Файл: Семененко В.А. Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах учеб. пособие для студентов всех специальностей.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.06.2024

Просмотров: 89

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ ЗАОЧНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

В. А. СЕМЕНЕНКО, Ю. В. СТУПИН

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

ВИНЖЕНЕРНЫХ

ИЭКОНОМИЧЕСКИХ РАСЧЕТАХ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

для студентов всех специальностей

і

. f

РЕДАКЦИОННО-ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ОТДЕЛ

МОСКВА 1973

в с е с о ю з н ы й з а о ч н ы й п о л и т е х н и ч е с к и й и н с т и т у т

Кафедра автоматики и телемеханики

В. А. СЕМЕНЕНКО, Ю. В. СТУПИН

УТВЕРЖДЕНО проректором по учебной работе

. 27 декабря 1972 г.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

ВИНЖЕНЕРНЫХ

ИЭКОНОМИЧЕСКИХ РАСЧЕТАХ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

для студентов всех специальностей

РЕДАКЦИОННО-ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ОТДЕЛ

МОСКВА 1973

Fee. riy&jsw

?

И*УЧНС - Vex.-jvi

v '\ t * :?

би6лИ0?6і№ КC : r

ЭКЗЕМПЛЯР ' '

ЧИТАЛЬНОГО С ала

ѵ П ш з ...

, , , I о ч

Jw I £

/

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

 

Стр.

Введение

.

.................................................................................

8

 

 

Р А З Д Е Л I

 

АНАЛОГОВЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ - АНАЛОГИ

Глава I Принцип построения аналоговых вычислительных машин (АВМ)

§ 1—1. Физическое и математическое моделирование

.

.

 

12

§ 1—2. Основные структурные элементы АВМ. Машинные

перемен-

,

ные и

масштабные

коэффициенты

......................................

 

 

 

14

 

Глава II

Линейные

решающие элементы электронных

 

 

 

 

 

 

АВМ

 

 

 

 

 

 

 

§ 2—1. Пассивные

суммирующие,

интегрирующие

и дифференциру­

 

ющие

з в е н ь я .....................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

16

 

§ 2—2. Типы решающих элементов с электронным усилителем по­

 

стоянного

тока

( У П Т ) .................................................................

 

 

 

 

 

20

 

§ 2—3. Суммирующие, масштабные и инвертирующие элементы АВМ

25

§ 2—4. Интегрирующие и дифференцирующие

элементы АВМ

.

26

§ 2—5. Погрешность линейных решающих элементов

 

.

. 2 9

§ 2—6. Характеристики

УПТ решающих элементов . .

.

. 3 3

§ 2—7. Реализация типовых звеньев систем автоматического регу­

 

лирования на линейных решающих элементах

.

.

. 3 7

Глава III

 

Нелинейные элементы

электронных

АВМ

 

 

§ 3'—іі. Диодные

универсальные

функциональные

преобразователи

41

§ 3—2. Функциональные

элементы на

рснове

электронно-лучевых

 

т р у б о к ...............................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

44

 

§ 3—3. Специализированные нелинейные

элементы .

.

.

. 4 5

Глава IV

Множительные и

делительные

устройства

АВМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«

 

 

§ 4— Г Множительные устройства

прямого действия

, .

.

. 5 2

3


§ 4—2. Множительные

устройства

непрямого действия . .

. 5 5

§ 4—3. Принципы

построения

делительных

устройств

.

.

. 5 8

§ 4—4. Электромеханические

множительно-делительные устройства

.

59

 

Глава

V.

 

Методика набора и решения задач на АВМ

 

 

§ 5— 1. Составление структурной схемы решения

задачи .

.

. 6 1 -

§ 5—2. Выбор масштабных

коэффициентов,

определение

коэффици­

 

 

 

ентов передачи решающих элементов и напряжений на­

 

 

 

чальных

условий

 

............................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64

§ 5—3. Установка

начальных

условий

и коэффициентов

 

передачи

 

 

 

решающих элементов

.

 

 

.

. .

 

' . . . .

 

69

§ 5—4.

Методы

задания

функций

возмущения

 

.

.

.

. 7 1

§ 5—5<

Оценка

погрешности

решения

 

задач на

АВМ

.

.

. 7 3

§ 5.—6. Состав и компоновка блоков АВМ. Порядок на.бора

и реше­

 

 

 

ния

задач

....................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75

 

 

 

Глава VI

Электрические

 

модели—аналоги

 

 

 

 

§ 6— 1.

Подобие явлений. Константы и критерии

подобия

.

.

77

§ 6—2.

Электрические

модели

механических систем

.

.

. 7 9

§ 6—3. Моделирование

физических

полей

.

 

.

. . .

 

84

 

 

 

 

 

 

Р А З Д Е Л

II

 

 

 

 

 

 

 

 

АРИФМЕТИЧЕСКИЕ

И ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ЦВМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава I

Арифметические основы

ЦВМ

 

 

 

 

§

1— 1. Позиционные системы

с ч и с л е н и я ...............................................

 

 

 

 

 

90

§

1—2. Двоичная

система

счисления

 

 

..............................................

 

 

 

 

92

§ 1—Зі

Перевод чисел из десятичной системы счисления в двоичную

 

» -

и о б р а т н о ..............................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

93

§

1—4.

Восьмеричная

система

счисления .

 

. . . . .

 

96

§

1—5.

Шестнадцатиричная

системас ч и с л е н и я ...................................

 

 

 

97

 

§

1—6.

Двоично-десятичная

системас ч и с л е н и я ...................................

 

 

 

98

 

§

1—7. Формы

представления

двоичных чисел

в

машине

 

.

98

§

1—8.

Представление

отрицательных

чисел

в машине .

 

.

.

102

§

1—9.

Способы

кодирования

чисел

с

учетом

знака .

 

.

.103

§

1—10. Арифметические действия

над

двоичными

числами

.

104

і&с#) <г?>

 

Глава II

Логические

основы

ЦВМ

 

2—1.

Основные

понятия

алгебры-логики

. . . .

109

2—2. Основные логические связи между высказываниями

. 109

2—3. Свойства

конъюнкции и д и з ъ ю н к ц и и .....................................

111

2—4.

Синтез логических

схем .

.........................................................118


 

 

 

 

Р А З Д Е Л

III

 

 

 

 

 

 

 

 

ОСН О ВЫ У С Т Р О Й С Т В А Ц ВМ

 

 

 

 

 

 

Глава I

Структуры универсальных ЦВМ

 

 

 

 

§ 1—1.

Блок-схема

ЦВМ и назначениеее

устройств

.

.

.

118

§ 1—2. Принцип работы

Ц

В

М .................................................................

 

 

 

 

 

 

 

120

§ 1—3. Особенности

структуры

мини - ЭВМ

'.......................................

 

 

 

123

 

Глава II

Арифметические

устройства

 

 

 

 

§ 2—1. Триггерные

элементы

...................................................................

 

 

 

 

 

 

 

125

§ 2—2. Р е г и с т р ы

..............................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

127

§ 2—3.

.Сумматоры арифметических

устройств

 

 

. .

.

133

§ 2—1.

Особенности

суммирующих схем в мини-ЭВМ

.

.

.

139

§ 2—5. Арифметические

устройства

параллельного

 

действия

.

141

§ 2—6. Арифметические устройства параллельного действия машины

 

 

с плавающей за п я т о й

...................................................

 

 

 

 

 

 

144

 

§ 2—7. Арифметические

устройства

 

последовательного

действия

147

 

Глава III

Запоминающие

устройства

 

 

 

 

§ 3— 1.

Типы запоминающих

у с т р о й с т в ............................................

 

 

 

 

148

§ 3—2.

Запоминающие элементы

 

.

 

 

 

...........................149

§ 3—3. Д е ш и ф р а т о р ы ...........................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

149

§ 3—4. Типы М

О

З У

...................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

153

 

 

§ 3—15. Постоянные

запоминающие

устройства

на

магнитных

сер­

156

 

дечниках

 

.................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 3—6. Магнитные барабаны, ленты

и

диски

. .

. .

.

156

 

Глава IV

 

Устройства

управления

 

 

 

 

 

§ 4—Б Блок-схема

устройства

управления

.

 

.

.

.1 6 1

§ 4—2.

Счетчики

 

 

.

...........................................................................163

§ 4—3. Управление

командами в Ц В М

...............................

 

 

 

166

 

 

§ 4—4. Микропрограммное управление

...........................................................

 

 

 

 

 

 

169

 

Глава V

Устройства' ввода — вывода

,

 

 

 

§ 5 —1. Типы вводных — выводных устройств

.

 

. . .

.

.

17,2

§ 5—2. Структура системы

ввода— выводаЦВМ

.

. . .

 

172

§ 5—3. Организация

работ

при вводе — выводе

 

. . .

.

173

 

 

 

 

Р А З Д Е Л

IV

 

 

 

 

 

 

 

 

ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

 

 

 

 

 

Глава I

 

Команды цифровых машин

 

 

 

§ 1—1. Основные

п о н я т и я

..........................................................

 

 

 

 

 

 

174

 

 

§ 1—2. Системы

команд

Ц

В ................................................

М

 

 

 

 

 

 

176

 

 

§ I—3. Особенности представления двухадресных команд в ЦВМ и

 

 

примеры

их использования

 

.

.

і

.

.

.

.1 8 3

§ 1—4. Особенности

представления

команд

в

мини-ЭВМ .

,1 8 3

5


Г .іа в а

II

Элементарное программирование

 

 

 

 

§ 2— 1. Основные

этапы подготовки -задачи к решению

па

машине

184

§ 2—‘2. Программирование

по формулам в машинных командах

.

185

§ 2—3. Программирование по формулам на алгоритмическом языке

 

АЛГОЛ

.

 

 

...............................................................................192

§ 2—4.Описание циклическихпрограммв

машинных командах, .

193

 

§ 2—5. Программирование

экономических задач

на трехадресных

 

ЦВМ

 

.

.

 

. , ..............................................

 

 

204

§ 2—6. Запись

циклических

программ

на АЛГОЛЕ

.

.

.

209

§ 2—7. Циклы

с

заранее

неизвестным

числом

прохождений и

их

212

обработка

в машинныхкомандах .............................................

 

 

 

 

§ 2—-8. Организация

циклов

на АЛГОЛЕ при

задании

определен­

 

ных условий

.......................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

218

Приложение

..........................................................................

 

 

 

 

 

 

.

.

.

220

Л и тература...............................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

223

I

I


ОТ АВТОРОВ

Учебное пособие «Вычислительная техника в инженерных

и экономических

расчетах»

предназначено

для

студентов

V курса всех специальностей ВЗПИ. Оно состоит

из

5 раз­

делов, каждый из

которых

охватывает ту

или иную

часть

изучаемого предмета: основы аналоговых вычислительных

машин,

арифметические

и логические

основы

цифровых

вычислительных

машин,

основы

организации

ЭВМ

и про­

граммирование. Книга снабжена

большим

числом

примеров

и может существенно помочь студентам

в

изучении

курса.

Материал, 'выходящий за

рамки курса, дается мелким шриф­

том. Он

может

быть

полезен

студентам

специальности

«Автоматика и телемеханика» и других специальных профи­ лей.

Материал кңиги построен на основных положениях учеб­ ного пособия для студентов ВЗПИ «Математические машины и программирование», изданного в 1967 г. Однако все его разделы значительно расширены и переработаны. Раздел «Аналоговые вычислительные машины и электрические моде­ ли-аналоги» написан кандидатом технических наук, доцен­ том В. А. Семененко, остальные разделы— старшим научным сотрудником, кандидатом технических наук Ю. В.' Ступи­ ным.

Большую помощь при подготовке пособия к печати ока­ зал авторам коллектив кафедры «Автоматика и телемехани­ ка» электрофизического факультета ВЗПИ и особенно кан­ дидаты технических наук А В. Балтрушевич, Ш. И. Панцхава и Г. Д. Хлюпин.

Авторы выражают благодарность рецензенту рукописи к. т. н. А. И. Кулаковскому, сделавшему ряд ценных замеча­ ний.

Особую благодарность за постоянную поддержку и кри­ тические замечания авторы выражают зав. кафедрой д. т. н. проф. В. Г. Саівастееву и ответственному редактору посо­ бия— доценту кафедры «Автоматика и телемеханика» ВЗПИ кандидату технических наук Г. Д. Хлюпину.

7