通信原理好題集錦.doc

1黑白電視圖像每幀含有個像素，每個像素有16個等概出現(xiàn)的亮度等級。要求每秒鐘傳輸30幀圖像，若該信道輸出信號噪聲功率比S/N=30dB，計算傳輸該黑白電視圖像所要求的信道的最小帶寬。解：每個像素攜帶的平均信息量為：H（x）=16bit/符號=4bit/符號一幀圖像的平均信息量為：bit/張=bit/張每秒鐘傳輸30幀圖像時的信息速率為：由信道容量，得到所以 即信道帶寬至少應為3.61MHz。1.3.1填空題1. 通信系統(tǒng)主要由發(fā)射機、信道和接收機三部分組成。2. 信息的含義是：對消息不確定性的度量。3. 設一個數字傳輸系統(tǒng)傳送二進制碼元的速率為2400B，則該系統(tǒng)的最大信息速率為2400bit/s;若該系統(tǒng)改為傳送十六進制碼元，碼元速率不變，這是系統(tǒng)的最大信息速率為9600bit/s。4. 衡量通信系統(tǒng)質量優(yōu)劣的兩個主要指標是有效性和可靠性。5. 四元信源的四個符號出現(xiàn)的概率分別為1/2，1/4，1/8，1/8，信源熵為1.75bit/符號，理論上，四源信源的最大熵為2bit/符號。6. 某離散信源輸出二進制符號，在等概條件下，每個二進制符號攜帶1bit信息量；在不等概條件下，每個二進制符號攜帶的信息量小于1bit。1.3.2 簡答題1. 什么是通信系統(tǒng)的誤碼率和誤信率？兩者是否相等？答案：誤碼率是碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率。誤信率是指信息在傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率。對二進制碼元傳輸系統(tǒng)而言，兩者在數值上相等。多進制時，兩者在數值上不相等。2. 什么是數字通信？數字通信的優(yōu)缺點是什么？答案：數字通信的基本特征是：它傳送的信號是“離散”或數字的。優(yōu)點是：抗干擾能力強、差錯可控、易于與各種數字終端接口、易于集成化、易于加密處理；缺點是：系統(tǒng)復雜，例如需要增加同步子系統(tǒng)、與模擬信號相比所需要較多的信道帶寬。2. 二進制編碼和二進制數據二進制編碼是計算機內使用最多的碼制，它只使用兩個基本符號0和1，并且通過由這兩個符號組成的符號串來表示各種信息。二進制的數值數據亦是如此，計算其所代表的數值的運算規(guī)則是：m-1N = Di * 2i （2.4） Di 的取值為0或1i = -k例如 (1101.0101) 2 = (13.3125) 10 。等號左右兩邊括號內的數字為兩個不同進制的數字，括號右下腳的2和10分別指明左右兩邊的數字為二進制和十進制的數。按公式（2.4），計算二進制的1101.0101的實際值為:1*23+1*22+0*21+1*20+0*2-1+1*2-2+0*2-3+1*2-4=8+4+1+0.25+0.0625 = 13.3125從式中可以進一步看到，由于二進制只用0和1兩個符號,在計算二進制位串所代表的實際值時, 只需把符號為1的那些位的位權相加即可, 則上式變?yōu)?23 + 22 + 20 + 2-2 + 2-4 = 13.3125熟悉地記清二進制數每位上的位權是有益的。當位序號為0-12時, 其各位上的位權分別為1、2、4、8、16、32、64、128、256、512、1024、2048和4096。數字化信息編碼的概念和二進制編碼的知識 一、數字化信息編碼的概念 1.信息： 計算機能夠處理的如數值、文字、符號、語音、圖形等數據稱為信息。 2.編碼: 就是用少量、簡單的基本符號,選用一定的組合規(guī)則,以表示大量復雜多樣的信息。如12345，Computer就是現(xiàn)實生活的典型例子，計算機中使用的是二進制編碼又稱基二碼。 3.二進制編碼的作用 (1) 基二碼在物理上最容易實現(xiàn)。如觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)定的 狀態(tài)可表示0和1，又很方便地實現(xiàn)翻轉。 (2)二進制算術運算規(guī)則簡單,為提高了計算機的運算速度,降低實現(xiàn)成本奠定了基礎; (3)基二碼的兩個基本符號“0”和“1”能方便地與邏輯命題的“否”和“是”，或稱“真”和“假”相對應。 二、二進制編碼和碼制轉換 1.數制與進位記數法 首先我們通過十進制數引入一些基本概念。 （1）十進制數只用十個基本符號0，1，2，3，4，5，6，7，8，9.稱十進制為基10數制，10為該數制的基。 （2）十進制數 N=1998.67可表示成 N=110 3 +910 2 +910 1 + 810 0 +610 -1 + 710 -2 一般的十進制數表示為: 稱10 i （-k i m-1）為位權，D ? 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 因此十進制又稱有權的基10數制。 推廣到任意進制 在進位記數的數字系統(tǒng)中,若只用r個基本符號排列起來的符號串表示數值,則稱其為基r數制,假定用m+k個自左向右的符號Di表示數值N,即N=D m-1 D m-2 D 1 D 0 D -1 D -2 D -k 符合逢r進位的規(guī)則。 2.二進制編碼和二進制數據 一般的二進制數表示為: 其中D ? 0, 1 如 (1101.0101) 2 = 12 3 +12 2 +02 1 +10 0 +02 -1 +12 -2 + 12 -4 =8+4+1+0.25+0.0625=13.3125 應該熟記二進制位權： 2 0 =1 2 1 =2 2 2 =4 2 3 =8 2 4 =16 2 5 =32 2 6 =64 2 7 =128 2 8 =256 2 9 =512 2 10 =1024 2 11 =2048 2 12 =4096 常用的四種進制的比較 1. 二進制只有兩個不同的符號：0，1。計數方法是逢二進一。 2. 八進制有八個不同的符號：0，1，2，3，4，5，6，7。計數方法是逢八進一。 3. 十六進制有十六個不同的符號：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)。計數方法是逢十六進一。 4. 十進制有十個不同的符號：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。計數方法是逢十進一。 二、八、十和十六進制數的對應關系 二進制數 八進制數 十進制數 十六進制數 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 3.數制轉換 （1）十進制數轉換成二進制 十進制整數轉換成二進制數：除二取余法 如 (25)10=(11001)2 轉換過程如下： 注意：最后取二進制數的順序 技巧：若熟練掌握了2n的值，則可快速轉換。 如 (25)10=16+8+1=24+23+1= (11001)2 注意：最后取二進制數的順序 十進制小數轉換成二進制小數：乘二取整法 如 (0. 65)10=(0.1010)2 只取小數點后4位，轉換過程如下 （2）二進制數轉換成十進制 方法是：按權展開求和 如 (1100101) 2 =2 6 + 2 5 + 2 2 + 2 0 =64+32+4+1=(101) 10 （3）十進制數轉換成八進制 方法是：除八取余 如 (1702) 10 =( 3246) 8 （4）十進制數轉換成十六進制 方法是：除十六取余 如 (1702) 10 =( 6A6) 16 （5）二進制與八進制之間的轉換 二進制數轉換成八進制的方法是：將二進制數以小數點為界，整數部分從低位向高位，小數部分從高位向低位，每三位分為一組，不足三位要補上0。將每組的二進制數轉換成對應的八進制數即可。 如： 八進制數轉換成二進制的方法是：將每一位八進制數變成三位二進制數即可。 如： （6）二進制與十六進制之間的轉換 二進制數轉換成十六進制的方法是：將二進制數以小數點為界，整數部分從低位向高位，小數部分從高位向低位，每四位分為一組，不足四位要補上0。將每組的二進制數轉換成對應的十六進制數即可。 如： 4.二進制的運算規(guī)則：加法注意1+1有進位；減法注意0-1有借位；邏輯運算僅對兩個對應的二進制位進行，與相鄰的高低位的值無指令和指令系統(tǒng)概述作者：佚名來源：發(fā)布時間：2010-4-15 14:35:14收 藏 評 論指令和指令系統(tǒng)概述 基本概念 指令：引起計算機執(zhí)行某種操作的最小的功能單位。 指令系統(tǒng)：一臺計算機的全部指令的集合。 CISC：復雜指令系統(tǒng)計算機的簡稱。 RISC：簡化指令系統(tǒng)計算機的簡稱。 指令格式：一條指令由操作碼和操作數地址碼兩部分組成。一般是如下格式： 操作碼 操作數地址碼 操作碼：指明本條指令的操作功能。如算術運算、邏輯運算、存數、取數、轉移等。每條指令分配一個確定的操作碼。 操作數地址碼：指出該條指令涉及的操作數的地址。 操作碼：指明本條指令的操作功能。如算術運算、邏輯運算、存數、取數、轉移等。每條指令分配一個確定的操作碼。 操作數地址碼：指出該條指令涉及的操作數的地址。 一、操作碼的組織與編排 有三種組織方式： 1、定長的操作碼：每條指令的的操作碼均相同，即用固定長度的若干位表示操作碼。 優(yōu)點：簡化了計算機的硬件設計，提高了指令譯碼和識別速度。 缺點：當指令長度較短時，操作數地址的位數就會嚴重不足。 因此定長的操作碼適用于計算機字長較長的計算機指令系統(tǒng)。 2、變長的操作碼：指令的的操作碼長度不盡相同，將使用頻率較高而地址碼要求較多的的指令用較少位表示操作碼；而對那些地址碼位數要求較少的指令，用較多位表示操作碼；對那些無操作數的指令，整個指令字均用作操作碼。 如PDP-11計算機是16位的小型機，它的變長的操作碼舉例如下： 7位操作碼： 0 1 1 1 X X X 地址碼1 地址碼2 8位操作碼： 1 0 0 0 0 X X X 位移或常數 10位操作碼： 1 0 0 0 0 1 0 1 X X 目標地址 16位操作碼： 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X X 優(yōu)點：在比較短的指令字中，既能表示出比較多的指令條數，又能盡量滿足操作數地址的要求。 缺點：增加了硬件設計的復雜性。 以上兩種方案，操作碼一般在指令字的最高位部分。 3、操作碼與操作數地址有所交叉的方案特點：不同的指令操作碼長度不同，而且與表示操作數地址碼的字段有所交叉。 二、操作數地址的設計安排 1、無操作數指令：指令中不涉及操作數或使用約定的操作數。如停機指令、空操作指令、關中斷及堆棧操作指令。 2、單操作數指令：指令中只涉及一個操作數或還使用另一約定的操作數。例如：寄存器內容加1、減1指令；與外設交換數據的指令，只在指令中指明外設地址，而把接受或送出的寄存器約定下來；另外一種情況是采用單一累加器的計算機中約定目的操作數和保存結果都使用唯一的累加器，指令中只表示一個源操作數即可。 3、雙操作數指令：指令中要指出目的操作數和源操作數的地址，其中目的操作數地址還用于保存運算結果。 4、多操作數指令：如三操作數指令，指令中不僅要指出目的操作數和源操作數的地址，還要指出保存運算結果的去處。 三、關于指令的分類 下面是按指令的功能來分類 1、算術與邏輯運算指令：這是每臺計算機必須要有的指令。這類指令不僅給出運算結果，還有結果的有關特征。 2、移位操作指令：包括算術移位（主要是右移）、邏輯移位、循環(huán)移位三種。 3、數據傳送指令：實現(xiàn)通用寄存器之間、存儲器之間、通用寄存器與存儲器之間、通用寄存器與外設接口之間的數據傳送。 4、轉移指令、子程序調用與返回指令： 轉移指令分為無條件轉移指令和條件轉移指令兩種。二者相同之處是在指令中必須給出轉移地址；不同之處是條件轉移指令還必須在指令中給出轉移的條件（程序狀態(tài)字C、Z、V、S）。 子程序調用與返回指令是一種特殊的轉移指令，二者要配合使用。子程序又分為用戶自己編寫