一級(jí)結(jié)構(gòu)工程師職業(yè)資格考試輔導(dǎo)資料

一、基本概念1信息、消息與信號(hào)1 信息科學(xué)已滲透到所有現(xiàn)代自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域，現(xiàn)代工程技術(shù)人員必須對(duì)其有所了解。

通信的目的是傳送包含消息內(nèi)容的信息。

工業(yè)監(jiān)控、地震預(yù)報(bào)、高效農(nóng)業(yè)、交通監(jiān)控、軍事偵察、市場(chǎng)信息、股市分析、新聞傳媒……信號(hào)與信息技術(shù)

消息、信息和信號(hào)三者的關(guān)系:

借助于某種信號(hào)形式，傳送各種消息，使受信者獲取消息中的信息。信源的作用是產(chǎn)生(形成)消息消息帶有送給收信者的信息（通信最終目的是傳遞信息）信息是經(jīng)加工為特定形式的數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)對(duì)接收者有意義，而且對(duì)當(dāng)前和將來(lái)的行動(dòng)或決策具有實(shí)際價(jià)值?？梢?jiàn):

①信息是一種被加工過(guò)的數(shù)據(jù); ②信息對(duì)于決策是有價(jià)值的。

數(shù)據(jù)：把消息按一定規(guī)則結(jié)構(gòu)形式表示出來(lái)，包括模擬與數(shù)字兩種形式。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是只取有限個(gè)離散值的數(shù)字序列。對(duì)于通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)是具有特定含義的電量或取值的信號(hào)序列，并能由數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。我們可以將以上關(guān)系比喻為： 信號(hào)是車，消息（媒體）是路，信息是貨例如，北京園博會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的記者用攝像機(jī)、話筒記錄下現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況的大量圖像和聲音—消息；官員的活動(dòng)、各國(guó)場(chǎng)館展現(xiàn)的界各地地域風(fēng)光—信息；接下來(lái)發(fā)信者把圖像、聲音轉(zhuǎn)換成電磁波等—電信號(hào)，通過(guò)衛(wèi)星電視、廣播等傳送到世界各地。①、模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào):模擬信號(hào)是指用連續(xù)變化的物理量表示的信息，其信號(hào)的幅度、頻率或相位隨時(shí)間連續(xù)變化;.模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的區(qū)別模擬信號(hào)(AnalogSignal)通常用一系列連續(xù)變化的電磁波或電壓信號(hào)表示；

數(shù)字信號(hào)(DigitalSignal)通常用斷續(xù)變化的電壓脈沖來(lái)表示。模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)通過(guò)PCM

(PulseCodeModulation)碼調(diào)制法量化為數(shù)字信號(hào)，例如采用8位編碼可將模擬信號(hào)量化為256個(gè)量級(jí)，數(shù)字信號(hào)一般通過(guò)對(duì)載波進(jìn)行移相(PhaseShift)的方法轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。

2、信號(hào)的主要概念②.模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸 PCM脈沖編碼調(diào)制是目前用得比較廣泛的模擬語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化的方法，主要包括抽樣、量化與編碼三個(gè)過(guò)程。抽樣是把時(shí)間連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間上離散、幅度連續(xù)的抽樣信號(hào);量化是把時(shí)間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號(hào)轉(zhuǎn)成時(shí)間離散、幅度離散的數(shù)字信號(hào);編碼就是把抽樣并量化的量化值變換成一組二進(jìn)制碼組的過(guò)程，此時(shí)信號(hào)稱為PM信號(hào)。編碼后的二進(jìn)制碼組經(jīng)數(shù)字信道傳輸，在接收端，經(jīng)過(guò)譯碼和濾波，還原為模擬信號(hào)。模擬信號(hào)數(shù)字化的過(guò)程模擬信號(hào)抽樣信號(hào)量化信號(hào)數(shù)字信號(hào)幅值隨時(shí)間連續(xù)變化的連續(xù)時(shí)間信號(hào)幅值量化后用二進(jìn)制代碼表示的離散時(shí)間信號(hào)7信息技術(shù)基礎(chǔ)8信息技術(shù)基礎(chǔ)無(wú)論信號(hào)多么復(fù)雜，其數(shù)據(jù)可以表示成時(shí)間的函數(shù)，“信號(hào)”與“函數(shù)”常常相互通用。2.時(shí)間信號(hào)的分類信號(hào)

確定性信號(hào)

隨機(jī)信號(hào)連續(xù)信號(hào)離散信號(hào)周期信號(hào)非周期信號(hào)正弦信號(hào)非正弦信號(hào)⑴、確定性信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)按信號(hào)是否可以預(yù)知?jiǎng)澐执_定性信號(hào)---可以表示成確定時(shí)間函數(shù)的信號(hào)如f(t)=2cos2πt

等。隨機(jī)信號(hào)---只能知道在某時(shí)刻取某一數(shù)值的概率， 不能表示成確定時(shí)間函數(shù)的信號(hào)。9 通常除了專用設(shè)備發(fā)出的有規(guī)律的信號(hào)外，通信系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)都是隨機(jī)信號(hào)。 本部分內(nèi)容只涉及確定性信號(hào)。⑵、連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)②離散信號(hào)---在某些不連續(xù)時(shí)間有確定數(shù)值的信號(hào)，在 這些離散時(shí)刻以外的時(shí)間，信號(hào)是無(wú)定義的。信息技術(shù)基礎(chǔ)11離散信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的區(qū)別

離散信號(hào)---時(shí)間離散，幅值連續(xù) 數(shù)字信號(hào)---時(shí)間幅值均離散連續(xù)信號(hào)與模擬信號(hào)的區(qū)別

連續(xù)信號(hào)---時(shí)間連續(xù)，幅值可以不連續(xù) 模擬信號(hào)---時(shí)間幅值均連續(xù)①連續(xù)信號(hào)---在某一時(shí)間范圍內(nèi)，對(duì)于一切時(shí)間值除了 有限個(gè)間斷點(diǎn)外都有確定函數(shù)值的信號(hào)f(t)。⑶、周期信號(hào)和非周期信號(hào)連續(xù)周期信號(hào)滿足:離散周期信號(hào)滿足:非周期信號(hào)是不滿足周期信號(hào)特性、不具有重復(fù)性的連續(xù)或離散信號(hào)。當(dāng)周期信號(hào)的周期為無(wú)窮大時(shí)，周期信號(hào)就變成了非周期信號(hào)。12信息技術(shù)基礎(chǔ)按信號(hào)是否具有重復(fù)性劃分不具有周期性的信號(hào)稱為非周期信號(hào)。描述信號(hào)的常用方法 （1）函數(shù)表達(dá)式f(t) （2）波形圖二、模擬信號(hào)了解基本信號(hào)特征，有助于分析復(fù)雜信號(hào)。⑴、直流信號(hào)

定義：1、模擬信號(hào)與信息15⑵、正弦信號(hào)定義： 放大器中，三級(jí)管集電極電流就是直流信號(hào)和交流信號(hào)的合成．作為電路的電源時(shí)，階躍信號(hào)的作用相當(dāng)于在t=0時(shí)接入單位直流電源，且保持不變。⑶、單位階躍信號(hào)階躍信號(hào)的物理實(shí)現(xiàn)即：函數(shù)在t=0處發(fā)生躍變，數(shù)值1為階躍的幅度，若階躍幅度為A，則可記為Aε(t)。延遲to后發(fā)生躍變的單位階躍函數(shù)可表示為：在負(fù)時(shí)間域幅值恒定為1而在t=0發(fā)生躍變到零的階躍信號(hào)可表示為:*、門信號(hào)

階躍信號(hào)可以組成另一個(gè)有用的信號(hào)定義：注意：門信號(hào)的幅值恒定為1，門的寬度（又稱脈寬），位置（t0）是可以任意選定的。門信號(hào)也可以用來(lái)截取信號(hào)，任意信號(hào)與門信號(hào)相乘以后都只保留了門信號(hào)中信號(hào)寬度部分。如圖(b),(c)所示的門信號(hào)分別表示為：斜坡信號(hào)也可以借助階躍信號(hào)簡(jiǎn)捷地表示為(4)、斜坡信號(hào)

定義：通常，斜坡信號(hào)是指從某一時(shí)刻開(kāi)始隨時(shí)間按比例增長(zhǎng)的信號(hào)。*、單位沖激信號(hào)

近代信息技術(shù)中的重要信號(hào)。

物理現(xiàn)象：出現(xiàn)的時(shí)間極短，產(chǎn)生的函數(shù)值很大，但效能不變。沖激信號(hào)定義：僅存在于t=0的瞬間，幅度為無(wú)限大，在圖像上用箭頭表示；同時(shí)，積分結(jié)果為１，圖象中用(1)表示。通常把該值稱作“沖激強(qiáng)度”（即：與橫軸圍成的面積）。電容上的電荷應(yīng)是電流的積分值，即：設(shè)：電容電壓初始值為零，充電電流從起始值開(kāi)始按指數(shù)規(guī)律下降。即：例如：RC串聯(lián)電路接通直流電源的情形。這1庫(kù)侖的電荷恰是曲線下的面積這意味著在t=0瞬間電源以無(wú)窮大電流給電容充電例如：RC串聯(lián)電路接通直流電源的情形。(5)、指數(shù)信號(hào)

指數(shù)信號(hào)的表達(dá)式:

①、實(shí)指數(shù)信號(hào)式中為實(shí)數(shù)，波形與的大小有關(guān)。當(dāng)時(shí)，信號(hào)隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)；當(dāng)時(shí)，信號(hào)不隨時(shí)間變化；當(dāng)時(shí)，信號(hào)隨時(shí)間的增長(zhǎng)而衰減。信號(hào)f(t)和的波形有時(shí)是不同的。常用的實(shí)指數(shù)信號(hào)是單邊的可以用階躍信號(hào)和實(shí)指數(shù)信號(hào)相乘獲得。，則成為虛指數(shù)信號(hào);

若ω=0，則成為實(shí)指數(shù)信號(hào)。26②、復(fù)指數(shù)信號(hào)

將實(shí)指數(shù)函數(shù)中的因子更換為一個(gè)復(fù)數(shù)Ｓ時(shí)就得到了復(fù)指數(shù)：根據(jù)歐拉公式：

指數(shù)信號(hào)可以表示為：

27信息技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)指數(shù)函數(shù)的實(shí)部包含了信號(hào)的余弦分量；虛部包含了信號(hào)的正弦分量。當(dāng)為等幅振蕩；Ｓ的虛部表征了正弦和余弦振蕩的角頻率：當(dāng)時(shí)Ｓ是實(shí)數(shù)，復(fù)指數(shù)就成了實(shí)指數(shù)信號(hào)。 的實(shí)部表征了正弦和余弦振蕩隨時(shí)間變化情況：當(dāng)為減幅振蕩；當(dāng)時(shí)為增幅振蕩；復(fù)指數(shù)信號(hào)雖然不能實(shí)際產(chǎn)生出來(lái)，但是他概括了多種情況，可以用它來(lái)描述各種基本信號(hào)。不僅如此，還可以利用復(fù)指數(shù)信號(hào)簡(jiǎn)化許多運(yùn)算和分析。因此，在信號(hào)分析中，復(fù)指數(shù)信號(hào)是最重要的基本信號(hào)。根據(jù)的不同取值，復(fù)指數(shù)信號(hào)可表示為下列幾種特殊信號(hào)：1．當(dāng)時(shí)，為直流信號(hào)；不難證明是周期為的周期信號(hào)。3．當(dāng)時(shí)，為正弦指數(shù)信號(hào)．2．當(dāng)時(shí)為實(shí)指數(shù)信號(hào)復(fù)雜信號(hào)可用簡(jiǎn)單信號(hào)運(yùn)算獲得

①、相加與相乘

設(shè)有信號(hào)

二者之和為

任意時(shí)刻的值是兩信號(hào)在該時(shí)刻值的和,可件見(jiàn)結(jié)果為門信號(hào)。30信息技術(shù)基礎(chǔ)2、模擬信號(hào)的運(yùn)算關(guān)系信息技術(shù)基礎(chǔ)

設(shè)有信號(hào)

，

則二者之積為

32信息技術(shù)基礎(chǔ)反轉(zhuǎn)延時(shí)②、反轉(zhuǎn)與延時(shí)

將信號(hào)的自變量t換為-t，可得到另一個(gè)信號(hào)，這稱為信號(hào)的反轉(zhuǎn)。 將信號(hào)的自變量t換為t±t0，可得到另一個(gè)信號(hào)，這稱為信號(hào)的延時(shí)。③、壓縮與擴(kuò)展

若將信號(hào)的自變量t換為at（a為正實(shí)數(shù)），則信號(hào)將在時(shí)間尺度上壓縮或擴(kuò)展。

33信息技術(shù)基礎(chǔ)a>1壓縮a<1擴(kuò)展④、微分與積分

設(shè)信號(hào)的微分表示為：

的積分表示為：34對(duì)于斜坡函數(shù)，其導(dǎo)數(shù)為階躍函數(shù)反之單位階躍函數(shù)的積分為斜坡函數(shù)：35信息技術(shù)基礎(chǔ)。例如，對(duì)于圖所示信號(hào)，可表示為：3、模擬信號(hào)的頻譜本部分以正弦函數(shù)(余弦函數(shù)亦統(tǒng)稱為正弦函數(shù))為基本信號(hào)，分析常用的周期信號(hào)的頻率特性表示方法。由于數(shù)學(xué)上的歐拉公式可知：

分解工具是傅里葉級(jí)數(shù)(對(duì)周期信號(hào))和傅里葉積分(對(duì)非周期信號(hào))。利用信號(hào)的正弦分解思想，系統(tǒng)的響應(yīng)可看作各不同頻率正弦信號(hào)產(chǎn)生響應(yīng)的疊加由于在信號(hào)分析中所用的獨(dú)立變量是頻率，故稱為頻域分析。(1).周期信號(hào)的頻譜分析周期信號(hào)是定義在(-∞，∞)區(qū)間內(nèi)，每隔一定周期T按相同規(guī)律重復(fù)變化的信號(hào)，它們可一般地表示為：當(dāng)周期信號(hào)滿足狄里赫利條件時(shí)，可用傅里葉級(jí)數(shù)表示為三角函數(shù)：傅里葉級(jí)數(shù)還可以寫(xiě)成：其中：不同周期信號(hào)的諧波構(gòu)成情況是不相同的，例如圖示的典型周期信號(hào)經(jīng)過(guò)傅立葉級(jí)數(shù)分解后的諧波分量描述形式分別為:圖8-2-4方波信號(hào)的諧波疊加隨著諧波次數(shù)k的增加，方波信號(hào)各個(gè)諧波的幅值按照的規(guī)律衰減，而它們的初相位卻保持不變。結(jié)論:周期信號(hào)頻譜是離散的頻譜。信號(hào)的幅度頻譜隨著諧波次數(shù)的增高而迅速減小。⑵、非周期信號(hào)的頻譜

非周期性函數(shù)不能直接用傅氏級(jí)數(shù)表示。但是把非周期函數(shù)看作一種在周期趨于無(wú)限大的周期函數(shù)時(shí)，求出其極限形式的傅氏級(jí)數(shù)展開(kāi)式，就得到了表示這種非周期函數(shù)的傅氏積分公式。根據(jù)傅式級(jí)數(shù)的指數(shù)式其中：

的頻譜是的函數(shù)，且為線狀的，其相鄰間隔(頻率差)為當(dāng)T越來(lái)越大時(shí)，Ck的值及相鄰譜線的間隔就越來(lái)越小，譜線就變成連續(xù)的，即Ck為的連續(xù)函數(shù)。而其幅度，將趨于無(wú)限小。我們定義：當(dāng)T→∞時(shí)，，而相鄰諧波之間的頻率差也越來(lái)越小，而相鄰諧波之間的頻率差也越來(lái)越小，現(xiàn)在可以把看作是一個(gè)連續(xù)變量ω。這樣取極限時(shí)上式可以寫(xiě)成傅里葉積分正變換傅里葉積分反變換非周期函數(shù)傅里葉變換對(duì)43信息技術(shù)基礎(chǔ)①、門函數(shù)的頻譜

對(duì)gr(t)進(jìn)行傅立葉變換

令：44信息技術(shù)基礎(chǔ)②、沖擊信號(hào)的頻譜

可見(jiàn)，沖擊函數(shù)的頻譜是連續(xù)的均勻頻譜。從而有變換對(duì)：45信息技術(shù)基礎(chǔ)③、直流信號(hào)的頻譜為t的偶函數(shù)，則可以表示為單位直流信號(hào)的頻譜是結(jié)論⑴、非周期信號(hào)的頻譜是連續(xù)頻譜。(2)、若信號(hào)在時(shí)域中持續(xù)時(shí)間有限，則其頻譜在頻域?qū)⒀由斓綗o(wú)限，這可簡(jiǎn)單地稱為時(shí)間有限，頻域無(wú)限。(3)、信號(hào)的脈沖寬度越窄則信號(hào)的帶寬越寬。習(xí)題１：周期信號(hào)中的諧波信號(hào)是(A)離散時(shí)間信號(hào) (B)數(shù)字信號(hào)(C)采樣信號(hào) (D)連續(xù)時(shí)間信號(hào)習(xí)題２：周期信號(hào)中的諧波信號(hào)頻率是(A)固定不變的 (B)連續(xù)變化的(C)按周期信號(hào)頻率的整倍數(shù)變化 (D)按指數(shù)規(guī)律變化習(xí)題３：周期信號(hào)的頻譜是(A)離散的 (B)連續(xù)的(C)高頻諧波部分是離散的，低頻諧波部分是連續(xù)的(D)有離散的有連續(xù)的無(wú)規(guī)律可循(D)(C)(A)4、模擬信號(hào)的處理信號(hào)是信息的載體，信號(hào)的處理服從于信息處理的需要， 信號(hào)的放大處理為的是信息的增強(qiáng)； 信號(hào)之間的算術(shù)運(yùn)算、微分積分運(yùn)算等是信息的變換； 信號(hào)的濾波、整形等則在于信息的識(shí)別和提取。(1)、模擬信號(hào)增強(qiáng)（放大）的要求—重點(diǎn)克服幾個(gè)問(wèn)題：①非線性問(wèn)題器件本身的非線性特性無(wú)法嚴(yán)格保持信號(hào)放大過(guò)程的線性變換關(guān)系，這導(dǎo)致信號(hào)放大之后出現(xiàn)波形的畸變(失真)。②頻率特性問(wèn)題儲(chǔ)能元件的影響，不能保證信號(hào)中的各次諧波成分獲得同等比例的放大效果，這導(dǎo)致放大后信號(hào)的諧波組分或頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。③噪聲與干擾問(wèn)題電路內(nèi)部的噪聲和外部的干擾信號(hào)導(dǎo)致放大后的信號(hào)中夾雜著其他的信號(hào)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)淹沒(méi)放大信號(hào)本身，導(dǎo)致無(wú)法對(duì)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別和應(yīng)用。2/6/2023BGD--xuyisheng(2)、模擬信號(hào)濾波從模擬信號(hào)中濾除部分諧波信號(hào)叫做濾波。濾波是從模擬信號(hào)中消除無(wú)用信的重要手段。按照濾波電路的工作頻帶命名： 分為低通濾波器(LPF) 高通濾波器(HPF)、 帶通濾波器(BPF) 帶阻濾波器(BEF)(3)、模擬信號(hào)變換在模擬系統(tǒng)中，信號(hào)的相加、相減、比例、微分及積分變換是常見(jiàn)的幾種信號(hào)變換。從信息處理的角度看，信號(hào)變換是從信號(hào)中提取信息的重要手段，例如：信號(hào)加減提取信息，通過(guò)比例變換增強(qiáng)信息，微分變換提取信號(hào)時(shí)間變化率信息，從積分變換提取信號(hào)對(duì)時(shí)間的累積信息等等。(4)、模擬信號(hào)識(shí)別從信息的角度講，信號(hào)識(shí)別是剔除夾雜在信號(hào)中的各種偽信息并保留原來(lái)的信息。各種濾波器特性都是非理想的，所以對(duì)于與信號(hào)頻率相近的夾雜信號(hào)，濾波方法無(wú)能為力。增強(qiáng)有用信號(hào)自身的強(qiáng)度，也是一種信號(hào)識(shí)別的常用方法。但是，對(duì)于微弱信號(hào)，由于電子噪聲信號(hào)也隨著信號(hào)的增強(qiáng)而增強(qiáng)，這種方法的效果是有限的。模擬信號(hào)識(shí)別的實(shí)際系統(tǒng)圖a：原始的調(diào)幅信號(hào)圖b：經(jīng)過(guò)單向?qū)幚砗?的調(diào)幅信號(hào)圖c：濾波器濾除高 頻載波信號(hào)后的信 號(hào)圖d：濾除直流信號(hào) 提取出來(lái)的真實(shí)信 號(hào)。（2009年）91、圖a所示電壓信號(hào)波形經(jīng)電路A變換成圖b波形，在經(jīng)電路B變換成圖c波形，那么，電路A和電路B應(yīng)依次選用：（A）低通濾波器和高通濾波器（B）高通濾波器和低通濾波器（C）低通濾波器和帶通濾波器（D）高通濾波器和帶通濾波器生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理應(yīng)用舉例濾波以前干擾嚴(yán)重濾波以后干擾去除三、數(shù)字信號(hào)與信息

數(shù)字信號(hào)。在電路中，它往往表現(xiàn)為突變電壓或電流，并且只有兩個(gè)可能的狀態(tài)（高電位１低電位０）。數(shù)字電路中的二極管和三極管多數(shù)工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。利用導(dǎo)通和截止兩種不同的工作狀態(tài)，代表不同的數(shù)字信息，完成信號(hào)的傳遞和處理任務(wù)。研究對(duì)象是輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的邏輯關(guān)系。需要使用新的代碼和數(shù)學(xué)工具，即邏輯代碼和邏輯代數(shù)。2/6/2023BGD--xuyisheng信息技術(shù)基礎(chǔ)㈠、數(shù)制和代碼1幾種常用進(jìn)制2.代碼

8421碼、 2421碼、 5211碼、

余3碼、余3循環(huán)碼 ASCII碼數(shù)制（由低位向高位進(jìn)位的規(guī)則）十進(jìn)制Decimal、二進(jìn)制Binary、十六進(jìn)制Hexadecimal、八進(jìn)制Octal2023/2/6BGD--xuyisheng十進(jìn)制數(shù)可以表示：N進(jìn)制數(shù)可以表示成：十進(jìn)制：以十為基數(shù)的記數(shù)體制，逢十進(jìn)一例如：123.45=1×102+2×101+3×100+4×10-1+5×10-2系數(shù)基數(shù)權(quán)十六進(jìn)制：二進(jìn)制：Ｋ＝0,1(101.11)2=1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-2=(5.75)10(2B.6F)16=2×161+11×160+6×16-1+15×16-2=(43.43359)10

2023/2/6BGD--xuyisheng3、數(shù)制轉(zhuǎn)換⑴、二－十轉(zhuǎn)換例：(1101.01)2=1×23+1×22+0×21+1×20

+0×2-1+1×2-2=(13.25)10

例1:將(25.8125)10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)解:分別轉(zhuǎn)換(25)10＝(11001)2

；除法

(０.8125)10＝(0.1101)2 ; 乘法⑵、十－二轉(zhuǎn)換2023/2/6BGD--xuyisheng⑶、十六進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換

十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制

十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制：通過(guò)二進(jìn)制轉(zhuǎn)化或者按照公式轉(zhuǎn)換。例2、(8FB.C5)16=8×162+15×161+11×160

+12×16-1+5×16-2

=(2299.7695)10

2023/2/6BGD--xuyisheng⑷二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換從低位開(kāi)始，每4位二進(jìn)制數(shù)可以寫(xiě)成1位十六進(jìn)制數(shù)。從低位開(kāi)始，每1位十六進(jìn)制數(shù)可以寫(xiě)成4位二進(jìn)制數(shù)。例3：10101001011B=8AH=10001010B

54BH在數(shù)的表示方面，常用十六進(jìn)制數(shù)表示二進(jìn)制數(shù)，使之更加簡(jiǎn)練。2023/2/6BGD--xuyisheng60、(70)10的二進(jìn)制數(shù)是（ ）

A、(0011100)2

Ｂ、(1000110)2

Ｃ、(1110000)2

Ｄ、(0111001)2

61、將(10010.0101)2轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)是（ ）

A、36.1875 B、18.1875

C、18.3125 D、36.3125

62、將(11010010.01010100)2表示成十六進(jìn)制數(shù)是（）

A、(D2.54)H B、D2.54

C、(D2.A8)H D、(D2.54)BBCA2023/2/6BGD--xuyisheng4、二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算無(wú)符號(hào)數(shù)：全部位表示真值。默認(rèn)為正數(shù)。1）有符號(hào)數(shù)與無(wú)符號(hào)數(shù)

有符號(hào)數(shù)：用最高位表示符號(hào),其余表示真值。

0——+（正）； 1——-（負(fù)）例4：用8位二進(jìn)制有符號(hào)數(shù)表示下列數(shù)

+38=-73=00100110B=26H11001001B=C9H2023/2/6BGD--xuyisheng2）有符號(hào)數(shù)的原碼

用符號(hào)+真值的方式表示:[X]原3）有符號(hào)數(shù)的反碼[X]反對(duì)于正數(shù)，[X]反=[X]原對(duì)于負(fù)數(shù)，符號(hào)不變其余各位取反 （01，10）。對(duì)于n位二進(jìn)制數(shù)，反碼的范圍是

（1-2n-1

）——（2n-1-1）如，n=8,則反碼范圍是 -127—127（10000000—01111111）2023/2/6BGD--xuyisheng4）補(bǔ)碼的運(yùn)算補(bǔ)碼運(yùn)算，可以將減法變?yōu)榧臃ㄟ\(yùn)算，使運(yùn)算更為簡(jiǎn)單。運(yùn)算規(guī)則：2023/2/6BGD--xuyisheng補(bǔ)碼運(yùn)算：負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼=數(shù)值位逐位求反(反碼)+1

如+5=（00101）

-5=（11011）通過(guò)補(bǔ)碼，可以將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)化為加法運(yùn)算。即：減去一個(gè)數(shù)用加上該數(shù)的補(bǔ)碼來(lái)實(shí)現(xiàn)2023/2/6BGD--xuyisheng例5：用補(bǔ)碼運(yùn)算25+（-46）=（25）補(bǔ)=00011001（-46）補(bǔ)=（10101110）補(bǔ)

=(11010010)B00011001+1101001011101011（11101011）補(bǔ)

=10010101=-21-212023/2/6BGD--xuyisheng例：用二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算求出13＋10

、13－10、－13＋10、－13－10結(jié)論：將兩個(gè)加數(shù)的符號(hào)位和來(lái)自最高位數(shù)字位的進(jìn)位相加，結(jié)果就是和的符號(hào)解：2023/2/6BGD--xuyisheng6）運(yùn)算中的溢出問(wèn)題溢出：當(dāng)運(yùn)算結(jié)果超過(guò)了數(shù)的表示范圍，使 符號(hào)發(fā)生了變化，稱為產(chǎn)生了溢出。例6：-23-123=-146<-128-----8位二進(jìn)制數(shù)有溢出

[-23]補(bǔ)+[-123]補(bǔ)=

111010011000010101101110X2023/2/6BGD--xuyisheng溢出的判斷——雙進(jìn)位法設(shè)次高位向最高位的進(jìn)位為Cs， 最高位向上一位進(jìn)位為Cs+1， 溢出為“OV”，則有：OV=CsCs+1規(guī)律：同號(hào)相減或異號(hào)相加無(wú)溢出；同號(hào)相加或異號(hào)相減可能有溢出也可 能無(wú)溢出。1110100110000101011011102023/2/6BGD--xuyisheng例7：1110100110000101101101110[-23]補(bǔ)+[-123]補(bǔ)Cs+1=1Cs=0OV=CsCS+1=01=1結(jié)論：有溢出，應(yīng)增加位數(shù)。2023/2/6BGD--xuyisheng不同的數(shù)碼可用來(lái)表示不同的事物。這些數(shù)碼并不表示數(shù)量大小，只是表示不同事物的代號(hào)而已。為了便于記憶和處理，在編制代碼時(shí)總要遵循一定的規(guī)則，這些規(guī)則就叫做碼制。在4位二進(jìn)制數(shù)碼表示1位十進(jìn)制數(shù)的0-9這十個(gè)狀態(tài)時(shí)，就有多種不同的碼制。通常將這些代碼稱為二—十進(jìn)制代碼，簡(jiǎn)稱BCD(BinaryCodedDecimal)代碼。5.數(shù)字信號(hào)的代碼

2023/2/6BGD--xuyisheng⑴.幾種常用的BCD碼十進(jìn)制數(shù)8421碼余3碼2421碼5211碼余3循環(huán)碼0123456789000000010010001101000101011001111000100100110100010101100111100010011010101111000000000100100011010010111100110111101111000000010100010101111000100111001101111100100110011101010100110011011111111010102023/2/6BGD--xuyisheng8421BCD碼

8421BCD碼是有權(quán)碼。各位的權(quán)值分別為8、4、2、1，雖然8421BCD碼的權(quán)值與四位自然二進(jìn)制碼的權(quán)值相同，但二者是兩種不同的代碼。8421BCD碼只是取用了四位自然二進(jìn)制代碼的前10種組合。余3碼 余3碼是8421BCD碼的每個(gè)碼組加0011形成的。余3碼各位無(wú)固定權(quán)值，故屬于無(wú)權(quán)碼。

★如果將兩個(gè)余３碼相加，和數(shù)為１０時(shí)，正好等于１６進(jìn)制的１０Ｈ，于是便從高位自動(dòng)產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)。

★在余三碼中0-9,1-8,2-7,3-6,4-5互為反碼，便于求對(duì)于１０的補(bǔ)碼。

2023/2/6BGD--xuyisheng5211碼

恒權(quán)代碼。學(xué)了計(jì)數(shù)器的分頻作用后可以發(fā)現(xiàn)，如果按8421碼接成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，觸發(fā)器輸出脈沖對(duì)于計(jì)數(shù)脈沖的分頻比從低位到高位依次為5:2:1:1。這種對(duì)應(yīng)關(guān)系在構(gòu)成某些數(shù)字系統(tǒng)時(shí)很有用。余3循環(huán)碼變權(quán)代碼，每一位的1在不同代碼中并不代表固定的數(shù)值。特點(diǎn)是相鄰的兩個(gè)代碼之間僅有一位的狀態(tài)不同。因此，按余3循環(huán)碼接成計(jì)數(shù)器時(shí)，每次狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中只有一個(gè)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，譯碼時(shí)不會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象。2421碼

恒權(quán)代碼它的0-9,1-8,2-7,3-6,4-5也互為反碼，這一點(diǎn)與余3碼相仿。2023/2/6BGD--xuyisheng⑵.BCD碼與ASCII碼 都屬于編碼問(wèn)題1）BCD碼 用二進(jìn)制表示十進(jìn)制數(shù)。 形式上是二進(jìn)制數(shù)，本質(zhì)上是十進(jìn)制數(shù)。 例如：58D=01011000B=58H26D=00100110B=26H 58+26=84=10000100B=84H2023/2/6BGD--xuyisheng注意：因?yàn)楸举|(zhì)上是十進(jìn)制所以：有十個(gè)有效碼： 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 在用二進(jìn)制或16進(jìn)制表示時(shí)，出現(xiàn)A，B，C，D，E，F(xiàn)都屬于非法碼。在運(yùn)算中，遵循逢十進(jìn)一的原則。在運(yùn)算中出現(xiàn)非法碼需要修正。2023/2/6BGD--xuyishengBCD碼的表示常用8421碼表示。BCD碼用兩種基本形式： 壓縮BCD碼和非壓縮BCD碼. 壓縮BCD碼:用4位二進(jìn)制表示一位BCD碼。 例如：123=000100100011 非壓縮BCD碼：用8位二進(jìn)制表示一位BCD碼 例如： 123=0000000100000010000000112023/2/6BGD--xuyisheng(2009年）88、七段顯示器的各段符號(hào)如圖所示，那么，字母“E”的共陰極七段顯示器的顯示碼abcdefg應(yīng)該是：（A）1001111（B）0110000（C）10110111（D）100010012023/2/6BGD--xuyishenggfedcba

半導(dǎo)體數(shù)碼管

由七段發(fā)光二極管構(gòu)成a

b

c

d

e

f

g

01100001101101低電平時(shí)發(fā)光高電平時(shí)發(fā)光共陽(yáng)極接法abcgdef+dgfecbagfedcba共陰極接法abcdefg2023/2/6BGD--xuyishengASCII碼ASCII是AmericanNationalStandardCodeforInformationInterchange美國(guó)國(guó)家信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼的簡(jiǎn)稱。常用于通訊設(shè)備和計(jì)算機(jī)中。它是一組八位二進(jìn)制代碼，用1～7這七位二進(jìn)制代碼表示十進(jìn)制數(shù)字、英文字母及專用符號(hào)。第八位作奇偶校驗(yàn)位（在機(jī)中常為0）。2023/2/6BGD--xuyishengASCII碼DELo_O?/USSI1111~n^N>.RSSO1110}m]M=-GSCR1101|l\L<,FSFF1100{k[K;+ESCVT(home)1011zjZJ:*SUBLF(linefeed)1010yIYI9)EMHT(tab)1001xhXH8(CANBS1000wgWG7’ETBBEL(beep)0111vfVF6&SYNACK0110ueUE5%NAKENQ0101tdTD4$DC4EOT0100scSC3#DC3ETX0011rbRB2”DC2STX0010qaQA1!DC1SOH0001p`P@0SPDLENUL(null)0000111110101100011010001000b4b3b2b1b7b6b52023/2/6BGD--xuyisheng6數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)

數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)問(wèn)題簡(jiǎn)單的說(shuō)就是只要將0或5V信號(hào)數(shù)字電壓按原來(lái)的順序保持在一個(gè)電路中即可。當(dāng)前數(shù)字系統(tǒng)中普遍采用的信息存儲(chǔ)器正是根據(jù)這種簡(jiǎn)單的方案設(shè)計(jì)制作的。（市場(chǎng)上：ROM、RAM…)便于存儲(chǔ)是數(shù)字信號(hào)得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要原因。相比之下，模擬信號(hào)由于是連續(xù)取值的信號(hào)，它的存儲(chǔ)在技術(shù)上十分困難，這個(gè)問(wèn)題尚未得到理想的解決方法。2/6/2023BGD--xuyisheng信息技術(shù)基礎(chǔ)四、模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)真實(shí)地反映原始形式的物理信號(hào)，是信息處理的主要對(duì)象，而數(shù)字信號(hào)是信息的編碼形式，可以用電子電路或電子計(jì)算機(jī)方便、快速地對(duì)它進(jìn)行傳輸、存儲(chǔ)和處理。將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，從而將模擬信號(hào)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)處理，是現(xiàn)代信息技術(shù)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容?，F(xiàn)代數(shù)字化信息系統(tǒng)的基本組成。2/6/2023BGD--xuyisheng信息技術(shù)基礎(chǔ)采樣信號(hào)是一種可連續(xù)取值的離散時(shí)間信號(hào)。

采樣過(guò)程在采樣脈沖的控制下進(jìn)行，它的基本原理如圖示：2/6/2023BGD--xuyisheng信息技術(shù)基礎(chǔ)1、信號(hào)的采樣與采樣定理

采樣信號(hào)是一種可連續(xù)取值的離散時(shí)間信號(hào)。

采樣過(guò)程在采樣脈沖的控制下進(jìn)行，它的基本原理如圖示：采樣脈沖的頻率稱為采祥頻率。采樣定理：采樣頻率為被采樣信號(hào)帶寬的2倍以上通常在采樣之前需要對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，包括濾波、放大等，以消除經(jīng)過(guò)傳感器變換或其他系統(tǒng)噪音帶來(lái)的干擾，并增強(qiáng)模擬信號(hào)的幅值;在采樣之后也要對(duì)離散的采樣信號(hào)進(jìn)行濾波處理。以保證采樣后的信號(hào)不丟有用信息的重要措施。2/6/2023BGD--xuyisheng信息技術(shù)基礎(chǔ)2、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換

(D/A:Digital-to-Analog)