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目录 1

第一章　计算机信息系统工程基础 1

一、历史与发展 5

二、基本知识 10

1．典型通用计算机的特点 10

2．I/O通道与优先／中断系统 14

3．系统的时间源 20

三、系统的结构与部件功能概述 24

1．标准外部设备 24

2．一次仪表 28

3．外围通道 28

4．接口 29

四、香农采样定理与信号的采样过渡过程 31

五、实时控制软件概述 39

1．软件与实时软件 40

2．实时软件特点 43

六、系统的现状和发展方向 44

1．系列化与标准化 45

2．微型化与集成化 46

3．激光技术在系统中的应用 47

4．大型自动信息系统组织布局的新途径 49

附录一　典型使用的交换码 52

附录二　交换码中操作符号（我国部颁标准）与国际标准化组织（ISO）符号对照表 60

附录三　微型化集成组件典型产品 61

附录四　微型计算机典型规格 63

附录五　国产系列计算机指标 64

参考文献 66

一、一次仪表的选择 68

第二章　一次仪表的选择、联机与发展 68

1．一次仪表的主要技术指标 71

2．联机用传感器的选择技术 74

3．典型传感器中的技术问题 75

二、传感器的数字化 91

1．变频型真实数字化传感器 92

2．激光偏振式压力数字传感器 94

3．声表面波及激光光栅式传感器 98

三、其他物理效应的应用 100

1．耿氏效应 100

2．霍尔效应 101

四、计算机系统对传感器误差的自动校准 102

1．零点误差及零点漂移的程序补偿 103

2．非线性度的自动校准 108

五、集成光学传感器概述 112

1．集成光学数字化传感器 113

2．集成环形行波激光传感器 116

六、一次仪表、系统与近代基础研究间的关系 117

参考文献 118

第三章　多点切换器技术 119

一、功能及主要技术指标 119

1．运行原理 121

2．主要指标 128

二、双极性晶体管开关 129

三、JFET开关 137

1．JFET结构与传输特性 137

2．JFET的动态特性 143

3．JFET开关的驱动电路与参数选择 145

四、MOS开关 148

1．开关噪音（脉动噪音） 153

五、多点切换器的总布局与技术问题 153

2．路际串扰 154

3．抗共模干扰措施 156

六、多点切换器对接口的衔接 158

1．译码器的地址输入线 159

2．译码器与选通 161

3．与接口衔接时的功率驱动问题 162

七、多点切换器的新技术 163

1．光-电开关 163

2．集成多点切换器 167

参考文献 172

第四章　外围通道中的I/O技术 174

一、模出子系统 174

1．基本D/A变换器（T网） 177

2．采样／保持电路 187

二、模入子系统 202

1．A/D变换器的选择 202

2．多切与A/D之兼容 210

3．快速A/D（并行与串／并行A/D） 213

4．廉价A/D的实现 219

三、开关量I/O通道 225

1．开关量的分类 225

2．开关量输入通道 226

3．开关量输出通道 228

四、条件化电路 229

1．阻抗匹配 230

2．比例系数的条件化 230

3．调制技术的使用 231

参考文献 233

1．薄膜技术 234

第五章　外围通道的微型化 234

一、集成电路技术概述 234

2．单片集成工艺 247

二、T网的微型化 250

三、集成采／保器 262

四、A/D变换器的微型化 266

1．电荷再分配法A/D变换器 266

2．电荷平衡型A/D变换器 270

3．集成δ调制型A/D变换器 271

4．高速A/D采样中采／保之必要性 274

五、使用集成运算放大器构成基本环节 276

1．V/f式A/D变换器结构及原理 277

2．运放串行A/D变换器 279

六、关于激光修变的进一步讨论 280

七、展望 282

附录一　集成运放闭环传递函数与性能优化简单原理 284

附录二　国产集成运放特性 301

附录三　国际典型集成（微型化）A/D、D/A变换器特性 302

参考文献 303

第六章　接口设计基础 304

一、基本接口线路 305

1．基本集成电路及其功能 305

2．集成电路的老化筛选 308

3．基本接口电路 309

二、慢通道接口设计 315

1．控制用计算机的母线 315

2．慢通道标准接口及其与程序之兼容 317

三、快通道接口设计 326

2．快通道接口基本电路 327

1．快通道交换的慢通道接口 327

1．单母线机接口的特点 329

四、单母线机器接口 329

2．基本I/O模式中母线时序 333

3．中断过程 333

4．程控交换接口 338

5．成组传输接口 340

五、接口与控制软件之兼容 340

1．硬软件约定 341

2．用什么通道和计算机交换数据 341

3．接口的设备号代码 342

4．系统优先权与外设屏蔽位的决定 344

5．接口状态字及控制字的格式确定 345

六、接口的时序发生 348

1．长线的分布参数对TTL传输脉冲的波形影响 351

七、端接技术 351

2．绞扭线的特性阻抗控制 353

3．差分传输 354

八、其他技术 357

1．接口中缓冲寄存器的扩展 357

2．频率量接口的考虑 359

3．快通道接口对控制软件的协调运转 359

4．功率扩展问题 360

5．时序中需考虑的其他因素 361

九、标准多功能接口问题 362

附录一　DJS-130机与NOVA机相对应的母线表 363

附录二　典型国产TTL组件（接口常用）规格 365

附录三 国产TTL编号表（国标） 367

附录四　国产“7”系列TTL编号 368

参考文献 369

第七章　抗干扰技术 370

一、干扰窜入途径 372

1．公共阻抗耦合 372

2．静电耦合 374

3．磁场耦合——电感耦合 377

4．其他干扰途径 380

二、共模串模干扰抑制技术 380

1．大地的性质 381

2．共模电压、接地、浮地与屏蔽 384

3．串模干扰的抑制 393

三、软件滤波程序 402

1．递归滤波与非递归滤波程序算法的基本概念 403

2．低通滤波与高通滤波程序算法示例 404

3．对随机噪音过滤的算法 407

四、其他噪音的消除 412

1．热电势的消除 412

2．环境与电源的考虑 417

参考文献 424

第八章　光计算机，光信息传输与光外部设备 425

一、激光的发生与激光技术现状 426

1．气体激光的发生和稳频 430

2．固体激光器与电流注入泵式半导体激光器 434

3．激光技术现状与对光计算技术的支持 434

二、激光干涉与全息技术 435

1．相干波 436

2．数字全息摄影原理 439

三、激光束的声-光偏转技术 442

1．声-光偏束器的基本原理 443

2．声-光偏束器介质的固态化 445

3．高频偏束器 446

四、激光增益猝灭与饱和吸收 448

五、半导体激光逻辑单元 453

1．半导体激光器实现数字逻辑的基本原理 454

2．双稳态触发器光逻辑 460

3．单稳光元件 460

六、神经元逻辑单元 462

1．神经元的基本概念 462

2．一神经元上两个光脉冲间的冲撞过程 462

3．两个纤维间的基本耦合形式 463

4．基本神经元逻辑 464

5．神经元光纤维材料 466

1．多通道光学相关器 467

七、激光“相关”运算硬件 467

2．数字光学相关器 468

八、激光外部设备 470

1．激光大规模存贮器原理 470

2．激光记录设备 474

3．激光微带存贮器 478

九、结束语 480

参考文献 481

第九章　实时控制软件 482

一、过程控制中的实时软件的特点 484

1．实时软件的结构 484

2．管理程序的功能和结构概述 486

3．时间调度 490

4．程序间请求 491

1．TCP模型 492

二、时间紧迫过程的调度策略 492

2．固定优先权的智能算法（IFP算法） 493

3．无限时间片法（ITS算法） 495

4．最小时间片调度算法（MTS法） 496

5．相对迫切法（RU法） 497

三、决策表及快速查表 498

1．查找算法 501

2．Shell分类算法 503

3．地址计算法分类 503

4．快速查表在实时软件中的意义 505

四、快速算法问题 505

1．经典傅氏分析算法（连续式） 506

2．离散傅氏变换（DFT）的表达 506

3．快速傅氏变换（FFT）算法与效果 508

五、实时数据库管理 512

六、典型过程控制语言 514

1．荷内威尔（Honeywell）公司实时FORTRAN-Ⅳ 515

2．CDC-1700的ANSI-FORTRAN扩充 517

参考文献 522

第十章　计算机实时控制系统示例 524

一、基本模块形成的基本系统 525

二、一个利用DJS-130组成的快通道交换式自控系统 531

三、控制系统的其他应用 543

1．用于数控机床 543

2．医学诊断与病员自动护理系统 545

3．农、副业控制系统 548

4．国防应用系统 550

5．地震预报中应用的可能性 551

四、展望 552

参考文献 553