ch1_基础准备及入门
CH1第一节单片机基础
三、小结 本节讲述了微型计算机的分类、组成与特点,51 系列单片机处理器结构、引脚的定 义与功能、I/O 端口的功能； 思考 题和 习题 教 学 后 记 思考与习题：标 及要 求 重点 及措 施 难点 及措 施 教学 方式
计划 2 课时 学时 知识点： 微型计算机的分类、组成与特点；8051 系列单片机处理器结构、引脚的 定义与功能、I/O 端口的功能； 第一章 第 1 节 微型计算机基础知识 了解微型计算机的分类、组成与特点，掌握 80C51 系列单片机的处理器结构及端口 功能。
2、微型计算机 微型计算机由CPU、存储器、输入／输出接口电路和系统总线构成。 CPU如同微型计算机的神经中枢，它的性能决定了整个微型机的各项关键指标。 存储器包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。 输入／输出接口电路是用来使外部设备和微型机相连的。 总线为CPU和其他部件之间提供数据、地址和控制信息的传输通道。 2、 微型计算机的总线结构 ① 数据总线（DB） 数据总线用来传输数据。 数据总线是双向的，即数据既可以从CPU送到其他部件，也可以从其他部件送到CPU。 数据总线的位数(也称为宽度)是微型机的一个很重要的指标，它和微处理器的位数 相对应。16位计算机的数据总线包含16条数据线。 在微型机中，数据的含义是广义的。数据总线上传送的不一定是真正的数据，而可 能是指令代码、状态量，有时还可能是一个控制量。 ② 地址总线（AB） 地址总线专门用来传送地址信息。 地址总线是单向的，从CPU送出去到存储器或接口芯片的。 地址总线的位数决定了CPU可以直接寻址的内存范围。比如，8位微型机的地址总线 一般是16位，因此，最大内存容量为2^16＝64K字节；16位微型机的地址总线为20位，所 以，最大内存容量为2^20=1M字节。 ③ 控制总线(CB) 控制总线用来传输控制信号，协调各部件之间的工作； 控制总线是双向的； 控制总线包括CPU送往存储器和输入／输出接口电路的控制信号，如读信号、写信号 和中断响应信号等； 控制总线还包括其他部件送到CPU的信号，比如，时钟信号、中断请求信号和准备就 绪信号等。 3、微型计算机系统 以微型计算机为主体，配上系统软件和外设之后，就成了微型计算机系统。系统软 件包括操作系统和一系列系统实用程序，比如编辑程序、汇编程序、编译程序、调试程 序等。有了系统软件，才能发挥微型机系统中的硬件功能，并为用户使用计算机提供了 方便手段。 1.2 单片机处理器结构及端口
ch1检测技术基础知识
2.真值： 一个量严格定义的理论值通常叫理论真值. (1)约定真值 •国际或国家基准，经校验的标准器 或标准仪器 (2)相对真值 •高一级检测仪器的测量值 •高一级检测仪器误差应小于低一级 检测仪器误的1/3
3.标称值 –计量或测量器具上标注的量值，称为标 称值。 4.示值 – 检测仪器（或系统）指示或显示（被测 参量）的数值叫示值，也叫测量值或读数。
（2）固有误差 当环境和各种试验条件均处于基准条 件下检测仪器所反映的误差称固有误差。 （3）影响误差 影响误差是指仅有一个参量处在检测 仪器（系统）规定工作范围内，而其它所 有参量均处在基准条件时检测仪器（系统） 所具有的误差.
（4）稳定性误差 稳定性误差是指仪表工作条件保持不 变的情况下，在规定的时间内，检测仪 器（系统）各测量值与其标称值间的最 大偏差。 用稳定性误差估计某次正常测量误 差可能比实际测量误差偏小。 工程上常用工作误差和稳定性误差来 估计测量误差和误差范围。
１.6
检测系统的静态特性
人们在设计或选用检测系统时，最主要的 因素是检测系统本身的基本特性能否实现及时、 真实地（达到所需的精度要求）反映被测参量 （在其变化范围内）的变化。
1.6.1
概述
检测系统的基本特性一般分为两类： 静态特性和动态特性。。 研究和分析检测系统的基本特性，主 要有以下三个方面的用途。 第一，也是最主要的用途，是通过检 测系统已知基本特性由测量结果推知被测 参量准确值；
A表有,
x max max L 1.5% 30 0.45 V
B表有,
xmax max L 1.5% 50 0.75 V
C表有,
xmax max L 1.0% 50 0.50 V
标准C语言基础教程ch1课件
数组和字符串
数组
数组是一种数据结构，用于存储 相同类型的多个元素。数组的索 引从0开始，可以通过索引访问和
修改变量的值。
字符串
字符串是由字符组成的序列。在C 语言中，字符串通常以字符数组的 形式存储，并使用字符串常量表示 。
字符串处理函数
02 C语言基础语法
数据类型
浮点型
包括float、double 等，用于存储小数 。
布尔型
bool，用于存储逻 辑值。
整型
包括int、short、 long等，用于存储 整数。
字符型
包括char，用于存 储字符。
指针型
用于存储内存地址 。
运算符和表达式
算术运算符
关系运算符
逻辑运算符
位运算符
+、-、*、/等，用于进 行数学运算。
函数返回值
函数执行完毕后需要返回一个 值，该值由return关键字指定
。
03 C语言进阶特性
指针和地址
01
02
03
指针
指针是一种变量，其值为 另一个变量的地址。通过 指针可以间接访问和修改 变量的值。
地址
变量的地址是指变量在内 存中的位置。通过取地址 运算符“&”可以获取变 量的地址。
指针的运算
数据类型函数
用于数据类型的转换、内存分 配等。
常用标准库函数
printf函数
用于格式化输出，是C语言中最常用的输出 函数之一。
strlen函数
用于获取字符串的长度。
scanf函数
用于从标准输入流（键盘）读取数据，并进 行格式化输入。
strcmp函数
ch1程序设计基础.
scanf("%d",&b); 入的两值间以空格分隔。
scanf("%f%f",&x,&y);
c=a+b; y=x*y;
(6) 输出变量c、y的值。
printf("%d,%f\n",c,y);
getch(); }
(7) 暂停程序运行，便于观察输 出结果。
1.3 简单C程序介绍
⑴程序C(成程有2):序且m在(3一以(a)是仅个4m函i个一若)分na由有语数函一i函个干号n函一句的数 函行数C其作数个也首程开数可由他为构m可部序始中写两函(语a6成写+总执结i多)部数n句(的在函函7是行束个分。C结)。多数数要从(，。语语组用5束行)体;言遵 序句/一标*每可上本…，循 设个志个包。必身…一的C良 计。语含须源没*可/好 风句作有有读和的格注一输性数释个程入。据，分输定增号出义加。语的程句最序。后
}
良好的程序设计书写风格：
1 每个语句占一行； 2 同一层次的语句从同一位置处开始书写； 3 同一层次中嵌套的结构，应从不同位置开始书写； 4 外部数据定义、函数定义、编译控制行之间空一行 书写； 5 对于函数体的大括号的书写约定； 6 学会使用注释。
END
低级语言
机器语言
机汇编B8语7F言01程序 器语言MOVB03BAD2X18 02383 程MOVB8 B1FX04545 序ADD2B BCX3 AX
i=i+1
输出max
例1-9：求n!的N-S图：
1t 1 i
t*i t i+1 i 直到 i>n 打印t
1.2 算法
1.2.3 算法的表示
4. 用伪代码表示算法 近似于计算机高级语言的描述语言
ch1-前言及配位化学基础
新型材料储氢比固态氢更紧密
MOF-74结构中存储着管状的重氢分子。
灰色代表碳原子，蓝色代表锌离子，绿色代表重氢（氘）分子。
新型材料存储甲烷能力创新纪录
新型MOFs超多孔晶体材料中的一个纳米笼子。 在一定温度和压力下，存储甲烷能力超过美能源部标准28%
原子导线 (atomic wires)
C60
B12
Graphene — 2004 found — 2010 Nobel Prize
p.900
辉钼或代替硅成为新半导体材料
瑞士洛桑联邦理工学院纳米电子学与结构实验室，用一种名为辉钼（ MoS2）的单分子层材料制造半导体，或用来制造更小、能效更高的电子芯 片，在下一代纳米电子设备领域，将比传统的硅材料或富勒烯更有优势。 研究论文发表在2011年1月30日的《自然—纳米技术》杂志上。
H2C NH3 H3N NH3 H2N Cu2+ H2N NH3 NH3 NH2 CH2 NH2 CO CO
Co3+
H3N
OC
Fe CO
CO
H2C
CH2
配合物化学式的书写原则： ① 对含有配离子的配合物而言，阳离子放在阴离 子之前； ② 对配位个体（内界）而言，先写中心原子的元 素符号，再依次列出阴离子配体，然后是中性 配体分子； ③ 同类配体（同为阴离子或同为中性分子）以配 位原子元素符号英文字母的先后排序。
Classification of the Elements
Iron pyrite
(fool’s gold)
FeS2 Black galena PbS Yellow orpiment As2S3
Zinc Porphyrin-containing Assembled Array Formed Using Tris(pyridylaceto-acetato)aluminium(III) as a Template
Ch1-计算机基础知识-1
进位数制的特点
(1) 数制的基数确定了所采用的进位计数制。表示一个数字时所
用的数字符号的个数称为基数（Radix）。如十进制数制的
基数为10；二进制的基数为2。对于N进位数制。有N个数 字符号。 (2) 逢N进一。如十进制中逢10进1；八进制中逢8进1；二进制 中逢2进1；十六进制中逢16进1。如下表中所示。
X1= +1010101 和X2= -1010101，
其原码记作：
[X1]原 = [+1010101]原 = 01010101
[X2]原 = [ -1010101]原 = 11010101
原码机器数的表示范围因字长而定，采用8位二进制原码表 示时，其真值的表示范围为：[-127,127]，即二进制的取值
【例】
已知 X1= +1010101 和X2= +0011101，通过其补码表示法 计算X1 - X2的值。
解：X1 - X2 = X1 + (- X2 )
[X1]补=[ [+1010101]原 ]补 = [ 01010101 ]补 = 01010101 [-X2]补=[ [ -0011101]原 ]补 = [ 10011101 ]反 +1 = 11100010+1 = 11100011 [X1-X2]补=[X1]补 + [-X2]补 = 01010101+11100011 = 00111000（超出字长的进位丢弃） 因此， [ [X1-X2]补 ]原 = [ 00111000 ]原 = 00111000
对于数值数据，有定点表示和浮点表示两种表示方法，采用 定点表示的数称为定点数，采用浮点表示的数称为浮点数。
1．定点数
数的定点表示是指数据字中小数点的位置固 定不变。一般用来表示一个纯小数（不含整 数位的数或者整数。 当表示一个纯小数时， 小数点固定在符号位之后。当表示一个整数 时，小数点固定在数据字最后一位之后。例 如字长为16时，数据“-2-15‖和“+32767‖表 示如图所示。
Ch1_基本知识(1)
高速数字系统设计2007年3月1日第一章基本知识1-1 信号与信号完整性（Signal Integrity）1-2 频率与时间1-3时间与距离1-4集总系统与分布系统1-5-3dB频率与上升时间1-6四种电抗1-7高速数字系统中的电阻、电容和电感元件中国科大快电子学安琪21-1 信号与信号完整性（Signal Integrity）信号：“信号”是一个使用非常广泛的名词。
从信息论的观点出发，信号是信息的一种物理体现，或者说：信号是信息的载体。
广义而言：信号被定义为一个随时间（和位置）变化的物理量。
模拟信号：在规定的连续时间范围内，信号的幅度值可以取连续范围的任意数值。
简单地讲：是指时间和幅度均是连续的物理量。
数字信号：在时间和幅度上都量化后取得的信号。
它是以某种时间间隔依次出现的数字序列。
简单地讲：是指时间和幅度均是离散的物理量。
A/D模拟信号数字信号D/A中国科大快电子学安琪3中国科大快电子学安琪4分析方法：时域和频域时域分析方法：用两维空间内的函数作为信号的数学模型，即时间变量t 和幅度变量f(t)（电压、电流或功率）。
X 轴是时间变量，Y轴是表示物理量的幅度变量。
t －f(t)时域是真实存在的域，是唯一实际存在的域。
中国科大快电子学安琪5频域分析方法所谓的频域分析，仍然用两维空间内的函数作为模拟信号的数学模型，描述模拟信号的两个最基本参数是频率和幅度。
采用频率变量（f ）代替时间变量（t ），幅度变量（电压、电流和功率: G(f)）是频率的函数。
X 轴是频率变量，Y 轴是表示物理量的幅度变量。
正弦波是频域中唯一存在的波形，其特征： 频率； 幅度；相位中国科大快电子学安琪6时域时域-频域的关系)(t f 频域dte tfg t j ωω－∫∞∞−=)()(傅立叶变换dte g tf t j ωω∫∞∞−=)()(傅立叶反变换)(ωg 从频谱分析的角度上看，时域中的任何信号, 都可以用若干个不同频率，不同幅度的正弦波信号叠加来表示。
ch1_基础准备及入门
MATLAB及其应用MATLAB and Its Application武汉大学电子信息学院陈晶课程邮箱：whumatlab2013@keyword: matlab2013学习目的：掌握用计算机建模、计算，以及用图表形象表达分析结果从而促进逻辑思维的系统方法。
缩短研究周期，加快探索步伐，激发创作灵感。
不希望学生在编程上化太多时间，课程目的不是学习编程。
紧密结合科学的前沿。
论文=Matlab+word 。
MATLAB的特点：编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题。
语法非常简单，编程效率高，易学易懂，方便实用。
没有编程基础的学生也可以很快地编写出程序。
可以直接在Word中被调用，使用相当方便实用。
强大的科学计算能力、卓越的可视化功能、开放式可扩展环境。
不同的应用学科几十种应用工具箱a.研究人员可以直观、方便地进行分析、计算和设计工作，b.应用工具箱可以更进一步简化编程，甚至给很复杂的问题提供―傻瓜照相式‖的解决办法，极大地提高了工作效率。
可实现MATLAB与Visual C++等通用编程平台的混合编程。
取长补短，以提高程序的运行效率，丰富程序开发的手段。
MATLAB的普及：经历了实践的检验、市场的筛选和时间的凝练，日益融入到数学、物理、化学、信息工程、生物医学工程、金融、管理和社会科学等许多学科专业。
在大学、科研机构和各大公司中，MATLAB得到了广泛的应用，已经成为计算机辅助设计和分析、科学计算和应用开发的基本工具。
在当今欧美大学的许多专业中，MATLAB已成为大学生必须掌握的科学计算软件。
课程主要内容：基础准备及入门符号计算数值数组及向量化运算数值计算数据和函数的可视化M文件Notebook…….教学特点：算例的计算结果（包括数据和图形等）现场实时产生感受计算过程和计算结果教材：《MATLAB教程》R2012a（2012年修订） 2013年印刷,张志涌等编著，北京航空航天大学出版社参考文献：精通MATLAB R2011a，张志涌等编著，北京航空航天大学出版社， 2011-11-1 MATLAB在数学建模中的应用，卓金武主编，北京航空航天大学出版社，2011 ......网上资源：国内中文站点：1. MATLAB教学网2. /……国外站点：1. MathWorks公司主页 ……基础准备及入门一 MATLAB正常运行所必须具备的基础条件；二 MATLAB及其操作桌面的基本使用方法；三 MATLAB的帮助系统。
CH 1 基本测量
答：B
6.良翰翻閱雜誌時，看到了一 張化石照片，如右圖，照片 中放置了一枝原子筆。請根 據照片幫他估計一下化石的 長度約為多少？ (A)20cm(B)50cm(C)100cm(D) 150cm。
答：B
7.量筒內裝有水100mL，放入一塊保麗龍塊 時，水面上升到130mL，則保麗龍塊的體 積應為多少？(A)130mL(B)30mL(C)小於 30mL(D)大於30mL。
五、天平使用注意事項：
1.取用砝碼須用砝碼夾。(生銹後的砝碼因 氧化而變重) 2.秤取化學藥品時，應先放置秤量紙後再 作歸零。 3.待測物、砝碼要置秤盤中央，使天平較 穩固。 4.天平在無重力下(外太空中、地心、人造 衛星上)不能使用。
§1-3自我評量
§1-4 密度與科學概念
一、密度(Density)
答：A
9.在實驗室中，哪一項不是危險行為？(A) 飲食、追逐(B)以螺絲起子玩弄插座(C) 在量筒中進行化學反應(D)判別氣體氣味 時，以手搧動少許聞嗅。
答：D
10.做完實驗後，下列哪一項是不應該的行 為？(A)清理桌面及水槽(B)打掃地面(C) 清洗器材並且擺放整齊(D)廢棄物均倒入 垃圾筒，不必考慮其為固態或液態。
質量 60kg 60kg 60kg
重量 60kgw 10kgw 0 60kgw 0 0
地表真空中 60kg 地心 60kg
人造衛星上 60kg
三、天平的種類：
1.上皿(等臂)天平 2.懸吊式等臂天平 3.三梁天平 4.電子天平
四、天平的使用步驟：
1.調整水平 2.
0刻度線上。 0刻度。 3.待測物置左盤，砝碼置右盤。 4.計算平衡時，砝碼總和加上騎碼讀數， 並加上1位估計值，即為待測物質量。
ch1国际贸易基本知识
对外贸易总额4743亿美元，出 口2492
ch1国际贸易基本知识
2002年 中国内地十大贸易伙伴排名
1
日本
2
美国
3
欧盟
4
中国香港
5
东盟
6
台湾省
7
韩国
8
俄联邦
9
澳大利亚
10
加拿大
ch1国际贸易基本知识
2005年中国内地十大贸易伙伴排名
1
欧盟
2
美国
3
日本
4
东盟
5
中国香港
6
韩国
7
台湾省
8
澳大利亚
9
俄国
• 一国对外贸易商品结构可以反映出该国的经济发展水平、产业结 构以及资源情况等。
ch1国际贸易基本知识
2008年1-9月中国进出口产品构成 金额单 位：亿美元
总值
商品构成（按SITC分类）
一、初级产品
0类 食品及活动物
1类 饮料及烟类
2类 非食用原料（燃料除外）
3类 矿物燃料、润滑油及有关原料
4类 动植物油、脂及蜡 二、工业制品
• •
ch1国际贸易基本知识
ch1国际贸易基本知识
ch1国际贸易基本知识
• Composition of Foreign Trade: 指一定时期内各类商品或某种商品 在一国对外贸易中所占比重或地位。
• 如：我国出口商品结构的两次飞跃：1986年，纺织服装取代石油 成为我国第一出口产品；1995年，机电产品超过服装产品。
国际贸易地理方向(地区分布)（International Trade by Regions）是 指一定时期内世界各国、各洲、各国家集团在国际贸易中所占地位。
CH1 系统管理与基础设置
会计电算化原理与应用
3.3.4
财务分工、账套信息修改
实验资料 角色权限表如表3-1所示。 表3-1 角色权限表
角色代码 DATAMANAGER 91 92 93 94 95 角色名称 账套主管 出纳业务 日常业务 采购业务 算 仓库业务 销售业务 库存管理 应收款管理，公共目录设置，总账（账表-客户往来辅助账），存货核算，售前分析，销售管理， 库存管理 角色权限 系统的全部模块权限 出纳管理，总账（凭证-出纳签字），总账（出纳）。 应收款管理，应付款管理，总账，存货核算 ,计件工资管理，采购管理，销售管理，出纳管理， 库存管理，薪资管理 应付款管理，公共目录设置，总账（账表-供应商往来辅助账），采购管理，库存管理，存货核
基础信息
单击“完成”，提示“可以建账了么”，选择“是（Y ）”，系统将进行建账，需要等待一段时间以后， 才完成数据库建账。
会计电算化原理与应用
设置编码方案
会计电算化原理与应用
建账完成，进入启用阶段
会计电算化原理与应用
整个启用在后面完成
会计电算化原理与应用
3.3.3
恢复实验账套的方法
1.初始化数据库 如果已经建账，就不用再初始化数据库，直接进 入下一步进行引入账套。 采用恢复账套，建账就可以简约，只输入主要参 数即可。引入账套后，就使用了新引入账套的设 置。
会计电算化原理与应用
2.引入账套 在正式引入账套之前，如果账套文件名称被更改 过，需要将准备恢复的账套文件名字分别改为 UFDATA.BAK、UfErpAct.Lst。 在系统管理窗口，选择“账套”|“引入”，选择要恢 复的账套文件UfErpAct.Lst，具体目录自己选择 。 引入成功后，启动企业应用平台，按照案例的用 户进行登录操作。具体的阶段业务，要根据恢复 的那个账套来确定。
Ch1_基本知识(6)
中国科大 快电子学 安琪
7
电阻器分类特性
碳 膜 碳合成 2.2 Ω ～ 10MΩ 线绕 0.1 Ω ～ 33KΩ 金属膜
5 Ω ～ 1MΩ 块合金 1 Ω ～ 100KΩ 高阻
中国科大 快电子学 安琪
8
电阻排分类特性
电阻网络
中国科大 快电子学 安琪
9
电阻器的主要参数
电阻器的阻值：频率和温度的函数。Ω, KΩ, MΩ. 电阻温度系数：温度每变化1度时阻值的相对变化。
L R L
C0 电感器的等效电路
C0
电感器线圈的电感：L 电感器线圈的总损耗电阻（串联等效 电阻）：R 电感器线圈的固有电容C0
中国科大 快电子学 安琪
尺寸（mm，L×W × H） 0.6 × 0.3 × 0.25 1.0 × 0.5 × 0.25 1.6 × 0.8 × 0.45 2.0 × 1.25 × 0.5 3.2 × 1.6 × 0.6 3.2 × 2.6 × 0.6 5.1 × 2.5 × 0.6 6.5 × 3.2 × 0.6
中国科大 快电子学 安琪
Z
12
表贴电阻命名方法
特性 ·体积小，重量轻； ·适应再流焊与波峰焊； ·电性能稳定，可靠性高； ·装配成本低，并与自动装贴设备匹配； ·机械强度高、高频特性优越。 产品代号 型号 电阻温度系数 阻 值 电阻值误差 包装方法
代 号
型号
代 号
T.C.R
表示方式
阻
值
代 号
误差值
中国科大 快电子学 安琪
11
电阻器型号的命名方法
第一部分：主称 符号 R W 意义 电阻器 电位器 第二部分：材料 符号 T H S N J Y C I P U X M G 意义 碳膜 合成膜 有机实芯 无机实芯 金属膜 氧化膜 沉积膜 玻璃釉膜 硼酸膜 硅酸膜 线绕 压敏 光敏 符号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 G T W D B C R 热敏 P W 第三部分：特征 电阻器 普通 普通 超高频 高阻 高温 — 精密 高压 特殊 高功率 可调 — — 温度补偿用 温度测量用 旁热式 稳压式 正温度系数 电位器 普通 普通 — — — — 精密 特殊函数 特殊 — — 微调 多圈 — — — — — 第四部分：序号 对主称、材料相同，仅 性能指标尺寸大小有区 别，但基本不影响互换 使用的产品，给同一序 号；若性能指标、尺寸 大小明显影响互换时， 则在序号后面用大写字 母作为区别代号。
PLC 基础篇-CH1
ICE 1311 ----國際電機協會IEC， 國際電機協會IEC ----國際電機協會IEC，1992
ICE 1131 - 3 標準語言
LD、FBD、IL、ST及 LD、FBD、IL、ST及SFC
ICE 1131 - 5 通信協定
連結不同廠牌的PLC以構成區域網路（ 連結不同廠牌的PLC以構成區域網路（LAN） PLC以構成區域網路
階梯圖(Ladder Diagram，LD) 功能方塊圖(Function Block Diogram，FBD) 指令表列(instruction List，IL) 結構化文件(Structure Text，ST) 順序功能圖(Sequential Function Chart，
SFC)
Diagram， 階梯圖(Ladder Diagram，LD)
功能方塊圖
Diogram， (Function Block Diogram，FBD)
FST
資料 處理
輸出 顯示
時間 延遲
List， 指令表列(instruction List，IL)
Text， 結構化文件(Structure Text，ST)
IF X6=TRUE THEN Y3=TRUE
ELSE Y3=FALSE END IF CALL FLAG END
可程式控制器
基
礎Leabharlann 篇內容CH1 CH2 CH3 CH4 CH5 CH6 概論 FX2入門 基本指令 應用指令 順序功能圖 PLC與PC連線
CH1
概
論
緣起
---為了使生產線更具彈性 ---為了使生產線更具彈性
1968年通用汽車公司提出控制器需求
取代傳統繼電器配電盤 可依功能需要彈性擴充 電源直接採用AC 115V 可直接驅動電磁閥 可將數據資料傳輸至電腦 程式編寫容易，安裝維修方便
Ch1_基本知识(3)
高速数字系统设计2007年3月8日第一章基本知识1-1 信号与信号完整性（Signal Integrity）1-2 频率与时间1-3 时间与距离1-4 -3dB频率与上升时间1-5 集总系统与分布系统1-6 四种电抗1-7 高速数字系统中的电阻、电容和电感元件中国科大快电子学安琪21-5 集总系统与分布系统一. 信号传输的四种电性等效模型全波模型分布模型（离散模型）集总模型直流模型中国科大快电子学安琪31. 全波模型理论：“麦克斯威方程组”。
假设电磁波在一个无限大的平面上行进：电场指向x方向；磁场指向y方向；整个电磁场往z方向行进。
传播速度：光速，阻抗：电场对磁场的比值，在自由空间里为377Ω。
当平面波遇到一个高传导物体时，传播方向会随即发生变化。
如果适当地调整传播的物体，则平面波可以被导入到一个传输线里，这个我们称为“全波模型”。
选择“边界条件”用以代表实际物体的几何结构以及所使用的材料，来求解全波模型的麦克斯威方程组。
即使非常简单的结构体，方程组也很难解出。
中国科大快电子学安琪42.分布系统简化数学模型：用“电容”来描述电能用“电感”来表示磁能，用“电阻”来代表转换为热的能量损耗。
分布模型（离散模型）示意图 这些元件被定义成没有实际尺寸，由无损和无延迟的导线将它们连接起来。
有了这些电路元件就不再需要麦克斯威方程组和边界条件，利用它们就可以来描述一个所谓的理想传输线结构。
基本的传输线结构如上图所示，理想上，它是由无限多的RLC网络所组成的，然而，为了计算的目的（特别是为了时域的计算方便），我们通常选择有限个RLC网络来代表。
其基本的假设是每个RLC网络的延迟时间远小于信号的波长或者上升时间。
中国科大快电子学安琪5需要提醒的是，这种传输线模型起初仍然是用集总的元件来描述系统的，只不过这些元件是分布在整个系统中，并且是足够小。
以至于每个RLC网络的延迟时间远小于信号的波长或者上升时间。
分布模型（离散模型）示意图我们称这种传输线模型为“分布模型”。
ch1算法设计与分析入门
算法设计与分析—入门篇第一讲算法概述请各位评审老师提出宝贵建议！谢谢！ 本讲内容1.1 什么是算法？ 1.2 计算机科学中算法的位置 1.3 算法分析引论1.4 算法设计引论请各位评审老师提出宝贵建议！谢谢！ ●在数学和计算机科学之中，算法/算则法（Algorithm ）为一个计算的具体步骤，常用于计算、数据处理和自动推理。
(Wikipedia) ●算法的例子●刘徽割圆术●四则运算 ●最小生成树●快速排序什么是算法？请各位评审老师提出宝贵建议！谢谢！ –可由一个给定计算模型机械地执行的规则或计算步骤序列称为该计算模型的一个计算 –注意•一个计算机程序是一个计算（计算模型是计算机） •计算可能永远不停止——不是算法。
请各位评审老师提出宝贵建议！谢谢！ 算法是一个满足下列条件的计算： •有穷性/终止性：有限步内必须停止，•确定性：每一步都是严格定义和确定的动作， •能行性：每一个动作都能够被精确地机械执行， •输入：有一个满足给定约束条件的输入， •输出：满足给定约束条件的结果。
请各位评审老师提出宝贵建议！谢谢！ 关于算法 •“算法”的来源•中文名称：周髀算经•英文名称 –“Algorithm”来自于9世纪波斯数学家花拉子米（al-Khwarizmi ）–“算法”原为“algorism”，即“al-Khwarizmi”的音转，意思是“花拉子米”的运算法则–在18世纪演变为“algorithm”•最早的算法–欧几里德的“求最大公因子算法”请各位评审老师提出宝贵建议！谢谢！ •算法的目的是求解问题。
什么是问题？ •问题–设Input 和Output 是两个集合。
一个问题是一个关系R ⊆Input ⨯Output ，Input 称为问题R 的输入集合，Input 的每个元素称为R 的一个输入，Output 称为问题R 的输出或结果集合，Output 的每个元素称为R 的一个结果。
–注意•问题定义了输入和输出的关系。
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ch1_基础准备及入门MATLAB及其应用MATLAB and Its Application武汉大学电子信息学院陈晶课程邮箱：whumatlab@keyword: asdfghjkl学习目的：●掌握用计算机建模、计算，以及用图表形象表达分析结果从而促进逻辑思维的系统方法。
●缩短研究周期，加快探索步伐，激发创作灵感。
●不希望学生在编程上化太多时间，课程目的不是学习编程。
●紧密结合科学的前沿。
●论文=Matlab+word 。
课程主要内容：基础准备及入门符号计算数值数组及向量化运算数值计算数据和函数的可视化M文件Notebook…….教材：《MATLAB教程》R2008a（2009年修订）2009年第7（或第8）次印刷张志涌等编著，北京航空航天大学出版社，2006年第1版参考文献：注：请按照不同专业需要来选择。
[1] 《MATLAB及其在理工课程中的应用指南》（第二版），陈怀琛编著，西安电子科技大学出版社，2004[2] 《MATLAB在化学中的应用》，许国根、许萍萍、谭宪林编著，西安交通大学出版社，2005[3] 《MATLAB金融计算与金融数据处理》，张树德编著，北京航空航天大学出版社，2008[4] 《MATLAB在动态经济学中的应用》，王翼、王歆明编著，机械工业出版社，2006[5] 《管理运筹学和MATLAB软件应用》，刘顺忠编著，武汉大学出版社，2007[6] 《基于MATLAB 6.x 的系统分析与设计－神经网络》（第二版），许东、吴铮编著，西安电子科技大学出版社，2002[7] 《MATLAB基础与应用实例集粹》，王琦、徐式蕴、赵睿涛、高军锋、常春藤编著，人民邮电出版社，2007网上资源：国内中文站点：1. MATLAB教学网国外站点：1. MathWorks公司主页2. MAThTools站点/MATLAB/index.html第 1 章基础准备及入门一MATLAB正常运行所必须具备的基础条件；二MATLAB及其操作桌面的基本使用方法；三MATLAB的帮助系统。
1.1MATLAB的安装MATLAB 7版本例如：MATLAB 7.0，…，MATLAB 7.3（MATLAB R2006b），MATLAB 7.4（R2007a），…，R2008a，R2008b，……MathWorks公司每年进行两次产品发布，时间分别在每年的3月和9月。
MATLAB只有在适当的外部环境中才能正常运行。
如：MATLAB R2008a（即旧编号MATLAB7.6）版要求Win2000或WinXP平台。
在安装MATLAB.R2008a时，会出现一个界面，该界面上有两个选项：Typical和Custom。
假如你不熟悉MATLAB，或计算机硬盘的自由空间远大于3G，或假如你需要用到光盘上MATLAB的所有功能及工具包，那么你就点选“Typical”。
否则，点选“Custom”。
在点选“Custom”后，会引出如图1.1-1的界面。
图 1.1-1 MATLAB组件选择界面表1.1-1 MATLAB各组件的功用组件名称功用1．必须选择的本原性组件MATLAB 这是最核心的部分。
没有它就没有MATLAB环境。
有了它，就可以对各类数据（除符号类数据以外）进行操作、运算和可视化。
2．最常选的通用性工具包组件Symbolic Math 符号类数据的操作和计算。
ToolboxExtended Symbolic Math Toolbox 更丰富的符号计算函数和指令3．其他通用性工具包组件Simulink 不用编写程序，利用方块图实现建模和仿真；主要用于研究微分和差分方程描写的非线性动态系统。
Optimization Toolbox 包含求函数零点、极值、规划等优化程序。
Matlab Compiler 把MATLAB的M文件编译成独立应用程序。
Matlab builder for Excel 与MATLAB Compiler配合使用，生成Excel插件。
4．常用专业性工具包组件Control System Toolbox MATLAB涉及控制的工具包有10多个，而本栏工具包是最基本的，是解决控制问题所必选的。
至于其他控制工具包则是用户根据需要选择的。
Signal Processing Toolbox 是MATLAB信号处理中的基本工具包。
Spline Toolbox 内含样条和插值函数。
Statistics Toolbox 包含进行复杂统计分析所需的程序。
5．其他专业性工具包组件（举例）Stateflow 与Simulink配合使用，主要用于较大型、复杂的（离散事件）动态系统的建模、分析、仿真。
System动态系统辨识。
IdentificationToolbox......1.2Desktop操作桌面的启动1.2.1MATLAB的启动点击图标1.2.2操作桌面简介桌面的上层铺放着的界面：指令窗（Command Window）、当前目录（Current Directory）浏览器、历史指令（Command History）窗。
工作空间（Workspace）浏览器。
指令窗指令、函数、表达式；显示除图形外的所有运算结果；给出相关的出错提示。
●历史指令窗记录已经运作过的指令、函数、表达式运行的日期、时间所有指令、文字都允许复制、重运行及用于产生M文件。
●当前目录浏览器展示着子目录、M文件、MAT文件和MDL文件等。
可进行Windows平台的各种标准操作。
●工作空间浏览器罗列出MATLAB工作空间中所有的变量名、大小、字节数；可对变量进行观察、图示、编辑、提取和保存。
●捷径（Start）键引出通往MATLAB所包含的各种组件、模块库、图形用户界面、帮助分类目录、演示算例等的捷径，以及向用户提供自建快捷操作的环境。
1.3Command Window运行入门Command Window指令窗简介MATLAB指令窗默认地位于MATLAB桌面的右方。
希望得到脱离操作桌面的几何独立指令窗，点击该指令窗右上角的键。
●让独立指令窗嵌放回桌面，点击Command Window右上角的按钮。
1.3.1最简单的计算器使用法【例1.3-1】求23[÷-⨯+的算术运算结果。
12)]47(2本例演示：最初步的指令输入形式和必需的操作步骤。
(12+2*(7-4))/3^2〖说明〗●一条指令输入结束后，必须按[Enter] 键，那指令才被执行。
●由于本例输入指令是“不含赋值号的表达式”，所以计算结果被赋给MATLAB的一个默认变量“ans”。
它是英文“answer”的缩写。
【例1.3-2】“续行输入”法本例演示：由于指令太长，或出于某种需要，输入指令行必须多行书写时，该如何处理？S=1-1/2+1/3-1/4+ ...1/5-1/6+1/7-1/8〖说明〗●指令执行后，变量S被保存在MATLAB 的工作空间（Workspace）中，以备后用。
1.3.2数值、变量和表达式一数值的记述MATLAB的数值采用习惯的十进制表示，可以带小数点或负号。
以下记述都合法。
3 -99 0.001 9.456 1.3e-34.5e33二变量命名规则●变量名、函数名是对字母大小写敏感的。
如：变量myvar和MyVar表示两个不同的变量。
sin是MATLAB定义的正弦函数名，但SIN,Sin等都不是。
●变量名的第一个字符必须是英文字母，最多可包含63个字符（英文、数字和下连符）。
如：myvar201是合法的变量名。
●变量名中不得包含空格、标点、运算符，但可以包含下连符。
如变量名my_var_201是合法的，且读起来更方便。
而my,var201由于逗号的分隔，表示的就不是一个变量名。
三MATLAB默认的预定义变量（Predefined Variable）表1.3-1 MATLAB中最常用的预定义变量预定义变量含义预定义变量含义ans 计算结果的默认变量名NaN或nan不是一个数（Not aNumber），如0/0，∞∞/eps 机器零阈值Inf或inf 无穷大，如1/0nargin 函数输入宗量数目i 或j 虚单元1-==jinargout 函数输出宗量数目pi 圆周率πrealmax 最大正实数realmin 最小正实数format longpi1/00/0realmaxrealmineps % 在采用IEEE浮点算法的计算机上，数值通常采用“占用64位内存的双精度”表示。
其相对精度是eps。
eps+1==1eps/2+1==1说明：●建议：用户在编写指令和程序时，应尽可能不对表1.3-1所列预定义变量名重新赋值，以免产生混淆。
●被0 除是允许的。
它不会导致程序执行的中断，只是在给出警告信息的同时，用一个特殊名称（如Inf，NaN）记述。
四运算符和表达式（1）经典教科书上的算术运算符在MATLAB 中的表达方式表1.3-2 MATLAB表达式的基本运算符数学表达式矩阵运算符数组运算符加b a+ a + b a + b 减b a- a - b a - b 乘b a⨯ a * b a .* b除b a÷ a / b 或b \ a a ./ b 或b .\ a幂b a a ^ b a .^ b( ) ( ) ( ) 圆括号〖说明〗●因为MATLAB面向矩阵/数组设计，标量被看作)11( 的矩阵/数组。
●数组运算的“乘、除、幂”规则与相应矩阵运算根本不同。
数组运算符比矩阵运算符多一个“小黑点”。
●MATLAB用左斜杠或右斜杠分别表示“左除”或“右除”运算。
对标量而言，“左除”和“右除”的作用结果相同。
但对矩阵来说，“左除”和“右除”将产生不同的结果。
（2）MATLAB书写表达式的规则与“手写算式”几乎完全相同。
●表达式由变量名、运算符和函数名组成。
●表达式将按与常规相同的优先级自左至右执行运算。
●优先级的规定是：指数运算级别最高，乘除运算次之，加减运算级别最低。
●括号可以改变运算的次序。
●书写表达式时，赋值符“=”和运算符两侧允许有空格，以增加可读性。
五面向复数设计的运算——MATLAB特点之一为描述复数，虚数单位用预定义变量i 或j 表示。
●MATLAB的所有运算都是定义在复数域上的。
好处：在进行运算时，不必像其他程序语言那样把实部、虚部分开处理。
复数θi re=直角坐标表示和极坐标表示之+biaz=间转换：real(z) 给出复数z 的实部 θcos r a =。
imag(z) 给出复数z 的虚部θsin r b =。
abs(z) 给出复数z 的模 22b a +。
angle(z) 以弧度为单位给出复数z 的幅角ab arctan。
复数与平面上的点? 【例1.3-4】复数iez i z i z63212,21,34π=+=+=表达，及计算321z z z z =。