实验5说明

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《数字逻辑与计算机组成》实验讲义-实验5

《数字逻辑与计算机组成》实验讲义-实验5

实验5:单周期处理器的控制器设计实验一、实验目的1、理解随机访问存储器RAM和只读存储器ROM的操作原理。

2、理解指令类型与指令格式之间的关系,掌握取指部件、指令解析和立即数扩展器的设计方法。

3、理解每条目标指令的功能和数据通路,掌握单周期处理器的控制器设计方法。

二、实验环境Logisim-ITA V2.16.1.0。

三、实验内容1、利用Logisim中的RAM组件进行数据读写操作实验。

Logisim中RAM的地址位宽最多可设置为24位,数据位宽最多可设置为32位。

在属性窗口的数据接口中有三种不同的工作模式。

若设置为“分离的加载和存储引脚”模式,则有两个数据端口分别连接输入数据和输出数据(如图1所示);否则,使用同一数据端口连接数据总线。

注意:当设置数据位宽为32位时,采用按字编址方式(32位),而不是采用按字节编址方式。

图1 采用分离加载和存储模式的32位数据读取实验图实验要求RAM组件的地址位宽设置为12位,数据接口模式设置为分离的加载和存储引脚模式。

实验过程与验证步骤如下:(1)设置数据位宽为32位,即可访问空间大小为16KB;连接必要的输入输出信号并选择合适的控制信号;从0地址处开始顺序写入以下两个32位的十六进制数据:0x4E4A5543、0x53657200;然后再读出所存储的数据。

(2)设置数据位宽为8位,即可访问空间大小为4KB;将输出数据端口连接到如图2所示的文本终端TTY;从0地址开始顺序写入以下八个字节的十六进制数据:4E4A554353657200;然后按字节为单位读出并输出到文本终端TTY,观察显示的内容。

图2 采用分离加载和存储模式的8位数据读取实验图(3)Logisim中RAM和ROM组件的数据输入还可以采用Logisim十六进制编辑器和直接读取二进制编码文件的方法实现。

把鼠标移到存储器组件上,点击鼠标右键,则弹出菜单框(如图3所示),选中“编辑存储内容”,则打开Logisim十六进制编辑器(如图4所示),可按照存储器设置的数据位宽,直接使用键盘输入数据;输入数据后,可点击保存按钮,把输入的数据保存到数据镜像文件(image)中。

实验5-戴维南定理的验证

实验5-戴维南定理的验证

实验5-戴维南定理的验证实验5 戴维南定理的验证一、实训目的1. 验证戴维南定理的正确性,加深对该定理的理解。

2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二、原理说明1. 任何具有两个出线端的部分电路称为二端网络。

若网络中含有电源称为有源二端网络,否则称为无源二端网络。

戴维南定理:任何一个线性有源二端网络,对外电路来说,总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替,此电压源的电动势Us 等于这个有源二端网络的开路电压Uoc , 其等效内阻R 0等于该网络中所有独立源均置零(理想电压源视为短接,理想电流源视为开路)时的等效电阻。

诺顿南理指出:任何一个线性有源网络,总可以用一个电流源与一个电阻的并联组合来等效代替,此电流源的电流Is 等于这个有源二端网络的短路电流I SC ,其等效内阻R 0定义同戴维南定理。

Uoc (Us )和R 0或者I SC (I S )和R 0称为有源二端网络的等效参数。

2. 有源二端网络等效参数的测量方法 (1) 开路电压、短路电流法测R 0 在有源二端网络输出端开路时,用电压表直接测其输出端的开路电压Uoc ,然后再将其输出端短路,用电流表测其短路电流Isc ,则等效内阻为 Uoc R 0= ── Isc 如果二端网络的内阻很小,若将其输出端口短路U I ABI UOΔUΔIφscoc则易损坏其内部元件,因此不宜用此法。

(2) 伏安法测R 0 图5-1有源二端网络外特性曲线用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线,如图5-1所示。

根据 外特性曲线求出斜率tg φ,则内阻 △U U oc R 0=tg φ= ──=──△I Isc也可以先测量开路电压Uoc , 图5-2半电压法测R 0电路再测量电流为额定值I N 时的输出U oc -U N 端电压值U N ,则内阻为 R 0=──── I N(3) 半电压法测R 0 如图5-2所示,当负载电压为被测网络开 路电压的一半时,负载电阻(由电阻箱的读数 确定)即为被测有源二端网络的等效内阻值。

操作系统实验5-线程管理及控制

操作系统实验5-线程管理及控制

第4章线程管理与控制4.1 线程概念简介每个进程都拥有自己的数据段、代码段和堆栈段,这就造成了进程在进行切换等操作时都需要有比较复杂的上下文切换等动作。

为了进一步减少处理机的空转时间,支持多处理器以及减少上下文切换开销,进程在演化中出现了另一个概念——线程。

它是进程独立的一条运行路线,处理器调度的最小单元,也可以称为轻量级进程。

线程可以对进程的存空间和资源进行访问,并与同一进程中的其他线程共享。

因此,线程的上下文切换的开销比创建进程小很多。

同进程一样,线程也将相关的执行状态和存储变量放在线程控制块(TCB)。

一个进程可以有多个线程,也就是有多个线程控制块及堆栈寄存器,但却共享一个用户地址空间。

要注意的是,由于线程共享了进程的资源和地址空间,因此,任何线程对系统资源的操作都会给其他线程带来影响。

由此可知,多线程中的同步是非常重要的问题。

在多线程系统中,进程与进程的关系如图所示。

进程与线程关系4.2 Linu*多线程编程API与实验任务4.3.1 Linu*多线程编程API创建线程pthread_create()函数实际上就是确定调用该线程函数的入口点,在线程创建以后,就开始运行相关的线程函数,在该函数运行完之后,该线程也就退出了,这也是线程退出一种方法。

另一种退出线程的方法是使用函数pthread_e*it(),这是线程的主动行为。

这里要注意的是,在使用线程函数时,不能随意使用e*it()退出函数进行出错处理,由于e*it()的作用是使调用进程终止,往往一个进程包含多个线程,因此,在使用e*it()之后,该进程中的所有线程都终止了。

因此,在线程中就可以使用pthread_e*it()来代替进程中的e*it()。

由于一个进程中的多个线程是共享数据段的,因此通常在线程退出之后,退出线程所占用的资源并不会随着线程的终止而得到释放。

正如进程之间可以用wait()系统调用来同步终止并释放资源一样,线程之间也有类似机制,那就是pthread_join()函数。

实验5 探究平抛运动的特点

实验5 探究平抛运动的特点

实验探究平抛运动的特点探究平抛运动的特点。

根据运动的合成与分解原理,平抛运动可看作沿竖直方向和水平方向的两个分运动的合运动。

在水平和竖直两个方向中,先研究其中一个方向的运动规律,再设法分析另外一个方向的运动规律。

1.探究平抛运动竖直分运动特点的实验器材:小锤一个、两个相同的小铁球、平抛竖落仪一个。

2.探究平抛运动水平分运动特点的实验器材:斜槽、钢球、白纸、复写纸、铅垂线、铅笔、平抛铁架台(有背板及水平放置的可上下调节的挡板)。

1.探究平抛运动竖直分运动的特点如图甲所示,用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,做平抛运动;同时B球被松开,自由下落。

A、B两球同时开始运动。

观察两球哪个先落地。

分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,多次重复这个实验。

实验时,也可以用耳朵“听”来判断两球落地时刻的先后。

2.探究平抛运动水平分运动的特点在图乙所示的装置中,斜槽M末端水平。

钢球在斜槽中从某一高度滚下,从末端飞出后做平抛运动。

在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N,钢球飞出后,落到挡板上。

实验前,先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。

钢球落到倾斜的挡板上后,就会挤压复写纸,在白纸上留下印迹。

上下调节挡板N,通过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。

最后,用平滑曲线把这些印迹连接起来,就得到钢球做平抛运动的轨迹。

1.平抛运动竖直方向分运动的特点观察发现,A、B两球同时落地。

改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,重复实验时,两球在空中的运动时间和A球的水平初速度大小发生改变,但A、B两球总是同时落地。

说明A球在竖直方向的分运动与B球完全相同,平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。

2.平抛运动水平方向分运动的特点以小球出槽口时球心在白纸上的投影点为坐标原点,以水平方向为x轴,以竖直方向为y轴,建立坐标系。

因为平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,所以从起点开始,相邻相等时间间隔的竖直分位移之比为1∶3∶5∶…,据此可确定相等的时间间隔小球所在的位置,在x轴上从O点起,量出相等时间间隔内的水平位移,可知各段位移相等,故平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。

实验5动态磁滞回线

实验5动态磁滞回线

实验5 动态磁滞回线一、实验目的1、掌握磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念,加深对铁磁材料的主要物理量:矫顽力、剩磁和磁导率的理解。

2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和磁滞回线。

3、根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc的数值。

4、研究不同频率下动态磁滞回线的区别,并确定某一频率下的磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc数值。

5、改变不同的磁性材料,比较磁滞回线形状的变化。

二、实验仪器动态磁滞回线测试仪及示波器。

动态磁滞回线测试仪由测试样品、功率信号源、可调标准电阻、标准电容和接口电路等组成。

三、实验原理1、磁化曲线如果在由电流产生的磁场中放入铁磁物质,则磁场将明显增强,此时铁磁物质中的磁感应强度比单纯由电流产生的磁感应强度增大百倍,甚至在千倍以上。

铁磁物质内部的磁场强度H与磁感应强度B有如下的关系:B=μH对于铁磁物质而言,磁导率μ并非常数,而是随H的变化而改变的物理量,即μ=ƒ(H),为非线性函数。

所以如图1所示,B与H也是非线性关系。

铁磁材料的磁化过程为:其未被磁化时的状态称为去磁状态,这时若在铁磁材料上加一个由小到大的磁化场,则铁磁材料内部的磁场强度H与磁感应强度B也随之变大,其B-H 变化曲线如图1所示。

但当H增加到一定值(Hs)后,B几乎不再随H的增加而增加,说明磁化已达饱和,从未磁化到饱和磁化的这段磁化曲线称为材料的起始磁化曲线。

如图1中的OS端曲线所示。

图1 磁化曲线和μ~H曲线2、磁滞回线当铁磁材料的磁化达到饱和之后,如果将磁化场减少,则铁磁材料内部的B和H也随之减少,但其减少的过程并不沿着磁化时的OS段退回。

从图2可知当磁化场撤消,H=0时,磁感应强度仍然保持一定数值B=Br称为剩磁(剩余磁感应强度)。

若要使被磁化的铁磁材料的磁感应强度B减少到0,必须加上一个反向磁场并逐步增大。

当铁磁材料内部反向磁场强度增加到H=Hc时(图2上的c点),磁感应强度B才是0,达到退磁。

试验五AD、DA转换实验

试验五AD、DA转换实验

试验五. A/D、D/A转换实验一、实验目的1. 学习理解模/数信号转换和数/模转换的基本原理。

2. 掌握模/数转换芯片ADC0804和数/模转换芯片DAC0832的使用方法。

二、实验设备TD-PITE实验装置(带面包板)一套,实验用转换芯片两片,±12V稳压电源一台、运放两片、温度传感器、电位器(5.1KΩ)一个、电阻若干,面包板用导线若干,排线若干,万用表一个。

三、实验内容(1)设计A/D转换电路,采集可调电阻的输出电压。

连+5V电源,调节后的输出电压作为ADC0804的模拟输入量,然后进行A/D转换,转换结果由发光二极管上显示。

请填写实验数据表格:(2)将LM35 精密摄氏度温度传感器连+5V电源,输出电压直接作为ADC0804 的模拟输入量,然后进行A/D转换,转换结果经过计算得到摄氏度值放在内存变量上。

(多数温度传感器是针对绝对温度的,且线形较差。

LM35的输出电压与摄氏温度值成正比例关系,每10 mV 为 1 摄氏度。

)(3)设计D/A 转换,要求产生锯齿波、三角波、脉冲波,并用示波器观察电压波形。

四、实验原理1. 模数转换器ADC0804 简介ADC0804是用CMOS集成工艺制成的逐次比较型模数转换芯片。

分辨率为8位,转换时间为100μs,输入参考电压范围为0~5V。

芯片内有输出数据锁存器,与计算机连接时,转换电路的输出可以直接连接在CPU数据总线上。

图5.1 ADC0804引脚图启动信号:当CS#有效时,WR#可作为A/D转换的启动信号。

WR#高电平变为低电平时,转换器被清除;当WR#回到高时,转换正式启动。

转换结束:INTR#跳转为低电平表示本次转换已经完成,可作为微处理器的中断或查询信号。

RD#用来读A/D转换的结果。

有效时输出数据锁存器三态门DB0~DB7各端上出现8位并行二进制数码。

转换时钟:见下图,震荡频率为f CLK ≈ 1 / 1.1RC。

其典型应用参数为:R = 10KΩ,C = 150pF,f CLK≈ 640KHz,8位逐次比较需8×8 = 64个时钟周期,转换速度为100μs。

88-实验五 交换机各种信号音观察实验

88-实验五 交换机各种信号音观察实验

实验五交换机各种信号音观察实验一、实验目的通过本实验,让学生了解交换机运行时的各种信号音的应用。

二、实验器材1、程控交换机(已经正常运行,可以打通本局电话)。

可参照本局调试实验将交换机加载好数据,正常运行。

2、万用表若干(根据实验学生数量进行配置,下同)。

3、示波器若干4、电话机若干5、实验用维护终端若干三、实验内容说明通过硬件环境的搭建,使交换机正常运行后能打通电话,然后测试通话前后的各种信号音。

需要说明的是,由于有些示波器测量探头没有隔直流功能,因此在测量电话线上交流波形前应在测量探头和接地各串接0.5UF以上的电容来隔离直流分量.这样才能测量到交流波形信号.主要的信号音如下:1、拨号音2、回铃音3、忙音4、嚎鸣音(注:需要TSS板支持,如果无TSS板,该功能无法实现)实验连接图如下:四、实验步骤a)拨号音观测方法:A)、在电话机的电话线a、b线上接入示波器。

B)、电话机摘机,此时程控交换机将发送拨号音到电话线上。

C)、在20S之内,用示波器观察到所产生的信号波形就是拨号音。

D)重新观察需要重新挂机再摘机即可。

b)回铃音观测方法:A)、在电话机A的电话线a、b线上接入示波器。

B)、电话机摘机,拨打电话机B。

C)、在振铃期内,用示波器观察电话机A所产生的信号波形就是拨号音。

D)重新观察重复B、C步骤。

c)忙音测试方法:A)、在电话机A的电话线a、b线上接入示波器。

电话机B摘机B)、电话机A摘机,拨打电话机B。

C)、在振铃期内,用示波器观察电话机A所产生的信号波形就是忙音。

D)、重新观察重复B、C步骤。

d)嚎鸣音测试方法:(注:需要TSS板支持)A)、在电话机A的电话线a、b线上接入示波器。

B)、电话机A摘机,不拨号,60S钟以后,交换机将向电话机A 发送嚎鸣音。

C)、在振铃期内,用示波器观察电话机A所产生的信号波形就是忙音。

D)、重新观察重复B、C步骤。

实验报告一、画图1、画出信号音波形观测诗意图二、名词解释(红色为答案)1、拨号音:2、回铃音:3、忙音:三、思考题:1、信号音是由那块单板提供的?它所起的作用是什么?2、信号音频率是多少HZ?。

实验5 鲜乳的卫生检验解析

实验5  鲜乳的卫生检验解析

6.抗生素检查
原理:有抗生素,则抑制细菌的繁殖,TTC不被还原,不显色
无抗生素,则细菌大量繁殖,TTC指示剂被还原而显红色 方法:
(1)菌液制备。将嗜热链球菌接种入灭菌脱脂乳。置于37℃培养箱 中保温5-15h、然后再用灭菌脱脂乳以1︰1比例稀释备用 (2)取乳样9mL放入试管中, (3)置80℃水浴中保温5min。冷却至37℃以下 (4)加入菌液1mL (5)置36℃水浴锅中保温2h (6)加入4%TTC指示剂0.3mL (7)置36℃水浴中保温30min
5.掺假检查
(3)掺碱
取乳样5mL于试管,沿倾斜管壁轻轻加入0.04%溴麝
香草酚蓝溶液2~3滴,轻转试管2~3转(切忌使液体互
相混合),垂直静置2min观察液面间颜色。同时用正
常鲜乳做空白对照试验乳中。掺碱量显色对照表
掺碱量
(%) 无 0.05
Байду номын сангаас
0.1
0.3
0.5
0.7
1.0
1.5
颜色 黄色 浅绿色 绿色 深绿色 青绿色 淡蓝色 蓝色 深蓝色
5.掺假检查
(6) 掺入食盐
取5mL硝酸银(0.01N)溶液于试管中,再加2滴10% 铬酸钾溶液,混匀(呈红色,AgCrO4),取被检乳 1mL注入试管中,充分混匀。如果红色消失,溶液变为 黄色(铬酸钾溶液),说明乳中含氯量0.14%以上,折 合氯化钠量为0.23%以上,则此乳为异常乳。若红色不 变,则说明氯的含量低于指标为正常乳。同时用正常鲜乳 做空白对照试验。
➢实验报告
感官检查(5项) 掺假检查(6项) 抗生素检查(1项)
1. 感官检查
2. 比重/密度 3. 乳脂肪 4. 酸度 5. 掺假(掺水、掺淀粉或米汤、掺碱 、掺豆浆、
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实验5说明(函数和指针)
注意,在实验过程中,你编写的程序不要存放在桌面或者C盘,要存在D 盘上。

实验做完之后,会有4个文件:test5-1.c,test5-2.c,test5-3.c,test5-4.c,将这4个文件压缩为学号-姓名-实验5.rar,其中,学号是你自己的学号,姓名是你自己的姓名。

实验5提交截至时间:2011.6.7(第16周周二),22:00之前。

实验5提交地址:ftp://202.204.120.77/hanhui/计算机应用基础/homework/C 语言中各班文件夹中的实验5文件夹。

同学们在上机的时候,请选择开机菜单中的“Develop”项进入系统。

同学们在编写程序的时候,对于需要做注释的语句,要给出适当的注释。

第一部分
编写程序,程序名称命名为test5-1.c,完成如下任务:
(1)有很多物体,比如球体、立方体、圆柱体……,它们都有体积和表面积,要求求取哪个物体的体积和表面积,程序就必须输出那个物体的体积和表面积。

(2)编写球体子函数、立方体子函数、圆柱体子函数(思考一下,为什么形参中的体积和表面积必须用指针?),它们的功能是返回各自的体积和表面积。

(3)在主函数中调用三个子函数(思考一下,调用函数时,传递的实参是什么?),输入1时,输出球体的体积和表面积;输入2时,输出立方体的体积和表面积;输入3时,输出圆柱体的体积和表面积。

(4)在输入1、2或者3时,为了防止误输入,在主函数中要用do…while 语句实现纠错功能。

(思考一下,为什么用do…while语句会比较好?)
第二部分
编写程序,程序名称命名为test5-2.c,完成如下任务:
(1)编写求最大值子函数max、求最小值子函数min、求和子函数sum,它们函数头如下所示:
float max(float *p, int n)
float min(float *p, int n)
float sum(float *p, int n)
(2)在主函数main中定义一个一维数组a(数组元素的个数由你来定),调用上述子函数,分别求出数组的最大值、最小值、总和,并且输入结果。

(思考一下,调用子函数的时候,传递的实参是什么?)
第三部分
将下面一段程序存储为test5-3.c,读懂该程序的功能,并且对主函数和子函数中的变量、参数、以及执行语句做出注释,并且用注释的形式说明子函数的功能:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void main()
{
void inverse(char str[]);
char string[100];
printf("input string:");
gets(string);
inverse(string);
printf("inverse string:%s\n",string);
}
void inverse(char str[])
{
char t;
int i,j,m;
m=strlen(str);
for(i=0;i<=(m-1)/2;i++)
{
j=m-1-i;
t=str[i];
str[i]=str[j];
str[j]=t;
}
}
第四部分
将test5-3.c复制一份,重命名为test5-4.c:
(1)在test5-4.c中,将子函数inverse中的形参“char str[]”改写为指针类型“char *p”,子函数中相应的内容也要进行改写(思考一下,如何改写?)。

(2)主函数中子函数的声明部分也要改写。

(思考一下,函数调用部分要不要改写?)。

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