011 XXXX XXXX 0100 Fields Opcode Immediate code Operand data Branch address Set 5 in location 8 Subtract 1 from location 8 If zero, branch to location 4 16-bit instruction words . . XXXX: not used (or “dont care”) 图3-1A-2 程序和数据在内存中的安排程序和数据在

10、内存中的安排P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能 在简单的计算机中，每条指令可分为四段，每段有四位。每条指令包括操作代码（或操作码，每条指令有唯一的操作码）、操作数地址、立即数、转换地址。 在一个实际的指令集中，有很多指令。也有大量的存储单元来存储指令和数据。为了增加存储单元的数目，如果我们使用同样的方法，地址段的指令一定长于16位。除了增加指令长度外，还有很多增加微处理器寻址范围的方法：可变指令段、多字指令、多寻址模式，可变指令长度。我们不将详细讨论它们。 存储数据存储数据

11、 数据是存储器中代表代码的信息。为了有效利用存储空间和处理时间，大多数计算机提供了不同长度和表示方法的处理数据能力。能被处理器识别的各种不同表示称作数据类型。常用的数据类型有：位、二进制码、十进制数字（4位字节，BCD）、字节（8位）、字（2个字节）、双字（4个字节）。 P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能 有一些处理器提供了可处理其他数据类型。例如单精度浮点数据类（32位）和双精度浮点数据（64位）等的指令。还有另一类的数据特征数据。通常也表示为8位。在标准键盘上，每个计算

12、机终端键和键的组合（例如shift和control功能键）有定为美国信息交换标准码的7位码。 存储器类型存储器类型在数字控制系统的应用中，我们也关注不同存储技术的特征。对主存储器来说，我们需用它临时存储信息，并逐次地从不同单元写入或获得信息。这种类型的存储器称作随机访问存储器（RAM）。在某些情况下，我们不想让存储器中的信息丢失。因此我们愿使用特殊技术写入存储器。如果写入只在物理改变连接时才能实现，那么这种存储器称为只读存储器（ROM）。如果相互连接的模式可由程序设定，那存储器叫做可编程只读存储器（PROM）。如果需要实现改写的情况，我们有可擦的可编程只读存储器（EPROM）。电可擦除的PRO

13、M缩写为EEPROM。P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能中央处理单元中央处理单元CPU CPU的工作是从存储器中取回指令并执行。CPU的结构如图3-4A-3。它有四个主要部件：算术逻辑单元，一系列存储器，一个内部处理器总线和控制器。 总 线 缓 冲 区 总 线 缓 冲 区 总 线 缓 冲 区 指 令 寄 存器 控 制 器 时 钟 寄 存 器 程 序 计 数 器 算 术 和 逻 辑单 元 (A L U ) 内 部 处 理 器 总 线 中 断 请 求 总 线 或D M A 请

14、求 复 位 请 求 C P U 标 志 寄 存器 外 部 数 据 总线 外 部 控 制 总线 外 部 地 址 总线 图3-1A-3 中央处理单元(CPU)P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能 CPU的这些及其其他部件和它们在指令周期的分享将在后面的章节中说明。 算术逻辑单元（算术逻辑单元（ALU） ALU提供很广泛的算术操作，包括加、减、乘、除。它也完成布尔逻辑操作，例如：与、或、二进制算术求补。其他操作，例如字比较也可达到。计算机任务的主要部分包括ALU，但为了利用ALU指

15、令，需要大量的数据移动。 寄存器寄存器CPU内的一系列寄存器是用于存储信息的。 指令寄存器当一条指令取回来，它被复制到指令寄存器内，并被译码。译码意味着检查操作代码并用于确定执行顺序的各步 CPU的编程器模型 可由编程器检查或修改的寄存器集称为CPU的编程器模型。由指令集操作或明显受硬件输入或数据操作的结果影响的一类寄存器是模型中表示的寄存器。P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能 标志寄存器执行顺序不仅由指令而且也由前面指令的结果来确定。例如，如果在ALU中进行加法运算，加法

16、的结果（不论结果是正、负或0）存储在称为标志寄存器、状态寄存器或条件寄存器中。如果下一指令是一个条件转移指令，标志字需要检验以确定是否需要转移。 程序计数器（指令指针）下一指令的地址位于称作程序计数器的寄存器中。 数据寄存器当一指令用寄存器存储数据，指令中的寄存器参考被称作寄存器寻址。利用内部寄存器存数据的原因在于它们能使指令更短，执行速度更快。 地址寄存器内部寄存器也可用于储存存储器数据的地址。这种情况下，指令字包含寄存器数（例如一个寄存器地址）。寄存器中包含用于指令中的存储器数据的地址。这种寻址方式叫做寄存器直接寻址。寄存器的内容指向存储器中的数据。 P3U1A Computer Stru

17、cture and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能 内部处理器总线内部处理器总线内部处理器总线使数据在内部存储器间移动。总线是一套分组的电导线，它能在CPU的功能块间传送数据、地址和控制信息。当两个寄存器连到总线上时，源寄存器中的数据可传到目的寄存器中。 控制器控制器控制器提供了程序周期内取自寄存器每条指令的控制信号的适宜顺序。一个总程序周期是由许多指令周期组成，每个指令周期可分为它部件的机器周期，每个机器周期由许多时钟周期组成。P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第

18、三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能 例如图3-1A-4，为了取回一条指令，程序计数器中的地址放到在时钟周期C1上升沿的外部总线的地址线上。同时，利用控制线上的一个代码，CPU通知所有连接到总线上的设备，即CPU正执行一个“操作码取回”的机器周期。存储器允许存储器寻址去选择包含指令的存储器单元。在C2段，控制器将“读”命令放到控制总线上，允许存储器数据放到数据线上。 有效读 有效数据 C1 C2 C3 C4 有效地址 逻辑电平 时钟 状态 =OF 16位地址 8 位数据 1 位控制 = 读 Not specified 时间 OF= Op-code fetch To add

19、ress the memory location Memory data on bus To enable the memory data onto the data bus Data latched into CPU instruction register 图3-1A-4 “操作代码读取操作代码读取”的时序图的时序图P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能 然后在C3段，控制器将数据选通到指令寄存器中，并从控制总线再移动读命令。在C4段，控制器在地址总线上再移地址并开始译指令

20、的操作代码部分，来看一看执行需要说明步骤。译码操作或许会在“操作码取回”机器周期的末端花费几个更多的时钟周期。 外部提示请求 停止正常的指令处理顺序往往是必要的。一种外部提示请求是复位请求。在不可恢复故障的情况下，计算机系统可要求自身复位。这带来的影响是初始化系统中所有重要寄存器，并从标志存储单元通常是0单元开始执行指令。 在正常事件过程中更通常的启动服务是中断请求。来自外部设备的一个中断请求信号可使CPU立即执行实施必要动作的服务子程序。当完成服务子程序后，处理器将从最初被中断的地方继续执行。P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文第三

21、部分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能 第三种类型的输入是总线请求，或直接存储器寻址请求。有一个终端接口来存储正文的所有特征，直到接到一个“回车”。然后，接口请求使用系统总线，此时，数据以尽可快的速度被传递给存储器。这种方式下，处理器仅变为停止，直到传递完成。总线总线 总线是计算机系统最重要的通信系统。在CPU控制下，一个数据源设备和一个数据目的设备被允许在短时传输下连接到总线上。 外部处理器总线内部处理器总线通过位于微处理器集成电路上的一组总线缓冲区连接到外部处理器总线上。 系统总线 微计算机板能够通过一个连接器与外部系统总线相联而能与其他板进行通信。P3U1A Compu

22、ter Structure and Function 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能计算机的结构与功能计算机输入和输出计算机输入和输出 CPU外部的一组寄存器是与输入/输出系统有关的。I/O系统在接口处利用控制、地址、数据线通过I/O寄存器来与外部处理器总线连接。有两种方法用于寻址I/O寄存器。 第一种方法，称为I/O映射的输入/输出，操作码本身有专门的I/O指令，寻址在接口中称为I/O口的标号寄存器。 第二种寻址I/O寄存器的方法给出了位于CPU寻址寄存器范围内的I/O口地址。这叫做存储器映射的I/O。当然，没有任何存储器单元在同一寻址下作I/O单元。 存储器

23、映射方法的益处之一是存储器寻址方式的全部范围可用于I/O寄存器寻址。P3U1B Fundamentals of Computer and Networks 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文B 计算机与网络基计算机与网络基础础B 计算机与网络基础1.课文内容简介：主要介绍计算机原理中计算机系统组成、操作系统的作用与功能、计算机网络的基本概念等内容。 2.温习计算机原理中有关操作系统、网络通讯方面的内容。 3. 生词与短语P3U1B Fundamentals of Computer and Networks 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文B 计算机与网络基计算机与网络基础础vst

24、ored program 存储程序vinput device 输入设备voutput device 输出设备vprimary storage (memory) 主存储器vsecondary storage (memory) 辅助存储器varithmetic-logic unit 算术逻辑部件vworkstation n. 工作站vmagnetic tape drive 磁带机vdisplay screen 显示屏vperipheral n. 外围设备，外设vschedule v. 调度P3U1B Fundamentals of Computer and Networks 第三部分第一单元课文第

25、三部分第一单元课文B 计算机与网络基计算机与网络基础础velectronic messages (mail) 电子信息，邮件vlocal communication networks 局域网vshared resource 共享资源vproliferate v. 激增vPSDN 公共交换数据网vprivate LAN 专用局域网virrespective adj. 不考虑的vattached adj. 附加的vprotocol n. 协议vunderlying adj. 根本的P3U1B Fundamentals of Computer and Networks 第三部分第一单元课文第三部分第

26、一单元课文B 计算机与网络基计算机与网络基础础4. 难句翻译1 Some INPUT DEVICES allow direct human/machine communication, while some first require data to be recorded on an input medium such as a magnetizable material. 有些输入设备允许直接的人机对话，而有些输入设备则需要先将数据存储在诸如磁性材料等输入介质上。 由while连接的并列复合句，有转折的意思，译成“而”、“可是”等。2 connected directly to (or O

27、NLINE to) a computer online与“直接连接”的概念不同，前者是“联机”，此处是指工作站键盘与主机连在一起工作，后者是指“物理连接”。3 Similarly, at a local level within, say, a single building 句中的say是“比如说”的意思。5. 参考译文P3U1B Fundamentals of Computer and Networks 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文B 计算机与网络基计算机与网络基础础B 计算机与网络基础计算机与网络基础计算机系统的组成计算机系统的组成 在说明了什么是计算机之后，让我们在来看一下

28、计算机的定义：计算机是一种能接收、存储和处理数据，并能产生输出结果的快速、精确的符号加工系统，这一系统是在存储指令程序控制下工作的。本文说明为什么计算机是一个系统以及计算机是如何组成的。系统的主要部件包括输入设备、处理机和输出设备。现在详细介绍每一部件。 输入设备输入设备计算机系统使用多种输入设备。其中有些输入设备直接进行人机通信，另一些则首先要求把数据记录在诸如磁性材料那样的输入介质上。常用的是读取以磁化方式记录在专门涂敷的塑料带或软盘上的数据的输入设备。直接输入设备有与计算机的工作站直接连接或在线连接的键盘，以及鼠标器、输入器、触摸式屏幕和话筒等。不论使用哪种设备，所有这些都是人与计算机系

29、统之间的解释和通信的部件。P3U1B Fundamentals of Computer and Networks 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文B 计算机与网络基计算机与网络基础础 中央处理机中央处理机中央处理机（CPU）是计算机系统的核心。一台典型计算机的CPU由三部分组成：主存储器部分、算术逻辑部分和控制部分。不仅个人计算机如此，各种规模的计算机的CPU都有这三部分。 输出设备输出设备与输入设备类似，输出设备也是人与计算机系统之间的解释和通信的设备。输出设备从CPU中取出机器代码形式的结果，然后将其转换成（a）人们可读的形式（例如打印或显示报告）或（b）另一处理周期的机器输入。

30、在个人计算机系统中，常用的输出设备是显示屏和台式打印机。比较大型的计算机系统通常要配备更大、更快的打印机，多台在线工作站和磁带机。 有时也将输入/输出设备和辅助存储器称为外围设备，这是因为这些设备不属于CPU，但又位于CPU附近。P3U1B Fundamentals of Computer and Networks 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文B 计算机与网络基计算机与网络基础础操作系统操作系统 操作系统朝着两个主要目标已发展了三十多年。第一，为程序的开发和执行提供了一个方便的环境。第二，操作系统试图通过对计算任务的调度以确保计算系统的良好性能。 操作系统必须确保计算机系统的正确操

31、作。为避免用户程序影响系统的正常操作，对硬件进行修改以建立两种方式：用户方式和监控方式。各种指令（如I/O指令，HALT指令）被赋予特权，只能在监控方式中执行。监控程序存放在内存，同样业应避免用户对其修改。另外采用一个时钟避免无限循环。这样，一旦基本的计算机系统发生了变动（两种方式，特权指令，存储器保护，时钟中断），仍有可能写出正确的操作系统。 正如我们前面所说，操作系统对于生产它们的厂家及其运行的硬件环境通常是唯一的。一般，安装一台新计算机的同时购买了与该硬件相应的操作系统。用户需要有效地支持其处理任务的可靠操作软件。P3U1B Fundamentals of Computer and Ne

32、tworks 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文B 计算机与网络基计算机与网络基础础 尽管各厂家的操作软件各不相同，但都具有类似的性能。现代硬件系统，由于其复杂性，需要有操作系统来满足某些特定的标准。例如，考虑到该领域的现状，操作系统应支持某种形式的联机处理。通常，与操作软件相关的功能有： 作业管理； 资源管理； I/O操作控制； 错误恢复； 存储器管理计算机网络计算机网络 分布式计算机系统间需要进行通信有许多原因，例如在一个国家内，处于各地的计算机使用公共通信设施交换电子信息（邮件），从一个计算机向另一个计算机传送文件。 P3U1B Fundamentals of Computer a

33、nd Networks 第三部分第一单元课文第三部分第一单元课文B 计算机与网络基计算机与网络基础础 同样，在一个局部区域内，例如在一个大楼或机关内，分布式的计算机工作站间使用局部通信网络访问昂贵的共享资源，例如打印机、复印机、磁盘和磁带等，这些设备也由计算机管理。很明显，随着基于计算机的产品和相应的公共和局部通信网络的激增，计算机计算机通信也将得到迅速的发展，最终将在分布式系统中占统治地位。 虽然相互通信的计算机间的实际距离因应用类型不同有很大变化，但一般来讲，任何一个计算机通信网络的核心数据通信设备，这些设备可以是PSTN，专用LAN或很多这种网络的互联系统。但是如果不考虑数据通信设备的类

34、型，那么为处理相应的与网络有关的协议，需在联网的计算机上配备很多硬件和软件。一般来讲这些都与跨网通信信道的建立，与通过该信道的信息流控制有关。提供这种设备仅是网络要求的一部分，但是在很多应用中，通信的计算机类型可以不同。这表面它们可以使用不同的编程语言，而更重要的是可以使用不同的操作系统，因而用户应用程序（通常叫做应用处理程序或AP）与基本通信服务程序之间的接口也不同。例如，一台计算机可能是小型单用户机，而另一台可能是大型多用户系统。自动化专业英语教程自动化专业英语教程教学课件July 28, 2007P3U2A Interfaces to External Signals and Devic

35、es 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文A 外部信号与设备的接外部信号与设备的接口口A 外部信号与设备的接口1.课文内容简介：主要介绍计算机控制技术中接口的概念和作用、并行输入接口、并行输出接口、数模转换接口、模拟数字转换接口等内容。 2.温习计算机控制技术中有关A/D、D/A、PIO板卡的内容。 3. 生词与短语P3U2A Interfaces to External Signals and Devices 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文A 外部信号与设备的接外部信号与设备的接口口vautonomous adj. 自治的vbus-compatible adj. 总线兼容的vt

36、emporal adj. 暂时的vhandshaking n. 握手vdirect memory access (DMA) 直接存储器访问vstrobe v. 选通，发选通脉冲vpoll v. 登记，通信，定时询问vlatch v. 抓住，占有；n. 寄存器vfull-scall adj. 满量程的vmost-significant bit (MSB) 最高有效位P3U2A Interfaces to External Signals and Devices 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文A 外部信号与设备的接外部信号与设备的接口口vleast-significant bit (LS

37、B) 最低有效位vresolution n. 分辨率vslew rate 转换速度vsample v. 采样vsuccessive approximation 逐次逼近vdual slop 双积分vflash converter 闪速转换器vsample-and-hold n. 采样保持vspectrum n. （光）谱，领域，范围vmultiplexer n. 多路器（开关）P3U2A Interfaces to External Signals and Devices 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文A 外部信号与设备的接外部信号与设备的接口口4. 难句翻译1 In this in

38、terface, there is a “tristate” buffer which when it is enabled will force the processor bus to have the same binary value as the external data lines. 在这种接口中，有一个三态缓冲器，它能迫使处理器总线与外部数据线有相同的二进制值。2 Ui is then removed and a known negative constant reference voltage U is integrated which produces a ramp dow

39、n. 然后去掉Ui，对一个已知的负常数参考电压U积分以产生一个下降的斜坡。5. 参考译文P3U2A Interfaces to External Signals and Devices 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文A 外部信号与设备的接外部信号与设备的接口口A 外部信号与设备的接口外部信号与设备的接口概述概述 系统总线上的信号以非常有序的顺序发生。每个信号以事件的特定顺序来启动并在一固定时间后或被另外时间的顺序而终止。在仅有存储器和微处理器的系统中，由微处理器直接启动总线事件。 独立的外部设备和无总线兼容的信号以及与系统总线信号无时态关系的信号都不能直接连到系统总线上。系统总线通信

40、是通过输入/输出接口来完成的。输入/输出接口的主要作用是协调处理器与外部设备之间的数据传输，以及转换为处理器可识别形式的数据。接口的其他作用可提供电隔离、噪声抑制、临时数据存储或数据格式转换。 有几种类型的接口，例如并行输入/输出、数字模拟转换、模拟数字转换、实时时钟、直接存储器访问，都是常用的。这里，我们仅限于讨论并行I/O和A/D及D/A。P3U2A Interfaces to External Signals and Devices 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文A 外部信号与设备的接外部信号与设备的接口口并行输入接口并行输入接口 术语“输入”和“输出”通常指CPU和CPU的输

41、出。如图3-2A-1所示的一个简单接口的标准图。输入接口仅受处理器控制。无论何时处理器寻址输入口，外部数据总线上的数据被允许放到处理器数据总线上，并且当CPU把数据放到总线上时，这一数据是可用的。 在这种接口中，有一个三态缓冲器，它能迫使处理器总线与外部数据线有相同的二进制值。当在不允许状态时，缓冲器输出进入高阻“第三态”，它能从总线上有效地移开数据线，允许其他数据利用系统总线。 缓冲区 控制 逻辑 Enable 数据 N 位 地址 数据 控制 N 位 处理器 接口 外围设备 缓冲区 控制寄存器 和逻辑寄存器 状态寄存器 接口 Enable 选通 D Q C 设置标志 可得数据 接受数据 忙

42、数据 N 数据 控制 地址 外围设备 处理器 图3-2A-1 简单的并行输入接口图 3-2A-2 带有寄存器的并行输入接口P3U2A Interfaces to External Signals and Devices 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文A 外部信号与设备的接外部信号与设备的接口口 在某些情况下，同步交换信号的使用是必要的，如图3-2A-2。当数据可用时，外设使可用数据线求反，且数据存在接口内。同时，在状态寄存器中设定“准备好”标志以指示给CPU数据可使用。为了了解这一点，CPU必须连续查询接口（读状态寄存器），最终锁存数据。 输入任务也可由DMA（直接存储器寻址）I/O

43、来实现。并行输出接口并行输出接口 输入与输出接口的一个区别是输出接口必须有个数据寄存器，因为在CPU数据总线上，处理器数据仅在很短的时间内是一个常数。图3-2A-3所示为一简单接口形式，无论何时CPU发布接口数据寄存器的正确地址并完成一个“写”操作，便可接收数据。锁存后，数据可用于外部世界。P3U2A Interfaces to External Signals and Devices 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文A 外部信号与设备的接外部信号与设备的接口口数模转换接口数模转换接口 图3-2A-4所示的数字模拟转换器是用于产生一个模拟电压和电流，在给定的“满标度”范围内，与二进制数

44、字成比例。 接口 b7 .b0 D/A N=8 处理器 外部 数据 地址 控制 模 拟 信号 数据寄存器 B 选 择 编码 类型 ， 例如，直接二进制码 选 择 满 量 程 电压，例如 1V 图3-2A-4 数模转换器P3U2A Interfaces to External Signals and Devices 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文A 外部信号与设备的接外部信号与设备的接口口 模拟电压的数字表示直接二进制表示，任何一个数字值的输出电压可从下式得到： Vout = VFS(b72-1 + +b02-8) 对于偏移二进制，例如在-1和+1V电压之间可获得一个双极型输出。 双补

45、码表示极性输出的另一种方法是用双补码数。如果最高有效位表示一个符号，那么最高正数为01111111，最高负数为10000000。 其他可能的表示是二进制码十进制和加号大小。也有几种可生产的可选跨接模拟电压范围。最常用的电压为5/10，5/12或10/24V。 根据数字表示和可用的满标度电压，D/A转换器的说明书应至少给出它的1.分辨率；2.转换速率；3.稳定时间；4.线性化；5.增益和偏移的温度系数。P3U2A Interfaces to External Signals and Devices 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文A 外部信号与设备的接外部信号与设备的接口口 模拟数字转换

46、接口模拟数字转换接口 图3-2A-5为一个模拟信号采集系统。它的作用是在特定的瞬时时间，即采样时间对N个模拟输入信道其中之一的电压产生一个数字表示。象在D/A转换器中，希望的数字表示是一个设计参数，其可能根据不同的A/D接口而有所不同（二进制、偏移二进制、双补码）。 AMP AMP 通道地址： log2N 线 采样/ 保持控制 模数(A/D) 转换器 控制和状态 数据 地址 控制 过滤器 过滤器 采样保持 多路器 N 通道 1 N 模拟通道 处理器 图3-2A-5 模拟信号采集系统P3U2A Interfaces to External Signals and Devices 第三部分第二单元

47、课文第三部分第二单元课文A 外部信号与设备的接外部信号与设备的接口口A/D转换器可分为模拟边和数字边。在数字边，设计者必须考虑：1集成电路技术；2逻辑电平和三态能力；3分辨率；4转换速度；5CPU信息交换；6外部控制。在接口的模拟处，设计者必须关注：输入电压范围（产生最大、最小数字值的的模拟电压的差值）；各种不同的误差源；在A/D模拟部分产生的等效输入噪声。 就如同D/A转换器，有一个可能出现的增益和偏移误差及线性误差。这些误差的温度系数也很重要，它们对于总误差的作用应在温度范围内计算出来。P3U2A Interfaces to External Signals and Devices 第三部

48、分第二单元课文第三部分第二单元课文A 外部信号与设备的接外部信号与设备的接口口 逐次逼近型逐次逼近型A/D 应用在A/D转换器结构上有很广泛的技术。最普通的是逐次逼近型转换器。它具有适度速度和适度分辨率的优点。 它的作用：第一次将输入电压与设为满量程A/D参考电压一半的测试电压相比较。利用标准的D/A转换器来得到测试电压。如果第一次比较后，输入电压大于满量程的一半，那么设定最高有效输出位。如果输入电压小于满量程的一半，那么从测试电压中删掉满量程电压的一半，否则电压保持同一值。 下一次，四分之一的满量程参考电压加到测试电压上，将输入电压与测试电压再一次比较，如果输入电压超过测试电压，那么下一个最

49、高有效位被设定，测试电压，第二位设为0，四分之一满量程参考电压被删除。 这一过程逐次以更小的加权二进制电压重复，直到测试完最低有效位。P3U2A Interfaces to External Signals and Devices 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文A 外部信号与设备的接外部信号与设备的接口口 双积分双积分A/D双积分A/D转换器适于性能频谱的高精度端。这种转换器，在一确定的时间T内，一个未知正输入电压Ui作用在电子集成块上，从0伏开始，产生一个斜比为UiT的正向增长输出电压。然后去掉Ui ，让一个已知的页常数参考电压U积分以产生一个下降的斜坡。从参考电压作用时间的UiT

50、 /U秒后，第二个斜坡通过零点，时间由高速计数器测量；由于T和U是常数，因此计数器保持的值正比于输入电压。例如，如果输入电压等于参考电压U，两个积分时间相等，计数器将设为达到最大值。这种类型的转换器通常为线性的，转换器可达到20位，但转换时间相对长一些。 快速转换器快速转换器 在性能频谱的高速端，并行（快速）转换器可提供大于100MHz的转换率。这由将模拟电压分为2N-1份，通过对每一份来提供内部电压参考来完成。由一串其输出产生二进制输出量的高速比较器将模拟信号立刻与所有参考电压相比较。由于这种A/D所要求的部件的数目和质量的原因，设备更常为8位或小于8位的。快速转换器常常是很贵的。P3U2A

51、 Interfaces to External Signals and Devices 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文A 外部信号与设备的接外部信号与设备的接口口 采样保持电路采样保持电路 模拟转换系统中A/D转换器前面常有一个采样保持电路。在逐次逼近转换器中特别需要一个恒定输入，因为在转换过程中，输入量要与参考量比较几次。 多路器多路器图3-2A-5所示的多路器概念上更象旋转开关，它能在处理器控制下旋转“寻址”任何一个输入通道。对有N个通道的多路器，每个通道都有效。机械开关和固态设备都能构成多路器。多路转换可用不同方法，例如“单端的”和“差分”连接来实现。当是参考地的信号，单端连接

52、很有用。当你对两电压例如应变仪两桥臂电压的差值感兴趣时，差分多路器会很有用的。P3U2B The Applications of Computers 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文B 计算机的应用计算机的应用B 计算机的应用1.课文内容简介：这是一篇介绍计算机应用的综述性文章。文章从科学计算、数据处理、自动控制等九个方面阐述了使用计算机的优越性，通过本篇文章的学习，可使学生从更广泛的层面上理解在现代社会中使用计算机的重要性。 2.查阅计算机控制系统研发、应用方面的文章。 3. 生词与短语P3U2B The Applications of Computers 第三部分第二单元课文第三部

53、分第二单元课文B 计算机的应用计算机的应用vartillery shell 炮弹vcensus n. 人口统计voverwhelming adj. 压倒一切的vretrieve v. 检索vinventory n. 仓库管理vservo control system 伺服控制系统vgroup control system 群控系统vvirtual reality 虚拟现实vcomputer simulation 计算机仿真vprototype n. 原型（机）P3U2B The Applications of Computers 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文B 计算机的应用计算机的

54、应用vcost-effective adj. 性能价格比（高）的viterative adj. 重复的，反复的vinteractive adj. 交互式的vstep motor n. 步进电动机vend effector 终端执行机构vembark v. 从事，着手vauxiliary material 辅助材料vspecification n. （复）规格vmachine tool 机床vfabrication n. 构成，组成，制作vallowance for finish 加工余量P3U2B The Applications of Computers 第三部分第二单元课文第三部分第二单元

55、课文B 计算机的应用计算机的应用vcomprehensive adj. 综合（性）的vreal estate 不动产vasynchronous adj. 异步的vtopology n. 拓朴结构vtransponder n. 发射机应答器vterminal n. 终端（机）vstereotyped adj. 僵化的vAI 人工智能vcomprehensive adj. 综合（性）的vreal estate 不动产vasynchronous adj. 异步的vtopology n. 拓朴结构vtransponder n. 发射机应答器vterminal n. 终端（机）vstereotyped

56、adj. 僵化的P3U2B The Applications of Computers 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文B 计算机的应用计算机的应用4. 难句翻译1 Computer simulation as a powerful analytic tool widely used in scientific research and engineering design demonstrates unrivalled advantages. 作为一种广泛应用于科学研究和工程设计的有力分析工具，计算机仿真显示出无与伦比的优点。2 Data, diagrams, tables, etc

57、. showing its shape, dimension, structure, fabrication and the material it is made from are input as the software requires. 表示产品形状、尺寸、结构、组成和制造材料的数据、图形和表格等将按软件的需求输入。3 The solution to that problem was then based on asynchronous low-speed lines organized in either a star topology with a line dedicated

58、to each terminal, or a tree topology with multidrop lines.P3U2B The Applications of Computers 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文B 计算机的应用计算机的应用 此问题的解决基于异步低速的传输线，其结构可以是每台终端单配一线的星状拓扑结构，也可以是多分支线的树状拓扑结构。 solution、answer、key、guide等词在表示所属关系时用介词to而不用of。5. 参考译文B 计算机的应用计算机的应用 在发达国家，计算机的使用几乎遍及备行各业。这里列举计算机应用的一些例子： 1.科学计算。最早的

59、计算机就是为作科学计算而创造出来的，计算涉及复杂的高难的数学或消耗时间的、令人厌烦的、重复性的数值计算。例如，计算炮弹的轨迹要求在几秒钟内解一组微分方程，设计一座大坝涉及解包含数百个变量的联立代数方程组可能要耗费数学家几年的时间，但计算机程序可以在几小时内完成此计算。P3U2B The Applications of Computers 第三部分第二单元课文第三部分第二单元课文B 计算机的应用计算机的应用 2.数据处理。数据处理。计算机已被广泛地用于数据处理，例如，会计，统计，人口调查。涉及的计算非常简单加，减，乘和除，但数据量极大，超出人类的能力和耐心的限度。数据库产品如Lotus-1，2，

60、3给使用者提供正式的数据结构，用来对数据作分类，归类，贮存，选取，检索。安装了数据库软件，计算机就能处理数据，令使用者满意。 3.自动控制。自动控制。以前，只有那些有专门技能和知识的人才可以做的事，例如，控制生产过程，操纵机器，检验产品质量，管理生产计划，管理库存，等等，现在都可由计算机来接管，全都实现自动化，效率和精度都高。NC(数字控制)系统，PID控制系统，伺服控制系统，群控控制系统，最优控制和自适应控制系统中，计算机作为中央控制单元把自动控制过程涉及的一切计算都接管过去，而且为系统中的所有的其他工作单元规定时刻表。CIMS(计算机集成制造系统)不仅包含生产控制系统，还有生产计划和管理系