电子信息工程专业英语=文章翻译+课后解答

电子信息工程专业英语 Part 1 第一课第一课 关于电子技术关于电子技术 一 课文习题参考答案 1 alternating current circuits 2 semiconductor diodes 3 passive component 4 the combinatory logic electric circuit 5 rectification 6 Laplace transform 7 inductor 8 Fourier series and Fourier transform 1 控制理论 2 场效应管三极管 3 布尔代数 4 稳压 5 相关性和功率谱密度 6 滤波器类型 7 模 数转换器 8 时序逻辑电路的分析与综合 1 Electronics is a part of the larger field of electricity The basic principles of electricity are also common to electronics Modern advances in the field of computer control system communications have a close relationship with electronics The field of electronics includes the electron tube transistor integrated circuit and so on 2 Direct current circuits 第五条色带 当其出现 表示每使用 1 000 小时的故障率 用百分比表示 它有 时也被称为可靠性因子 电容器和电容 电能能够储存在电场中 能够储存电能的装置叫电容器 一个电容器由两块被介质隔开的金属平板构成 如果电容器与电池相连 电子就会 从电池的负极流出 并聚集在与之相连的电容器的金属板上 同时 电子从与电池正极 相连的多属平板流进电池正极 由此产生电位差 其值等于电池的电压值 这称为电容 器的充电 用一根导线连接电容器的两个极板 电容就会放电 电子从一个极板通过导线向另 一个极板运动恢复电中性 电容器的电容量与介质的介电常数及平板的面积成正比 与平板间的距离成反比 其大小用法拉 F 表示 当电容器两端的电压以每秒 1 伏的速率变化 产生的电流为 1 安培 则称电容器的电容量为 1 法拉 在计算中 法拉的单位太大 所以常用微法和皮 法 电容器中的电荷能量与电容两端的电压及电容量成正比 电容量取决于三个因素 即平板面积 平板间的距离和介质材料 平板面积越大 平板间距离越小 电容量越大 电容器有两种 极化电容和非极化电容 最通常使用的电容类型是电解电容 电容并联时总电容值等于并联的各个电容值相加的和 公式为 CT C1 C2 C3 Cn 其中 CT 是总电容 C1 Cn 分别是各个电容的值 电容串联时总电容值可以用下面的公式来计算 1 CT 1 C1 1 C2 1 C3 1 Cn 电感器和电感 电感器是以电磁场的形式暂时储存电磁能量的电子器件 电感器是一组线圈 有的 电感器线圈中有可增加其电感量的铁芯 有一个强磁的圆柱状铁芯 通过调节铁芯可以 增加电感量或减少电感量 电感器有反抗电流变化的趋势 对直流电而言 电感器是没有阻碍作用的 但对交 流电来说 电感器有一个交流阻抗 称为感抗 这个感抗与电感量和交流电的频率有关 用公式表示为 XL 2 fLL 其单位为欧姆 电感器可以用来滤波 在电学性质上 电感器与电容器正相反 电感值用亨利表示 电感线圈主要有两种 空心线圈和铁芯线圈 元件测试 一旦怀疑某个元件出故障 就得单独做些测试 理想的方法是把该元件从线路中完 整取出 但如果不方便的话 至少要在判别需要去掉之前 应该断开一根或几根引线 应当避免在测试时邻近的元件之间有电流通路 这种通路会产生不真实的数据 导致得 出错误的结论 测试元件的方法概括如下 电阻器通常用欧姆表来检测 多半是万用表的某个电阻量程 万用表带有自己的 电源 如果电阻器并不是完全从电路上取下来 即只断开一端 则被测电路必须与它自 己的电源断开 欧姆表指针满刻度偏转通常表示零电阻 把电表的表笔碰在一起 先用 电表上的调节器把欧姆表调零 电容器的电阻也可以用欧姆表检查 电表刚接通时 该读数很低 随着电容器作用 而充电 指针逐渐向高阻端移动 指针停止转动时的读数就是电容器的绝缘电阻 假设 电阻器没有毛病的话 绝缘电阻值通常很高 电阻低则表示电容器短路或漏电 如果电 表一接通电阻读数就很高 即没有充电 则电容器可能是开路的 除非是电容器的容量 太小 充电时间太短 不足使电表指针如前所述有明显的摆动 电容器的电容量可用电 容器电桥测量 电感器可以按上述测试电阻器的方法 用欧姆表检查 但应记住 电感器的直流电 阻通常很小 电感本身的测量 既可使用可靠性高的交流电源来测定感抗 也可使用为 此目的而制造的电桥直接读出 第三课第三课 电子元器件电子元器件 一 课文习题参考答案 1 正向偏置 2 齐纳二极管 稳压管 3 正极电压 4 结型晶体管 5 基极电流 6 增强型 MOS 晶体管 7 集电极电流 Ic 8 共基极 共发射极和共集电极 1 2 3 4 5 1 a single P N junction 2 reverse bias 3 a lot ligher 4 common base common emitter and common collecttor 5 N trench and P trench 二 参考译文 半导体二极管 半导体二极管是含有一个 PN 结的二端器件 它是最简单的半导体器件 P 型材料 一端称为正极 而 N 型材料一端称为负极 二极管是只允许电流朝一个方向流动的半导体器件 它能被用来把交流电转换成直 流电 二极管的两个引线被分为阳极和阴极 当二极管的正极电位高于负极电位 其差值大于开启电压 对锗管近似为 0 3V 对 硅管近似为 0 7V 时称二极管是正向偏置 这时二极管的内阻是很小的 有一个较大的 电流流过二极管 流过电流的大小取决于外部电路的电阻 当二极管的正极电压高于负极电位时称二极管反向偏置 这时二极管的内部电阻非 常高 所以一个理想的二极管可以阻挡反向的电流而让正向的电流通过 一个二极管的实际特性曲线并不是十分理想的 如图所示 当理想二极管反向偏置 时 电流不能通过 而实际二极管却有约 10 A 的电流通过 虽然很小 但仍不够理想 如果加上足够大的反向电压 PN 结就会被击穿 让电流反向通过 一般要选择二极管 的反向击穿电压远大于电路中可能出现的电压 二极管才不会击穿 齐纳二极管 稳压管 稳压管是一种特殊的二极管 在正偏的条件下 它与一般的二极管有相同的特性 可以流过一个大电流 但是 在反向偏置时 在外加电压低于稳压电压 UZ 时它 不导通 在外加电压等于稳压电压 UZ 时稳压管反向导通 同时维持稳压管两端的电 压为稳压值 如图 流过稳压管电流的大小由两个因子决定 一个为串联的 限流 电 阻 RS 另一个为并联的负载电阻 RL 电阻 RS 由公式 RS URs IZ 确定 其中 URs Usource UZ 在没有负载时 一个特 定大小的电流 IZ IRs 流过稳压二极管和 RS 电压降 URs 加 UZ 等 Usource Usource 至少要比 UZ 高 1V 当一个负载并连到稳压二极管 流过二极管的电流由于负载的分流 而减小 所以通过 RS 的电流保持为常数 IZ IRs IRL 稳压管通过改变流过它的电流 来维持稳压管两端的电压稳定 晶体管 晶体管是由贝尔电话实验室的 Wm Shockley John Bardeen 和 Walter H Brattain 三 位博士发明的一种器件 是电子技术中最重要的器件 它不仅被作为分立元件 而且在 集成电路芯片中也包含成千上万的晶体管 晶体管是三端器件 可用作放大器和作为开关器件使用 晶体管有两种基本类型 结型晶体管和场效应晶体管 结型晶体管 结型晶体管也称晶体管 它的工作依赖于两种载流子 即多数载流子 和少数载流子的流动 并且有两个 PN 结 可以有以下两种安排 N 型在中间 P 型在两边 PNP P 型在中间 N 型在两边 NPN 中间称为基极 两边分别称为发射极和集电极 晶体管是调节流过它的电流的电子控制器件 电流从电源流进发射极 穿过很薄的 基区 再从集电极流出 电流始终朝着这个方向流动 改变基极电流 电流大小也会改 变 基极电流只需很小的变化 就会引起集电极电流很大的变化 正是这种能力使晶体 管具有放大作用 集电极电流 IC 与基极电流 IB 成正比 小于发射极电流 IE 因为要使三极管导通必 须有一个小的基极电流流入 发射极 三个电流之间的关系是 IE IC IB IC 与 IB 的 比值称为三极管的电流放大系数 用来表示三极管放大电流的能力 这个电流放大倍数 称为 当 C E 两端的电压 UCE 保持不变时有 IC IB 晶体管在电路中有三种连接方式 共基极 共发射极和共集电极 场效应晶体管 场效应晶体管通常称为场效应管 它的电流仅由多数载流子提供 可以是电子 也可以是空穴 且只有一个 PN 结 目前 设计微电路中最普遍的技术是利用 MOS 管 缩写词 MOS 表示金属氧化物 半导体 分别表示用金属作门极 氧化物作绝缘层 半导体作沟道 基底等 根据载流子的不同 MOS 管可以分为两类 N 沟道和 P 沟道 N 沟道 MOS 管用电 子导通电流 而 P 沟道 MOS 管用空穴传导电流 此外 N 沟道 MOS 管用一个正的门电 压导通而 P 沟道 MOS 管用负的门电压导通 根据电压条件不同 MOS 又可分为增强型和耗尽型两种 增强型 MOS 晶体管与耗 尽型 MOS 管的符号如图 三极管技术主要应用单一管 全部用 NPN 型或全部用 PNP 型 形式设计电路 与 之不同的是 MOS 管设计的电路一般用两种互补型的晶体管 一块同时含有 N 沟道 MOS 管和 P 沟道的 MOS 管高驻地的电路一般用两种互补型的晶体管 这样的集成电路称为 CMOS 电路 晶体管的测试 在实际应用中 对晶体管须进行四项基本测试 增益 漏电流 击穿电压和开关时 间 所有这些测试最好用通用晶体管测试仪和示波器进行测试 也可以用欧姆表测试 这种简易的欧姆表测试可以了解晶体管是否漏电 是否有某些增益 准确测试晶体管的 唯一方法是在所用的电路中进行测试 第四课第四课 电电 子子 仪仪 器器 一 课文习题参考答案 1 调节频率细调旋钮 2 两对偏转板 3 等效电 阻 4 射频 5 故障探寻 1 Oscilloscope 2 production line testing 3 multimeter 4 square waves 5 the peak to peak output voltage 1 One of the most important electronic test and measuring instruments is the oscilloscope It is widely used in the electronic industry for research and development design work trouble shooting and signal monitoring manufacturing and production line testing and many other applications where the observation of an electrical waveform is desired 2 The frequency of a waveform can be determined by counting the number of centimeters horizontally in one cycle of the waveform and then multiplying it by the setting time cm control For example if the waveform is 2 cm long and the control is set at 1 ms cm the period would be 2 ms The frequency can now be found from the formula f 1 T 1 2 ms 500 Hz 3 These two kinds of multimeter have some common grounds Both have a positive jack and a common jack for the test leads Both have a function switch to select DC voltage AC voltage DC current or resistance Both have a range switch for accurate readings 4 A digital oscilloscope samples the waveform and uses an analog to digital converter or ADC to convert the voltage being measured into digital information It then uses this digital information to reconstruct the waveform on the screen 5 The signal generating device is used to give the electric circuit or the equipment input signal in order to maintain and modify either the electric circuit or the equipment It converts DC to AC or varying DC in the form of sine waves square waves triangle wave or other types of voltage waveforms Some signal generating device may use to generate the special audio frequency RF or higher frequencies some may produce many kinds of frequency range signal All generators will have a function switch a frequency range switch and a fine adjustment control for selecting a specific frequency an amplitude control for varying the peak to peak output voltage and output terminals 二 参考译文 示波器 示波器是最重要的电子测试仪器之一 在电子工业中 示波器广泛地应用于研发 设计工作 故障探寻 信号监督 生产线测试和许多其他需要观测波形的情况 电子设备通常分为两类 模拟的和数字的 示波器也有模拟和数字的 模拟示波器 示波器是一个图像显示设备 它显示一个电子信号的图像 示波器的心脏是阴极射线管 它包括管座 电子枪 灯泡和面板 荧光屏 电子 枪包括一个阴极 当它被加热时能发射电子 一个控制栅 一个阳极 当电子束通过阳 极时会受到阳极吸引 和两对偏转板 其中一对偏转板用于使电子束在水平方向运动 另一对使电子束在垂直方向运动 当信号输入到示波器中时 一个电子束从阴极出发 通过两对偏转板之间的控制栅和阳极轰击阴极射线管的面板 在阴极射线管上显示电压的 波形 这个波形是随时间变化的图像 其水平轴表示时间 垂直轴表示电压 可以通过在 示波器的屏幕上数出电压波峰与波谷之间纵向距离的厘米值来确定 用示波器的水平标 尺可以测量时间值 时间测量包括测量信号的周期 脉冲宽度和频率 频率是周期的倒 数 一旦知道了周期 频率就是用 1 除以周期 一个波形的频率可以通过在水平方向数 出波形一个周期的厘米值来确定 将这厘米值乘上时间 厘米控制钮的设定值得到它的一 个周期所需的时间 例如 一个波长 2 厘米 控制钮设在 1 毫秒 厘米 则周期是 2 毫秒 则频率为 500 Hz 在使用示波器时 需要根据输入信号调节 3 个基本高设置使示波器显示适当的图像 信号的衰减或放大 用电压 单位格控制旋钮调整输入信号幅度 时间基准 用秒 单位格设置旋钮设置屏幕上水平线每单位格所表示的时间 示波器触发控制旋钮 用触发对准钮来稳定一个重复周期信号或触发一个单信 号 数字示波器 数字示波器是对电压波形采样 并用一个模 数转换器把待测电压转换 成数字信号 然后用这个数字信号在显示屏上重新构画出波形 数字示波器可以捕获图像并且一次测量后可以多次重复显示 数字示波器可以处理 数字化的波形数据或把这些波形数据送到计算机中去处理 数字示波器还可以储存数字 化的波形数据 供以后再次显示和打印 一个双踪示波器具有同时显示输入信号和输出信号的优点 可以显示输出信号是否 有失真和表示输入 输出信号的相位关系 即两路波形重叠在一起可以更好地显示出输入 信号与输出信号相位的差别 如图所示 此略 见教材 以下同 万用表 万用表能用来测量电阻 直流和交流电压 电流 有的还能测量分贝 万用表有两 种 模拟万用表和数字万用表 模拟万用表用指针在标准刻度上的移动来指示测量值 数字万用表用电子数字显示器显示测量值 这两种万用表有以下一些共同点 都有一个正极插孔和一个公共端插孔用来插入测试笔 一个功能选择开关用来选择测量对象 即直流电压 交流电压 直流电流 交 流电流或电阻 一个范围选择开关用来选择范围以精确测量 为了保证正确读数 万用表必须与电路正确连接 当万用表测量电压时应与被测电 路或元件并联 当测量电流时 电路必须断开 插入万用表表笔使万用表与被测电路或 元件相串联 当测量电路中局部电路或元件的等效电阻时 必须除去电路中的电源 万 用表与这局部电路或元件并联 信号发生器 信号发生器是用来给电路或设备输入一个信号 以便对电路或设备进行维修或校正 用的 它是把直流电转换成交流电 即将直流电转换成正弦波 方波 三角波或其他波 形的电压信号的仪器 有些信号发生器可以用来专门产生音频 射频或高频信号 有些 可以产生多种频率范围的信号 所有的信号发生器都有波形选择按钮 频率选择按钮 频率细调旋钮 用来选择一个特定的频率 有一个幅度控制旋钮用来改变输出电压的峰 峰值 幅值 还有一些输出端口 如果要使用一个 2 KHz 的正弦波 可把波形选择旋钮调在正弦波上 把频率范围选 择旋钮放在 1 K 上 然后将频率细调旋钮调到 2 再通过输出幅度控制旋钮调节想要设 定的峰 峰值电压的输出信号 第五课第五课 模拟电子技术模拟电子技术 一 课文习题参考答案 1 There are different kinds of amplifiers they are classified according to the character of amplifiers Another method of classification is based on the amplitude of signals Amplifiers are also classified in terms of load current flow and classified according to their intended operation 2 If the load current flows for one cycle 360 of a sine wave the amplifier is operating as Class A 3 A unit that generates a signal is called an oscillator The oscillators produce AC with waveforms which may be sinusoidal square sawtooth etc and with frequencies from a few hertz up to millions of hertz The electrical oscillators are widely used in radio and television transmitters and receivers in signal generators oscilloscopes and computers 4 Sinusoidal oscillators have two main sections a frequency determining section and a maintaining section The frequency determining section commonly consists of an IC or RC network The maintaining section is a transistor amplifier with its power supply that provides its own input by feedback through some kind of frequency controlling component such as a tuned circuit or a resonant crystal and must have sufficient gain to offset the attenuation of the frequency determining section and must also introduce the degree of phase shift required by this section 5 Filters can be categorized in terms of their frequency characteristics into four groups They are the band rejection filter band stop filter the high pass filter and the low pass filter 1 the band rejection filter 2 base bias resistor 3 isolation transformer 4 a relaxation oscillator 5 a bridge full wave rectifier 来自电源线的交流电压可以直接或通过一个绝缘变压器 其变压比为 1 1 后 进行整流 根据所需要的直流电压值的不同 变压器还可以是一个升压变压器或降压变 压器 从变压器副边流出的交流电流通过二极管构成的半波整流器 全波整流器或桥式 整流器整流成为脉冲直流电 然后这脉冲直流电通过电容 电感和电阻构成的滤波电路 滤波产生较稳定的直流电压输出 二 参考译文 放大器 放大器简介 放大器能够增强 即放大 电信号 在所有电子元件中 放大器是在电 子系统中使用最广泛的部件 它广泛用于各种电子设备 如收音机 示波器 录音机等 放大器可以用简单的框图来表示 如图 图中输入信号为 Uin 输入信号电流为 Iin 输出两端间跨有负载电阻 RL 电阻 RL 可以代表扬声器线圈的电阻 电动机的绕阻 或者所接的放大器的输入 电压 Uout 是输出负载电压 电流 Iout 是输出负载电流 Pin 和 Pout 分别是输入和输出信号功率 放大器有以下分类 1 根据放大类型分类 有各种类型的放大器 诸如电压放大器 电流放大器 脉冲 放大器和运算放大器等 2 根据信号的振幅来分类 放大器分为小信号的放大器和大信号放大器 计算小信 号放大器性能只需要简单的代数知识 但是 分析大信号放大器通常用图解法 3 按负载电流相位改变相移的情况来分类 如图所示为放大器工作状态的分类 1 甲类放大 图中表示输入放大器的正弦波输入信号的一个周期 假如负载电 流相移 360 度 见图 那么这种放大器是甲类放大 2 乙类放大 负载电流相移 180 度时 见图 称为乙类放大 3 甲乙类放大 如果负载电流相移大于 180 度而小于 360 度时 则为甲乙类放 大 见图 4 丙类放大 假如负载电流相移小于 180 度 那么称为丙类放大 见图 4 按工作类型分类 可分为音频 射频 视频 微波和脉冲放大器 晶体管电压放大器 电路图如图所示 表明了电压放大器的过程 首先考虑没有输 入电流 即 Uin 0 的情形 称为静态 晶体管工作在放大状态时其发射结必须为正向偏 置 为保证发射结正偏 简单的方法是接一个电阻 RB 称为基极偏置电阻 基极偏置 电流 IB 从电源正极流出 经 RB 流入基极 再经发射极流回电源负极 一旦 IB 在放大 器的最佳状态下确定后 可以计算出 RB 的值 如果 VCC 为电源电压 UBE 为发射极电压 NPN 硅管为 0 6 V 则对基极回路 若加有交流电压 有 VCC IB RB UBE 1 IB 产生了一个相当大的集电极电流 IC 基在负载 RL 上产生电压降 ICRL 若 UCE 为集电极电压 则对集电极回路有 VCC IC RL UCE 2 当交流电压 Uin 加入且为正时 基极电压略有增加 如从 0 60 V 到 0 61 V 当 Uin 为负时 基极电压略有下降 如从 0 60 V 到 0 59 V 结果是一个小的交流电流叠加 在静态基极电流 IB 上并产生一个变化的交流电压 当基极电流增大 集电极电流大幅增大 由式 2 可知 将相应引起集 射间电 压大幅下降 因为 VCC 一定 同理 基极电流减小将引起集 射间电压大幅增加 导 致负载 RL 上的电压及集 射间电压有较大的幅值变化 振荡器 振荡器 能够产生信号的部件叫做振荡器 它被用来产生几赫兹到几百万赫兹的各种波形 如正弦波 方波 锯齿波等 电子 振荡器广泛用于广播 电视发射机 接收机 信号发生器 示波器及计算机中 振荡器根据所产生的信号波形可以用两种方法进行描述 正弦波振荡器和张弛振荡 器 正弦波振荡器产生具有正弦波形的信号 张弛振荡器通常产生方波信号 正弦波振荡器有两个主要部分 决定频率部分和保持振荡部分 决定频率部分是由 LC 或 RC 网络组成的 保持振荡部分是由一个晶体管放大器 这个放大器的输入是通过 诸如调谐电路或谐振晶体管类型的频率控制部件反馈供给的 它必须具有足够增益以抵 消决定频率部分的衰减 而且必须引入这部分所需的相移度数 张弛振荡器由两个相互连接的开关电路构成 每个电路的输出都能依次对另一个进 行开关 开关的过程是连续的 因此输出的波形是连续直流电平的波形 正弦振荡器广泛用于无线电通信 以产生载波 并广泛用于许多无线电通信系统使 用的测试仪器 张弛振荡器在电视和雷达系统 数字系统和测试仪器中用作脉冲发生器 振荡电路 如图所示 一个充电电容和一个电感线圈相连 电容立刻开始放电 电 流流过电感并在其中产生磁场和感应电动势 这个感应电动势与电流相反 当电容放电 完成以后 两金属片之间电场中储存的电场能全部转变成了电感中的电磁能 然后 电感对电容反充电 电场能重新储存在电容中 当电容再次放电 回路中电 流反向 在电感中产生极性相反的电磁场 然后电感再次放电 电容再次充电 电流再 次反向 这个过程不断重复 滤波器 滤波器主要是为了改变信号而设计的 它分为有源滤波器和无源滤波器 有源滤波器需要电源且能提供功率增益 无源滤波器由不需要电源就可以工作且会有一 定的损耗 在电源中 滤波器由电容 晶体管和电感组成 用以消除直流电流的波形 在通信 系统中 滤波器主要用来滤除某些频率成分而允许另一些频率成分无衰减地通过 如果 是无源滤波器 则由电容 电感和晶体管构成 如果是有源滤波器 则由运算放大器构 成 如图所示 滤波器根据其频率响应频率特性可分为四种类型 即带通滤波器 带阻滤波器 高 通滤波器和低通滤波器 电源 许多电子电路都需要直流电压源供电 通常一个电子稳压电源就是把交流电 源转换成直流电源的器件 电源通常由电池或变压器 整流器和滤波器组成 如图所示 电源是设法使交流电转变成直流电 首先对交流电压整流 获得准直流电压 然后 滤波获得平滑的电压 最后 经稳压获得恒定的直流输出电压 尽管当负载或环境温度 改变时 仍会有一定的波动 来自电源线的交流电压可以直接或通过一个绝缘变压器 其变压比为 1 1 后进行 整流 根据所需要的直流电压值的不同 变压器还可以是一个升压变压器或降压变压器 从变压器副边流出的交流电流通过二极管构成的半波整流器 全波整流器或桥式整流器 整流成为脉冲直流电 然后这脉冲直流电通过电容 电感和电阻构成的滤波电路滤波从 而产生较稳定的直流电压输出 阅读材料参考答案 一 阅读材料 1 中央处理单元 CPU 一 阅读材料习题参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 B 2 C 3 A 4 B 5 A 1 中央处理单元 2 系统总线 3 算术逻辑单元 4 指令周期 5 寄存器 1 The CPU has two main parts the control unit and the arithmetic logic unit The control unit is responsible for directing and coordinating most of the computer system s activities The arithmetic logic unit does arithmetic and logic operations on data Arithmetic operations include tasks such as addition subtraction multiplication and division Logic operations involve the comparison of two items of data to determine if they are equal and if not which is larger 2 The arithmetic logic unit ALU is the section of the CPU that does arithmetic and logic operations on data Arithmetic operations include tasks such as addition subtraction multiplication and division Logic operations involve the comparison of two items of data to determine if they are equal and if not which is larger 3 In many cases a bus actually consists of multiple communication pathways or lines Each line is capable of transmitting singles representing binary 1 and binary 0 Over time sequence of binary digits can be transmitted across a single line Taken together several lines of a bus can be used to transmit binary digits simultaneously in parallel For example an 8 bit unit of data can be transmitted over eight bus lines 4 Registers are special temporary storage locations within the CPU some in the control unit and some in the ALU Registers quickly accept store and transfer data and instructions that are being used immediately 5 The execution cycle or E cycle refers to the execution of the instruction and the subsequent storing of the result in a register 二 阅读材料参考译文 中央处理单元 CPU 是计算机系统的心脏 相对其他相关设备而言 其配置决定了 计算机的快慢 CPU 是最复杂的计算机部件 在程序 所提供的指令基础上它负责控制 计算机系统的大部分活动 随着计算机的升级换代 其尺寸越来越小 而速度与性能则 有了极大提高 确实 这些变化的结果产生了小得可放在桌面或膝盖上的微型计算机 微型计算机的 CPU 称为微处理器 封装在指甲盖大小或更小的芯片中 CPU 有两大部分 控制器和算术逻辑单元 运算器 CPU 的部件通常由叫做 总线 的电子元件来连接 总线起连接各部件的电子高速公路的作用 为暂时存储数据和指令 CPU 设有叫做 寄存器 的专用存储元件 控制器 控制器是一个复杂的电子迷宫 负责控制和协调计算机系统的大部分活动 它自身 不执行指令 只通知系统的其他部分要做什么 它决定主存和算术逻辑单元之间的信号 交流 也控制 CPU 和输入输出设备之间的信号交流 正如无油的汽车毫无用处一样 没有软件的计算机不能使用 通常我们用高级语言 编写软件 这些语言通过编译软件转换为计算机可以使用的低级指令形式 机器语言 CPU 能理解的唯一语言 在机器语言中数据和指令以二进制形式 0 或 1 表示 因而 在各型计算机 微机 小型机及大型机中都独一无二地使用二进制语言 一旦这些指 令被转换为这种形式 它们就可由控制器从主内存中检索并翻译 有时也叫做 译码 依据每条特有的指令 控制器向其他部件发送必要的信号以满足处理要求的需要 例如 命令从磁盘存储器中检索数据 告诉 打印机打刚写出的字母 或简单地命令算术逻辑 单元将两个数字相加 算术逻辑单元 ALU 算术逻辑单元 ALU 是计算机中对数据进行算术运算和逻辑运算的部件 算术运算 包括加 减 乘 除等 逻辑运算涉及两个数据项的比较 以确定它们相等 不等以及 谁更大一些 所有输入计算机的数据 包括字母等非数字数据 都可以用数字形式进行 编码 这样 算术逻辑单元既能对数字进行逻辑运算也能对字句进行逻辑运算 计算机 能做的就是这些基本的算术逻辑运算 尽管这并不令人惊讶 但这些操作以极高的速度 按不同的方式结合起来时 就能使计算机完成非常复杂的任务 寄存器 寄存器是 CPU 内部的专用临时存储单元 控制器和 ALU 都有寄存器 寄存器极快 地接受 存储 传输即时使用的数据和指令 主存保持近期使用的数据 辅存如磁盘存储 较晚使用的数据 要执行一条指令 CPU 的控制器从主存中检索它并放入寄存器 指令 处理产生的典型操作由取指周期及执行周期组成 取指周期或称 I 周期 涉及从主存中检索一条指令和该指令子序列的译码 取指周 期占用的时间称为 I 时间 执行周期或称 E 周期 涉及特定指令及其子序列的执行 其结果在寄存器存储 执 行周期占用的时间称为 E 时间 由于取指周期及执行周期共同提供一条指令 它们总称 机器周期 其速度表示为兆赫兹 MHz 1 MHz 等于每秒 1 百万个周期 一般而言 时 钟速度越快 计算机处理信息的速度越快 总线 总线是连接两个或更多个设备的通路 总线的关键特性是共享传输媒体 多个设备 连接到总线上 并且任何一个设备发送的信息都可以被总线上的所有其他设备所接收 如果两个设备同时发送 它们各自的信息会重叠并被混淆 因此 在一个时刻只有一个 设备可以成功地传送信息 在许多情况下 总线实际上包含了多条通信线 每条线能够传送代表二进制 1 和 0 的数字信号 一个二进制序列可以通过一条线路一个接一个的被传送 串行 也 可以将几条线路合并在一起同时传送 并行 例如 一个八位数据单元能够通过八条线 同时传送 计算机系统包括许多不同的总线 它们为计算机系统不同层次的部件之间提供数据 通路 连接主要的计算机部件 中央处理器 内存 输入输出 的总线被称为系统总线 最常用的计算机互连结构往往基于一个或多个系统总线 阅读材料 2 多媒体 一 阅读材料习题参考答案 1 2 3 4 5 1 multimedia technology 2 data compression 3 static graphics images 4 Full Motion Video 5 Virtual Reality 6 Digital Audio 1 乐器数字接口 2 声音 3 动画 4 空间的 5 仔细分析 6 描绘 7 电子合成器 8 反响 1 If it plays music from a compact disk CD while animating the graph and superimposes the result on a prerecorded video that s a multimedia 2 MIDI Musical Instrument Digital Interface is a communication standard developed in the early 1980s for electronic musical instruments and computers It allows music and sound synthesizers from different manufacturers to communicate with each other by sending messages along cables connected to the devices 3 For example in a virtual space students can dissect a human body visit ancient battlefields or talk with Shakespeare 4 Text audio sound static graphics images animation and full motion video and so on 5 In computer terms multimedia is a blending of media types text audio visual and computer data in one convenient delivery medium 二 阅读材料参考译文 即使用户不能确定何为多媒体 当用户看到它 或听到它 的时候就会了解它了 即 使一台计算机能显示一幅画面 排版一页文字 演奏一首乐曲 甚至给三维模型加阴影 那也称不上多媒体 如果它能在一个窗口内显示图形 在另一个窗口内旋转三维模型 同时还演奏乐曲 这就有点多媒体的味道了 但如果它从 CD 盘上播放音乐 同时使某 个图形活动起来 并把这二者合起来添加到提前录制好的录像上 这就是多媒体了 如 果人们把 Multimedia 这个词分开 使得到 Multi 多 media 媒体 媒体类型包括 文本 声音 静态图像 动画 动态视频等 用计算机的术语来说 多媒体是文本 声 音 图像 计算机数据等多种类型的媒体混合成的一种便于传送的媒介 下面我们逐一详细介绍 文本 文本是文字处理程序的基础 并且作为基本信息用于很多多媒体程序中 声音 声音文件有几种不同的格式 今天 也许最普通的声音文件类型是声音红皮书 这 是为 CD 消费者提供的标准 它作为一种国际标准并正式公布为 IEC 908 另一种声音格 式是 Windows 声波文件 它只能用于 Windows 环境下的 PC 机 声音的最后一种类型是 乐器数字接口 缩写为 MIDI 静态图像 当你想象图像时 可能会想到静态的图像 也就是像照片或图像那样的图像 这 种类型的图像是静止不动的 静态图像是多媒体的重要部分 Windows 也是图形环境 它比 DOS 环境更容易显示图像 动画 动画指的是运动的图像 动画和静态图像都是强有力的交流形式 动画在解释涉及 运动的概念时特别有用 全运动视频 全运动视频 如电视里的图像 可使多媒体的应用更加广泛 以上元素的融合 你知道多媒体绝不是从前的某种技术 由于硬件能力的限制 要权衡选择静态图像 声音 全运动图像和文本各自所占的比例 正如你可以猜到的 文本信息占用的存储空 间最小 即使多媒体计算机有无限的资源 人们仍想改进将这些多媒体技术融于一体的 综合技术 下面让我们对一些多媒体信息技术进行详细的介绍 数据压缩 显而易见 到目前为止 以非压缩形式传输多媒体资料是完全不可能的 唯一的希 望是可能实现大规模的压缩 幸运的是 大量的研究团体在过去的几十年中已发明了许 多使多媒体传输切实可行的压缩技术和算法 所有的压缩系统需要两种算法 一个是对原始数据的压缩 另一个是对到达目的地 后的数据的解压 比如 家用电脑要有效处理高品质视频所要求的大量数据 唯一途径就 是压缩 设计压缩格式是为了大幅度减少文件所占空间 同时又维持可接受的质量 压 缩程序删除那些对图像整体质量无足轻重的数据 例如 一个 380 亿字节 20 分钟的文件 经过高质量的 MPEG Moving Picture Expert Group 的缩写 即活动图像专家组 格式压缩 后只占 26 亿字节 其他一些常用的压缩格式有 AVI QuickTime 和 MPEG 2 所有新的视频编辑器都可以让你选择你想要的最终输出质量 你可以选择分辨率和 压缩水平来达到你的最佳效果 如果你是为网上制作视频材料 你需要使用低分辨率和 高压缩率的常用压缩格式 如果你要求高品质效果 则会选用较低的压缩率和较高的分 辨率 数字音频 声音既能以模拟形式 作为波形的电子拷贝 也能以数字形式 作为能够用计算机处 理的一系列数字 被记录 你的选择既取决于音频记录设备和你的软件的能力 也取决于 做好录音后你计划使用它做什么 数字音频