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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-Ⅳ515

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