实验5-指导书-CPU综合实验
实验五CPU综合实验
匹配课程代码及名称：070023 计算机组成原理
适用专业及本项目实验学时：计算机科学与技术3学时
实验时间：2016-6-1 实验类型：综合型
一、实验目的及要求
(1)掌握运算器的基本结构与基本功能。
(2)掌握控制器的基本结构与基本原理。
(3)掌握运算器与控制器的信号连接。
(4)掌握简单CPU的调试过程。
(5)掌握简单CPU的功能测试方法。
二、实验内容
图1给出了CPU综合实验电路的结构框图，图中虚线框外电路由实验箱提供，虚线框内电路需自行设计并下载到ispLSI1032E中。
1、结构及信号索引
CPU综合实验电路由微程序控制器和运算器构成，其中，微程序控制器由μPC、ROM2、ROM1和μIR构成，而运算器由三个寄存器R0、R1、R2、移位器和加法器等构成，将运算器的各部分组装在一起便构成了ALU算术逻辑运算部件。
按图1所示将微程序控制器和ALU连接在一起构成CPU。图中ROM2#和ROM1#为控制存储器，容量均为256×8，用于存储微指令。μPC为微程序计数器，为ROM2#和ROM1#提供地址信号A7~A0，用来指定微指令的存储地址。ALU为算术逻辑运算单元，其中，a3~a0和b3~b0分别为两个操作数，CPR0和CPR1分别为寄存器R0和R1的打入脉冲，用于暂存两个操作数，LM、DM和RM分别为左移、直送和右移的控制信号，CPR2为寄存器R2的打入脉冲，用于暂存ALU的运算结果，另外，C0为低位来的进位信号，μRD为ROM2#和ROM1#的读信号，高电平有效，而CPμIR为微指令寄存器μIR的打入脉冲。
图1 CPU综合实验结构框图
2、微指令格式或微程序编制
微指令格式分为两部分，如下图2所示，其中前面部分μIR15~μIR12可设置数据，后面部分μIR7~μIR0可确定微命令。如：需要CPR0脉冲，该位设为1，否则
设为0，备用位（μIR11~μIR8、μIR0）设为0。
图2微指令格式
三、实验条件及设备要求
(1)设备：JYS计算机组成原理实验系统、联想台式计算机
(2)操作系统：Windows XP
(3)软件：ispLEVER 3.0、ispVM System 17.4
四、实验实施步骤
（一）CPU的层次化设计
要求设计一个由算术逻辑运算单元ALU和微程序控制器构成的中央处理器CPU，其中微程序控制器由μPC微程序计数器和控制存储器ROM2#、ROM1#构成，μPC微程序计数器在实验三中已设计完成，ALU在实验二中已设计完成。
1、建立新项目
启动ispLEVER，进入项目管理器ispLEVER Project Navigator，在D盘新建test5文件夹中新建项目cpu.syn。
2、选择器件
在项目管理器中，双击ispLSI5256VE-165LF256项进入器件选择窗口，选择ispLSI1032E-70LJ84I，单击“OK”返回项目管理器。
3、原理图输入
调用实验二完成的ALU元件符号、实验三完成的μPC元件符号及门电路按图1所示完成连线。
4、管脚定义
将ALU的输入数据a3-a0依次定义在引脚41-38上。CPR0、CPR1、CPR2依次定义在引脚52-50上。LM、DM、RM、C0依次定义在引脚49-46上。
P脉冲定义在引脚73上。Q3-Q0依次定义在引脚79-76上。
5、文件编译、适配和下载
将实验系统中的模式开关（K23）置于统调模式，进行原理图编译和设计适配，无误后完成下载。
（二）编制微程序
【例】编写一个0110+1000的微程序。
寄存器分配：0110送R0，1000送R1，结果送R2，则0110+1000对应的微操作和微指令如下表1所示。
表1 0110+1000对应的微操作和微指令
序号操作微指令说明
1 0110-->R0 60 80H 存入控制存储器ROM2#、ROM1#的1号单元
2 1000-->R1 80 40H 存入控制存储器ROM2#、ROM1#的2号单元
3 R0+R1-->R2 00 28H 存入控制存储器ROM2#、ROM1#的4号单元
（三）写入微程序
将模式开关置分调，将下表2所示微程序写入ROM2#、ROM1#中，从1#单元开始写入，写入完成后读出并查看是否有错，若有错改之。
表2微程序
微指令编号单元地址ROM2# ROM1#
1 1# 60H 80H
2 2# 80H 40H
3 4# 00H 28H
（四）读出并执行微指令
1、将实验系统中的模式开关（K23）置于统调模式。
2、按RET2复位键，清μPC为0，μPC指向1号单元。
3、微指令的高8位出现在μIR15-8(41-34)上，并由L15~L8指示。微指
令的低8位出现在μIR7-0（52-45）上，并由L7~L0指示。每按一次单脉冲键，便读出并执行一条微指令，按3次单脉冲键，微程序执行完毕。运算结果存放在R2中，并用LED3-0指示。检查微指令的执行情况，直至结束。
可自行编制多种多样的微程序来完成各种操作。
【例】2×（R0＋R1）-->R2；或1/2（R0＋R1）-->R2；
六、实验报告要求
实验报告中需包含实验目的、实验设备、实验内容、实验步骤、实验结论。七、实验成绩评定办法
主要评分点：实验态度、实验过程、分析和解决问题的能力、实验结果。
第5章中央处理器(考研组成原理)
5.1.2习题精选 一、单项选择题 1．【2011年计算机联考真题】 某机器有一个标志寄存器，其中有进位／借位标志CF 、零标志ZF 、符号标志SF 和溢出标志OF ，条件转移指令bgt （无符号整数比较大子时转移）的转移条件是( )。 A ．CF+OF=l B ． SF ——+ZF=1 C ． CF+ZF —————=1 D ．CF+SF ————— =1 2．【2010年计算机真题】 下列寄存器中，汇编语言程序员可见的是( )。 A ．储器地址寄存器(MAR) B ．程序计数器(PC) C ．存储区数据寄存器(MDR) D ．指令寄存器(IR) 3．下列部件不属于控制器的是( )。 A ．指令寄存器 B ．程序计数器 C ．程序状态字 D ．时序电路 4．通用寄存器是( )。 A ．可存放指令的寄存器 B ．可存放程序状态字的寄存器 C ．本身具有计数逻辑与移位逻辑的寄存器 D ．可编程指定多种功能的寄存器 5．CPU 中保存当前正在执行指令的寄存器是( )。 A ．指令寄存器 B ．指令译码器 C ．数据寄存器 D ．地址寄存器 6．在CPU 中，跟踪后继指令地址的寄存器是( )。 A ．指令寄存器 B ．程序计数器 C ．地址寄存器 D ．状态寄存器 7．条件转移指令执行时所依据的条件来自( )。 A ．指令寄存器 B ．标志寄存器 C ．程厣计数器 D ．地址寄存器 8．所谓n 位的CPU ，这里的n 是指( )。 A ．地址总线线数 B ．数据总线线数 C ．控制总线线数 D ． I/O 线数 9．在CPU 的寄存器中，( )对用户是透明的。 A ．程序计数器 B ．状态寄存器 C ．指令寄存器 D ．通用寄存器 10．程序计数器(PC)属于( )。 A ．运算器 B ．控制器 C ．存储器 D ． ALU 11．下面有关程序计数器(PC)的叙述中，错误的是( )。 A ． PC 中总是存放指令地址 B ．P C 的值由CPU 在执行指令过程中进行修改 C ．转移指令时，PC 的值总是修改为转移目标指令的地址 D ． PC 的位数一般和存储器地址寄存器(MAR)的位数一样 12．在一条无条件跳转指令的指令周期内，PC 的值被修改( )次。 A ．1 B ．2 C ．3 D ．无法确定
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实验一单相变压器 一、实验目的 1、通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。 2、通过负载实验测取变压器的运行特性。 二、预习要点 1、变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压一般加在哪一方较合适？ 2、在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？ 3、如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。 三、实验项目 1、空载实验 测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cosφ0=f(U0)。 2、短路实验 测取短路特性U K=f(I K)，P K=f(I K), cosφK=f(I K)。 3、负载实验 （1）纯电阻负载 保持U1=U N，cosφ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。 （2）阻感性负载 保持U1=U N，cosφ2=0.8的条件下，测取U2=f(I2)。 四、实验方法 1、实验设备
图1-1 空载实验接线图 2、空载实验 1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图1-1接线。被测变压器选用三相组式变压器DJ11中的一只作为单相变压器，其额定容量 P N =77W ，U 1N /U 2N =220/55V ，I 1N /I 2N =0.35/1.4A 。变压器的低压线圈a 、x 接电源，高压线圈A 、X 开路。 2）选好所有电表量程。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，即将其调到输出电压为零的位置。 3）合上交流电源总开关，按下“开”按钮，便接通了三相交流电源。调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压U 0=1.2U N ，然后逐次降低电源电压，在1.2～0.2U N 的范围内，测取变压器的U 0、I 0、P 0。 4）测取数据时，U=U N 点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。记录于表1-1中。 5）为了计算变压器的变比，在U N 以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表1-1中。
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华中数控综合实验台实验指导书 数控机床电气控制 实验指导书 张冉 唐山工业职业技术学院 实验一数控综合实验台的部件认识实验 一实验目的 1了解数控机床的加工过程控制原理 2认识数控综合实验台部件组成掌握各部分的主要作用 3理解数控机床电气控制系统的组成以及控制原理 二实验内容 认识HED-21S数控综合实验台的数控装置伺服系统电动刀架低压电器以及其他组成部件 三仪器设备 HED-21S数控综合实验台一台 四实验步骤 1认识实验台的数控装置 型号世纪星HNC-21TF车床数控装置武汉华中数控股份有限公司 操作面板显示区NC键盘区机床控制面板区 作用数控机床的大脑发出控制信号 华中世纪星HNC-21数控装置的接口定义 XSl 电源接口 XS2 外接 PC 键盘接 XS3 以太网接口 XS4 软驱接口 XS5 RS232 接口 XS6 扩展 I ／ 0 板接口 XS8 手持单元接口 XS9 主轴控制接口
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实验5 某地区的遥感影像分类 1.实验目的和要求 a)了解非监督分类和监督分类的原理和背景知识； b)掌握非监督分类和监督分类的过程和方法； c)了解并掌握监督分类中的样本训练方法、分类决策规则和分类结果评估 方法； d)能够利用非监督分类和监督分类技术提取某一研究区土地覆盖类型（植 被、水体、建筑用地、裸地等），并计算各地类的面积、覆盖率等指标。 2.实验设备和数据 a)实验设备：高性能计算机；Erdas Imagine遥感图像处理软件 b)实验数据：Landsat TM数据 3.实验内容 a)分析、认识研究区域Landsat TM数据基本地物类型，建立分类体系； b)根据分类体系，利用非监督分类方法对研究区域Landsat TM数据进行分 类； c)根据分类体系，利用监督分类方法完成研究区域Landsat TM数据分类及 分类结果评价； d)对比非监督分类和监督分类结果的差异，并分析原因。 4.实验步骤参考 1.分类过程 在Erdas Imagine主菜单中选择Classifier，在其下拉菜单中选择Unsupervised Classification，利用其弹出对话框完成非监督分类； Signature Editor——样本编辑器 Unsupervised Classification——非监督分类
输出分类文件输出样本文件 分类数 收敛域值 注意问题：实际工作中常将分类数目取为最终分类数目的两倍；收敛域值是指两次分类结果相比保持不变的像原所占最大百分比。 2 、分类评价（Evaluate Classification ） 打开新的窗口，同时导入非监督分类后的图和原始分类影像；在视窗工具条 标，弹出Raster Attribute Editor对话框，如下图：
电机学实验三(一)(1)
肇庆学院 电子信息与机电工程学院电机学实验报告 13级电气2班姓名：梁智健学号：201324122202指导老师：肖奇军实验地点：后山金工楼2楼电工实验室 实验日期:2015年12月15日 实验三：三相鼠笼异步电动机的工作特性 一、实验目的 1、掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。 2、用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。 3、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。 二、预习要点 1、异步电动机的工作特性指哪些特性？ 2、异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？ 3、工作特性和参数的测定方法。 三、实验项目 1、测量定子绕组的冷态电阻。 2、判定定子绕组的首末端. 四、实验方法 1、实验设备
2、屏上挂件排列顺序 D33、D32、D34-3、D31、D42、D51 3、测量定子绕组的冷态直流电阻。 将电机在室内放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度。当所测温度与冷却介质温度之差不超过2K时，即为实际冷态。记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻，此阻值即为冷态直流电阻。 (1) 伏安法 测量线路图为图3-1。直流电源用主控屏上电枢电源，可先调到50V输出电压。开关S1、S2选用D51挂箱，R用D42挂箱上1800Ω可调电阻。 图3-1 三相交流绕组电阻测定 量程的选择：测量时通过的测量电流应小于额定电流的20%，约小于60毫安，因而直流电流表的量程用200mA档。三相鼠笼式异步电动机定子一相绕组的电阻约为50Ω，因而当流过的电流为60毫安时二端电压约为3伏，所以直流电压表量程用20V 档。 按图3-1接线。把R调至最大位置，合上开关S1，调节直流电源及R阻值使试验电流不超过电机额定电流的20%，以防因试验电流过大而引起绕组的温度上升，读取电流值，再接通开关S2读取电压值。读完后，先打开开关S2，再打开开关S1。 调节R使A表分别为50mA，40mA，30mA测取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，记录于表3-2中。
换热器综合实验台定稿版
换热器综合实验台 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
换热器综合实验台 实验指导书 换热器性能实验主要对应用较广的间壁式换热器中的三种换热器—套管式换热器、螺旋板式换热器和列管式换热器进行其性能的测试.其中,对套管式换热器和螺旋板式换热器可以进行顺流和逆流两种流动方式的性能测试,而列管式换热器只进行一种流动方式的性能测试. 换热器性能实验的内容主要为测定换热器的总传热系数、对数传热温差和热平衡误差等,并就不同换热器、不同两种流动方式、不同工况的传热情况和性能进行比较和分析. 一、实验目的 1、熟悉换热器性能的测试方法； 2、了解套管式换热器、螺旋板式换热器和列管式换热器的结构特点及其性能的差 别； 3、加深对顺流和逆流两种流动方式换热器换热能力差别的认识； 4、绘制换热器传热性能曲线 二、实验装置 实验装置采用(换热器综合实验台),其流程图如图1所示.换热形式为热水-冷水换热.
热水加热采用电加热式（可调节加热功率），冷水为循环用水（可外接自来水），顺逆流的换向阀及各种换热器的切换均采用电控阀门控制，冷、热流体的进出口温度采用温度数显仪，可以通过琴键开关来切换测温点。 三、实验操作 1、实验前准备 ①熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能。 ②更换并安装好需要测试的换热器。 ③按顺流（或逆流）方式调整冷流换向阀门组和各阀门的开或闭。 ④冷、热水箱充水。 2、进行实验 ①接通电源，启动冷水泵和热水泵（为了提高热水温升速度，可先不启动冷水 泵），并调节好合适的流量。 ②调整控温仪，使其能使加热水温控制在80℃以下的某一指定温度。 ③将热水箱的手动和自动电加热器均送电投入使用。 ④待自动电加热器第一次动作之后，切断手动电加热器开关。此后，加热系统进 入自动控温状态。 ⑤利用温度测点选择琴键开关和温度数显仪，观测和检查换热器冷、热流体的进 出口温度。
第五章中央处理器习题参考答案1
1．请在括号内填入适当答案。在CPU中： (1) 保存当前正在执行的指令的寄存器是（指令寄存器IR）； (2) 保存当前正要执行的指令地址的寄存器是(程序计数器PC)； (3) 算术逻辑运算结果通常放在（通用寄存器）和（数据缓冲寄存器DR）。 2．参见下图（课本P166图5.15）的数据通路。画出存数指令"STA R1 ，(R2)"的指令周期流程图，其含义是将寄存器R1的内容传送至（R2）为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。 解："STA R1 ，(R2)"指令是一条存数指令，其指令周期流程图如下图所示：
3．参见课本P166图5.15的数据通路，画出取数指令"LDA（R3），RO"的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址的主存单元的内容取至寄存器R0中，标出各微操作控制信号序列。 5．如果在一个CPU周期中要产生3个脉冲 T1 = 200ns ,T2 = 400ns ,T3 = 200ns,试画出时序产生器逻辑图。 解：节拍脉冲T1，T2，T3的宽度实际等于时钟脉冲的周期或是它的倍数，此时T1= T3=200ns ，T2 = 400 ns ，所以主脉冲源的频率应为 f = 1 / T1 =5MHZ 。为了消除节拍脉冲上的毛刺，环 型脉冲发生器可采用移位寄存器形式。下图画出了题目要求的逻辑电路图和时序信号关系。根据关 系，节拍脉冲T1，T2，T3 的逻辑表达式如下： T1 = C1·， T2 = ， T3 = 6．假设某机器有80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指
令公用的。已知微指令长度为32位，请估算控制存储器容量。 解：微指令条数为：（4-1）×80+1=241条 取控存容量为：256×32位=1KB 7. 某ALU器件使用模式控制码M，S3，S2，S1，C来控制执行不同的算术运算和逻辑操作。 下表列出各条指令所要求的模式控制码，其中y为二进制变量，F为0或1任选。 试以指令码（A，B，H，D，E，F，G）为输入变量，写出控制参数M，S3，S2，S1，C的逻辑表达式。 解： M=G S3=H+D+F S2=1 C=H+D+(E+F)y 8．某机有8条微指令I1-I8，每条微指令所包含的微命令控制信号如下表所示。 a-j分别对应10种不同性质的微命令信号。假设一条微指令的控制字段为8位，请安排微指令的控制字段格式。 解：经分析，（e ,f ,h）和（b, i, j）可分别组成两个小组或两个字段，然后进行译码，可得六个 微命令信号，剩下的a, c, d, g 四个微命令信号可进行直接控制，其整个控制字段组成如
树木学实验指导书(5个实验)
树木学实验指导书 树木学课程组编 2010年3月
树木学实验工作守则 一、实验室内一切仪器设备、实验桌椅及实验材料，未经许可，不得任意搬动或取走。 二、爱护和保管好实验用具、腊叶标本，按规定的操作规程进行实验。 三、保持实验室安静清洁的良好工作环境，不许大声谈笑，不可乱丢纸屑废物。 四、课前必须预习本实验指导书，实验过程中应独立思考，独立操作，按时完成作业，不得抄袭。 五、实验课须自备文具、笔记、参考书及实验报告纸。必须遵守上课时间，不得无故缺席。
实验一裸子植物常见代表科的观察 裸子植物是一类没有真正的花和果实，而以种子进行繁殖的木本维管束植物，其主要特征是形成裸露的种子，不形成果实。 一、目的： 通过松柏纲松科（Pinaceae），杉科（Taxodiaceae），柏科（Cupressacear）各科球花，球果的观察，进一步明确裸子植物的主要特征，掌握松、杉、柏各科的分类特征。 二、材料与用具 马尾松Pinus massoniana的雌雄球花和球果 杉木Cunninghamia lancata的雌雄球花和球果 柏木Cupressus funebris的雌雄球花和球果 实验用具：连续变倍体视显微镜Motic SMZ-140、刀片、解剖针、培养皿、镊子。 教师所用示范设备： 1. 数码体视显微镜Motic DM143 用于操作示范。 2. 数码显微镜Motic DMB5-223IPL 用于示范裸子植物花药切片。 三、操作与观察 球花指的是裸子植物孢子叶的集结物，亦称孢子叶球，松柏纲植物是孢子异型的，小孢子叶集结成单独的小孢子叶球即雄球花。 1、马尾松球花、球果的观察 我们将首先看到一群数目很多的小孢子叶球(雌球花)紧密地着生（旋生）在春枝（当年生枝）的基部，而带红色的大孢子叶球（雌球花）则是单独或成对或三个在一起地着生于幼枝顶端，在松树上发育的小孢子叶球要比大孢子叶球多得多，在春末4-5月，小孢子叶球执行传粉功能后，就脱落了。相反地，大孢子叶球并不脱落，而在传粉后的1-2年内继续发育，逐渐变成结有种子的球果。 取一个马尾松的小孢子叶球（雄球花）来观察它的结构：为了这一点，用镊子把一个雄球花从复孢子叶球中取出来，置于双筒体视镜下观察，可以看到，它具有一个短的梗，小孢子叶象紧密的螺旋一样着生于球花轴上，用针将一些小孢子叶从雄球花中挑出，适当加大放大倍数，可观察到，它们的形状象扁平的小叶。其宽的外缘稍微向上弯曲，称之为药鳞，在每个小孢子叶表面，可看到两个大型的凸出的囊（纵向排列着），这是小孢子囊，亦称花粉
电机学实验指导书(12课时)
实验中所用电机铭牌数据一览表
DDSZ-1型电机及电气技术实验装置交流及直流电源操作说明 实验中开启及关闭电源都在控制屏上操作。 ?开启三相交流电源的步骤为： 1）开启电源前。要检查控制屏下面“直流电机电源”的“电枢电源”开关（右下角）及“励磁电源”开关（左下角）都须在“关断”的位置。控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮必须在零位，即必须将它向逆时针方向旋转到底。 2）检查无误后开启“电源总开关”，“关”按钮指示灯亮，表示实验装置的进线接到电源，但还不能输出电压。此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。 3）按下“开”按钮，“开”按钮指示灯亮，表示三相交流调压电源输出插孔U、V、W 及N上已接电。实验电路所需的不同大小的交流电压，都可适当旋转调压器旋钮用导线从这三相四线制插孔中取得。输出线电压为0-450V（可调）并可由控制屏上方的三只交流电压表指示。当电压表下面左边的“指示切换”开关拨向“三相电网电压”时，它指示三相电网进线的线电压；当“指示切换”开关拨向“三相调压电压”时，它指示三相四线制插孔U、V、W和N输出端的线电压。 4）实验中如果需要改接线路，必须按下“关”按钮以切断交流电源，保证实验操作安全。实验完毕，还需关断“电源总开关”，并将控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮调回到零位。将“直流电机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关拨回到“关断”位置。 ?开启直流电机电源的操作： 1）直流电源是由交流电源变换而来，开启“直流电机电源”，必须先完成开启交流电源，即开启“电源总开关”并按下“开”按钮。 2）在此之后，接通“励磁电源”开关，可获得约为220V、0.5A不可调的直流电压输出。接通“电枢电源”开关，可获得40～230V、3A可调节的直流电压输出。励磁电源电压及电枢电源电压都可由控制屏下方的1只直流电压表指示。当将该电压表下方的“指示切换”开关拨向“电枢电压”时，指示电枢电源电压，当将它拨向“励磁电压”时，指示励磁电源电压。但在电路上“励磁电源”与“电枢电源”，“直流电机电源”与“交流三相调压电源”都是经过三相多绕组变压器隔离的，可独立使用。 3）“电枢电源”是采用脉宽调制型开关式稳压电源，输入端接有滤波用的大电容，为了不使过大的充电电流损坏电源电路，采用了限流延时的保护电路。所以本电源在开机时，从电枢电源开合闸到直流电压输出约有3～4秒钟的延时，这是正常的。 4）电枢电源设有过压和过流指示告警保护电路。当输出电压出现过压时，会自动切断输出，并告警指示。此时需要恢复电压，必须先将“电压调节”旋钮逆时针旋转调低电压到正常值（约240V以下），再按“过压复位”按钮，即能输出电压。当负载电流过大（即
第五章中央处理器习题参考答案1.请在括号内填入适当答案。在CPU中
第五章中央处理器习题参考答案 1．请在括号内填入适当答案。在CPU中： (1) 保存当前正在执行的指令的寄存器是（指令寄存器IR）； (2) 保存当前正在执行的指令地址的寄存器是(程序计数器AR)； (3) 算术逻辑运算结果通常放在（通用寄存器）和（数据缓冲寄存器DR）。 2．参见下图（课本P166图5.15）的数据通路。画出存数指令"STA R1 ，(R2)"的指令周期流程图，其含义是将寄存器R1的内容传送至（R2）为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。 解："STA R1 ，(R2)"指令是一条存数指令，其指令周期流程图如下图所示：
3．参见课本P166图5.15的数据通路，画出取数指令"LDA（R3），RO"的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址的主存单元的内容取至寄存器R0中，标出各微操作控制信号序列。 5．如果在一个CPU周期中要产生3个脉冲 T1 = 200ns ,T2 = 400ns ,T3 = 200ns,试画时序产生器逻辑图。 解：节拍脉冲T1 ，T2 ，T3 的宽度实际等于时钟脉冲的周期或是它的倍数，此时T1 = T3 =200ns ， T2 = 400 ns ，所以主脉冲源的频率应为 f = 1 / T1 =5MHZ 。为了消除节拍脉冲上的毛刺，环 型脉冲发生器可采用移位寄存器形式。下图画出了题目要求的逻辑电路图和时序信号关系。根据关 系，节拍脉冲T1 ，T2 ，T3 的逻辑表达式如下： T1 = C1·， T2 = ， T3 =
6．假设某机器有80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的。已知微指令长度为32位，请估算控制存储器容量。解：微指令条数为：（4-1）×80+1=241条 取控存容量为：241×32/8=964B 7. 某ALU器件使用模式控制码M，S3，S2，S1，C来控制执行不同的算术运算和逻辑操作。下表列出各条指令所要求的模式控制码，其中y为二进制变量，F 为0或1任选。试以指令码（A，B，H，D，E，F，G）为输入变量，写出控制参数M，S3，S2，S1，C的逻辑表达式。
计算机网络实验上机指导书实验五
计算机网络上机指导书昆明理工大学信自学院
实验五：静态路由实验 【实验目的】 1．了解静态路由的基本原理 2．掌握静态路由的配置流程，熟悉静态路由的配置命令 3．掌握测试静态路由连通性的方法 【实验学时】 建议3学时 【实验原理】 静态路由是指由用户或网络管理员手工配置的路由信息。当网络的拓扑结构或链路的状态发生变化时，网络管理员需要手工去修改路由表中相关的静态路由信息。静态路由信息在缺省情况下是私有的，不会传递给其他的路由器。当然，网管员也可以通过对路由器进行设置使之成为共享的。静态路由一般适用于比较简单的网络环境，在这样的环境中，网络管理员易于清楚地了解网络的拓扑结构，便于设置正确的路由信息。 静态路由的缺点在于：当网络发生故障或者拓扑发生变化后，静态路由不会自动改变，必须有管理员的介入。 配置IPv4静态路由时，需要了解以下内容： ●目的地址与掩码 在ip route-static命令中，IPv4地址为点分十进制格式，掩码可以用点分十进制表示，也可用掩码长度（即掩码中连续‘1’的位数）表示。 ●出接口和下一跳地址 在配置静态路由时，可指定出接口interface-type interface-name，也可指定下一跳地址nexthop-address，是指定出接口还是指定下一跳地址要视具体情况而定。实际上，所有的路由项都必须明确下一跳地址。在发送报文时，首先根据报文的目的地址寻找路由表中与之匹配的路由。只有指定了下一跳地址，链路层才能找到对应的链路层地址，并转发报文。 在某些情况下，如链路层被PPP封装，即使不知道对端地址，也可以在路由器配置时指定出接口。这样，即使对端地址发生了改变也无须改变该路由器的配置。 ●其它属性 对于不同的静态路由，可以为它们配置不同的优先级preference，从而更灵活地应用路由管理策略。例如：配置到达相同目的地的多条路由，如果指定相同优先级，则可实现负载分担，如果指定不同优先级，则可实现路由备份。 缺省路由是在没有找到匹配的路由表入口项时才使用的路由。在路由表中，缺省路由的目的地址和子网掩码都是0.0.0.0。在使用ip route-static配置静态路由时，如果将目的地址与掩码配置为全零（0.0.0.0
第五章 线性系统的频域分析法习题
501 第五章 线性系统的频域分析法 5-1 设闭环系统稳定，闭环传递函数为)(s Φ，试根据频率特性的定义证明：系统输入信号为余弦函数)cos()(φω+=t A t r 时，系统的稳态输出为 )](cos[|)(|)(ωφωωj t j A t c ss Φ∠++Φ=。 证明：根据三角定理，输入信号可表示为 )90sin()( ++=φωt A t r ， 根据频率特性的定义，有 ]90)(sin[|)(|)( +Φ∠++Φ=ωφωωj t j A t c ss ， 根据三角定理，得证： )](cos[|)(|)(ωφωωj t j A t c ss Φ∠++Φ=。 5-2 若系统的单位阶跃响应 t t e e t c 948.08.11)(--+-=， 试确定系统的频率特性。 解：s s s s C 1 361336)(2++= ，36 1336)(2++=s s s G ，)9)(4(36)(ωωωj j j G ++=； 2 /122/12) 81()16(36 |)(|ωωω++=j G ，9arctan 4arctan )(ωωω--=∠j G 。 或：)(2.7)()(94t t e e t c t g ---== ；36 1336 )]([)(2 ++==s s t g L s G ； 5-3 设系统如下图所示，试确定输入信号 )452cos()30sin()( --+=t t t r 作用下，系统的稳态误差)(t e ss 。 解：2 1)(++=Φs s s e ； )452sin()30sin()( +-+=t t t r 6325.0|)(|=Φj e ， 4.186.2645)(=-=Φ∠j ； 7906.0|)2(|=Φj e ， 4.18454.63)2(=-=Φ∠j ； 答案：)4.632sin(7906.0)4.48sin(6325.0)( +-+=t t t e ss 。 5-4 典型二阶系统的开环传递函数 ) 2()(2 n n s s s G ωζω+= ， 当取t t r sin 2)(=时，系统的稳态输出为 )45sin(2)( -=t t c ss ， 试确定系统参数n ω和ζ。 解：2 222)(n n n s s s ωζωω++=Φ； 1] 4)1[(2 2222=+-n n n ωζωω， 451 2arctan 2 -=--n n ωζω； 122 -=n n ωζω， 答案：414.12==n ω，3536.04/2==ζ。
电机学实验大纲-2017版
《电机学》实验教学大纲 课程名称：《电机学》课程编码：060132008 课程类别：专业基础课课程性质：选修 适用专业：自动化 适用教学计划版本：2017 课程总学时：32 实验（上机）计划学时： 8 开课单位：自动化与电气工程学院 一、大纲编写依据 1．自动化专业2017版教学计划； 2．自动化专业《电机学》理论教学大纲对实验环节的要求； 3．近年来《电机学》实验教学经验。 二、实验课程地位及相关课程的联系 1．《电机学》是自动化专业的专业基础课程； 2．本实验项目是《电机学》课程综合知识的运用； 3．本实验项目是理解直流电机，交流电机及变压器的基础； 4．本实验以《电路》、《大学物理》为先修课； 5．本实验为后续的《运动控制基础》、《直流运动控制系统》、《交流调速系统》及《工厂供电及节能技术》课程学习有指导意义。 三、实验目的、任务和要求 1．本课程是自动化专业的一门专业基础课。课程主要讲解直流电机、变压器、交流电机。它一方面研究电机的基本理论问题、另一方面又研究与其相联系的科学实验和生产实际中的问题。本课程的实验目的是使学生掌握直流电机、交流电机、变压器的基本理论，为学习“直流运动控制系统”、“交流调速系统”和“工厂供电及节能技术”等课程打下坚实基础； 2．通过实验培养学生观察问题、分析问题和独立解决问题的能力； 3．通过综合性、设计性实验训练，使学生初步掌握电机的应用； 4．培养正确记录实验数据和现象，正确处理实验数据和分析实验结果的能力以及正确书写实验报告的能力。 5．实验项目的选定依据教学计划对学生工程实践能力培养的要求； 6．巩固和加深学生对电机学理论的理解，提高学生综合运用所学知识的能力； 7．通过实验，要求学生做到： （1）预习实验，自行设计实验方案并撰写实验报告； （2）正确连接实验线路； （3）用电机学理论知识独立分析实验数据。 四、教学方法、教学形式、教学手段的特色 重视学生的实际动手能力 五、实验内容和学时分配
华中数控综合实验台实验指导书[1]
数控机床电气控制 实验指导书 张冉 唐山工业职业技术学院 实验一数控综合实验台的部件认识实验 一、实验目的： 1、了解数控机床的加工过程控制原理； 2、认识数控综合实验台部件组成，掌握各部分的主要作用； 3、理解数控机床电气控制系统的组成以及控制原理。 二、实验内容 认识HED-21S数控综合实验台的数控装置、伺服系统、电动刀架、低压电器以及其他组成部件。 三、仪器设备 ? HED-21S数控综合实验台一台 四、实验步骤 1、认识实验台的数控装置： 型号：“世纪星”HNC-21TF车床数控装置——武汉华中数控股份有限公司 操作面板：显示区、NC键盘区、机床控制面板区。 ?作用：数控机床的大脑——发出控制信号 华中世纪星HNC-21数控装置的接口定义： XSl —电源接口; XS2 —外接PC 键盘接; XS3 —以太网接口； XS4 —软驱接口； XS5 — RS232 接口； XS6 —扩展I ／0 板接口；
XS8 —手持单元接口； XS9 —主轴控制接口； XSl0 ，XS11 —输入开关量接口； XS20 ，XS21 —输出开关量接口； XS30 ～XS33 —模拟式、脉冲式( 含步进式) 进给轴控制接口； XS40 ～XS43 ——串行式HSV 一11 型伺服轴控制接口； ( 若使用软驱单元，则XS2 、XS3 、XS4 、XS5 为软驱单元的转接口) 2、认识数控机床的输入/输出装置 作为HNC-21数控装置XS10、XS11、XS20、XS21接口的转接单元。 实验台输入/输出装置采用： HC5301-8输入接线端子板：含有20位开关量输入端子 HC5301-R继电器板（输出板）：16位开关量输出端子和急停（两位）与超程（两位）端子； 继电器板上集成了八个单刀单开继电器和两个双刀双开继电器，其中8路开关量信号输出用于控制八个单刀单开继电器，剩下8路开关量输出通过接线端子引出，可用来控制器其它电器。 ?3、伺服系统 主轴伺服系统：0.55KW三相交流异步电机+ 日立SJ100-007HFE变频器半闭环控制 X轴伺服系统：深圳雷塞M535步进驱动器+雷塞57HS13四相混合式步进电机开环控制 Z轴伺服系统：三洋SANY0 Q交流伺服驱动器+MSMA022A1C伺服电动机 半闭环控制、闭环控制 4、数控机床上的低压电器 ?自动开关QF（4个） ?接触器（2个） ?继电器（10个） ?行程开关（6个） ?按钮 ?磁粉制动器（1个） ?灭弧器（3个） ?控制变压器（1个）：AC380/AC220V/AC24V ?三相伺服变压器（1个）：AC380/AC200V ?开关电源：AC220V/DC24V 5、其它部件的认识
实验五实验六指导书
实验五 MATLAB 实现DFT MATLAB 为计算数据的离散快速傅时叶变换，提供了一系列丰富的数学函数，主要有fft 、ifft 、fft2、ifft2和czt 等。当所处理的数据的长度为2的幂次时，采用基-2算法进行计算，计算速度会显著增加。所以，要尽可能使所要处理的数据长度为2幂次或者用添零的方式来添补数据使之成为2的幂次。 1．fft 和ifft 函数 调用格式是： （1）()X fft Y = 如果X 是向量，则采用傅时叶变换来求解X 的离散傅里叶变换；如果X 是矩阵，则计算该矩阵每一列的离散傅里叶变换；如果X 是()D N *维数组，则是对第一个非单元素的维进行离散傅里叶变换。 （2）()N X fft Y ,= N 是进行离散傅里叶变换的X 的数据长度，可以通过对X 进行补零或截取来实现。 （3）[]()dim ,,X fft Y =或()dim ,,N X fft Y = 在参数dim 指定的维上进行离散傅里叶变换；当X 为矩阵时，dim 用来指定变换的实施方向：dim=1，表明变换按列进行；dim=2，表明变换按行进行。 函数ifft 的参数应用与函数fft 完全相同。 2．fft2和ifft2函数 调用格式是： （1）()X fft Y 2= 如果X 是向量，则此傅里叶变换即变成一维傅里叶变换fft ；如果X 是矩阵，则是计算该矩阵的二维快速傅里叶变换；数据二维傅里叶变换fft 2（X ）相当于()()''X fft fft ，即先对X 的列做一维傅里叶变换，然后再对变换结果的行做一维傅里叶变换。 （2）()N M X fft Y ,,2= 通过对X 进行补零或截断，使得X 成为()N M *的矩阵。 函数ifft2的参数应用与函数fft2完全相同 fftn 、ifftn 是对数据进行多维快速傅立变换，其应用与fft2、ifft2类似；在此，不再叙述。 3．czt 函数 调用格式是： ()A W M X czt X ,,,= 式中X 是待变换的时域信号()n x ，其长度设为N ，M 是变换的长度，W 确定变换的步
5第五章线性方程组习题解答
习 题 五 A 组 1．填空题 （1）当方程的个数等于未知数的个数时，=Ax b 有惟一解的充分必要条件是 ． 解 因为()()R R n ==A A b 是=Ax b 有惟一解的充要条件．故由()R n =A 可得||0≠A ． （2）线性方程组 121232 343414 ,,,x x a x x a x x a x x a +=??+=?? +=??+=? 有解的充分必要条件是 ． 解 对方程组的增广矩阵施行初等行变换 ()123411000 11000111001a a a a ?? ? ? == ? ? ??? B A b 1 2 3 412311000110 00110000a a a a a a a ?? ? ?→ ? ? ?-+-? ? ． 所以方程组有解的充要条件是()()R R =A B ，即 43210a a a a -+-=． （3）设n 阶方阵A 的各行元素之和均为零，且()1R n =-A ，则线性方程组=Ax 0的通解为 ． 解 令 111?? ? ?= ? ??? M x 显然x 满足方程组，又因为()1R n =-A ，所以()1n R -=A ，即方程组的基础解系中有一个向量，通解为
T 11 (1,1,,1)1k k ?? ? ?== ? ? ??? L M x ，k 为任意常数． （4）设A 为n 阶方阵，||0=A ，且kj a 的代数余子式0kj A ≠（其中，1k n ≤≤；1,2,,j n =L ），则=Ax 0的通解 ． 解 因为0=A ，又0kj A ≠，所以()1R n =-A ，并且有 11220, ; ||0, i k i k in kn i k a A a A a A i k ≠?+++=? ==?L ． A 所以()T 12,,,k k kn A A A L 是方程组的解，又因为()1R n =-A ，可知方程组的通解为 ()T 12,,,k k kn c A A A =L x ， 其中c 为任意常数． （5）设 11 2 222 212 311 11 21 1111,,11n n n n n n n x a a a x a a a x a a a x ---?????? ? ? ? ? ? ? ? ? ?=== ? ? ? ? ? ? ? ? ??????? A x b L L L M M M M M L ， 其中，(;,1,2,,)i j a a i j i j n ≠≠=L ，则非齐次线性方程组T =A x b 的解是=x ． 解 T (1,0,0,,0)=x L ． （6）设方程123111111112a x a x a x ?????? ??? ? = ??? ? ??? ?-?????? 有无穷多个解，则a = ． 解 2a =-． 2．单项选择题 （1）齐次线性方程组355??1=A x 0解的情况是 ． (A) 无解； (B) 仅有零解； (C) 必有非零解； (D) 可能有非零解，也可能没有非零解． 答 （C ）． （2） 设n 元齐次线性方程组的系数矩阵的秩()3R n =-A ，且123,,ξξξ为此方程组的三个线性无关的解，则此方程组的基础解系是 ． (A) 12312,2,32+- -ξξξξξ； (B) 122331,,+-+ ξξξξξξ； (C) 122132-2,-2,32+-+ ξξξξξξ； (D) 12231324,2+,++ - ξξξξξξ．
电机学(上)--实验指导书--变压器
实验四单相变压器 一、实验目的 1、通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。 2、通过负载实验测取变压器的运行特性。 二、预习要点 1、变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压一般加在哪一方较合适？ 2、在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？ 3、如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。 三、实验项目 1、空载实验 测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cosφ0=f(U0)。 2、短路实验 测取短路特性U K=f(I K)，P K=f(I K), cosφK=f(I K)。 3、负载实验：纯电阻负载 保持U1=U N，cosφ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。 四、实验方法 1 2、屏上排列顺序 D33、DJ11、D32、D34-3、D51、D42、D43 图4-1 空载实验接线图
3、空载实验 （1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图4-1接线。被测变压器选用三相组式变压器DJ11中的一只作为单相变压器，其额定容量P N=77V·A，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。 （2）选好所有测量仪表量程。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，即将其调到输出电压为零的位置。 （3）合上交流电源总开关，按下“启动”按钮，便接通了三相交流电源。调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2U N，然后逐次降低电源电压，在1.2～0.3U N的范围内，测取变压器的U0、I0、P0。 （4）测取数据时，U=U N点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。记录于表4-1中。 （5）为了计算变压器的变比，在U N以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表4-1中。 4、短路实验 （1）按下控制屏上的“停止”按钮，切断三相调压交流电源，按图4-2接线（以后每次改接线路，都要关断电源）。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。 图4-2 短路实验接线图 （2）选好所有测量仪表量程，将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。 （3）接通交流电源，逐次缓慢增加输入电压，直到短路电流等于1.1I N为止，在(0.2～1.1)I N范围内测取变压器的U K、I K、P K。
机械设计综合实验指导书及实验报告
机械设计综合实验指导书 及实验报告 班级 学号 姓名 机械基础实验中心雷代明 2017年3月 第一部分机械设计
实验一机械零件认知与分析实验 一、实验目的 1、熟悉常用的机械零件的基本结构，以便对所学理论知识产生一定的感性认识。 2、分析常用机械零件的基本构造及制造原理。 3、了解常用机械零件的实际使用情况。 二、实验内容 通过观察，掌握常用的机械零件的基本结构及应用场合。 三、实验简介 机械零件陈列观摩，共包括： (1)螺纹联接与应用 (2)键、花键、销、铆、焊、铰接 (3)带传动 (4)链传动 (5)齿轮传动 (6)蜗杆传动 (7)滑动轴承与润滑密封 (8)滚动轴承与装置设计 (9)轴的分析与设计 (10)联轴器与离合器。 共10个陈列柜，罗列了机械设计内容中大多数常用的基本零件与标准件，并对相应的零件进行了结构和基本受力分析，联接和安装的基本方法的说明，有些常用的零件还给出了简单的应用举例。 通过本实验的观摩，学生可以对照书本所学的基本内容，初步领会机械设计的一些常用零部件的基本设计与应用原理，从而达到举一反三的教学目的，对其所学的课本理论知识进一步巩固和深化。 四、实验要求 1、学生必须带上课本，以便于与书本内容进行对照观察。 2、进入实验室必须保持安静，不得大声喧哗，以免影响其他同学。 3、不得私自打开陈列柜，不得用手触摸各种机械零件模型。 4、服从实验人员的安排，认真领会机械零件的构造原理。 五、思考题 1、常用螺纹联接的方法有哪些? 2、说明无键联结的优缺点． 3、在带传动中，带张紧的方法有哪些?
4、轴上零件轴向常用的定位方法有哪些?举例说明。 第二章滑动轴承实验 实验二滑动轴承基本性能实验 一、概述 滑动轴承用于支承转动零件，是一种在机械中被广泛应用的重要零部件。根据轴承的工作原理，滑动轴承属于滑动摩擦类型。滑动轴承中的润滑油若能形成一定的油膜厚度而将作相对转动的轴承与轴颈表面分开，则运动副表面就不发生接触，从而降低摩擦、减少磨损，延长轴承的使用寿命。 根据流体润滑形成原理的不同，润滑油膜分为流体静压润滑(外部供压式)及流体动压润滑(内部自生式)，本章讨论流体动压轴承实验。 流体动压润滑轴承其工作原理是通过轴颈旋转，借助流体粘性将润滑油带入轴颈与轴瓦配合表面的收敛楔形间隙内，由于润滑油由大端入口至小端出口的流动过程中必须满足流体流动连续性条件，从而润滑油在间隙内就自然形成周向油膜压力(见图2-1)，在油膜压力作用下，轴颈由图2-1(a)所示的位置被推向图2-1(b)所示的位置。 当动压油膜的压力p在载荷F方向分力的合力与载荷F平衡时，轴颈中心处于某一相应稳定的平衡位置O1，O1位置的坐标为O1(e，φ)。其中e=OO1，称为偏心距；φ为偏位角(轴承中心0与轴颈中心0l连线与外载荷F作用线间的夹角)。 随着轴承载荷、转速、润滑油种类等参数的变化以及轴承几何参数(如宽径比、相对间隙)的不同，轴颈中心的位置也随之发生变化。对处于工况参数随时间变化下工作的非