通信原理好題集錦.doc

1黑白電視圖像每幀含有個(gè)像素，每個(gè)像素有16個(gè)等概出現(xiàn)的亮度等級(jí)。要求每秒鐘傳輸30幀圖像，若該信道輸出信號(hào)噪聲功率比S/N=30dB，計(jì)算傳輸該黑白電視圖像所要求的信道的最小帶寬。解：每個(gè)像素?cái)y帶的平均信息量為：H（x）=16bit/符號(hào)=4bit/符號(hào)一幀圖像的平均信息量為：bit/張=bit/張每秒鐘傳輸30幀圖像時(shí)的信息速率為：由信道容量，得到所以 即信道帶寬至少應(yīng)為3.61MHz。1.3.1填空題1. 通信系統(tǒng)主要由發(fā)射機(jī)、信道和接收機(jī)三部分組成。2. 信息的含義是：對(duì)消息不確定性的度量。3. 設(shè)一個(gè)數(shù)字傳輸系統(tǒng)傳送二進(jìn)制碼元的速率為2400B，則該系統(tǒng)的最大信息速率為2400bit/s;若該系統(tǒng)改為傳送十六進(jìn)制碼元，碼元速率不變，這是系統(tǒng)的最大信息速率為9600bit/s。4. 衡量通信系統(tǒng)質(zhì)量?jī)?yōu)劣的兩個(gè)主要指標(biāo)是有效性和可靠性。5. 四元信源的四個(gè)符號(hào)出現(xiàn)的概率分別為1/2，1/4，1/8，1/8，信源熵為1.75bit/符號(hào)，理論上，四源信源的最大熵為2bit/符號(hào)。6. 某離散信源輸出二進(jìn)制符號(hào)，在等概條件下，每個(gè)二進(jìn)制符號(hào)攜帶1bit信息量；在不等概條件下，每個(gè)二進(jìn)制符號(hào)攜帶的信息量小于1bit。1.3.2 簡(jiǎn)答題1. 什么是通信系統(tǒng)的誤碼率和誤信率？?jī)烧呤欠裣嗟龋看鸢福赫`碼率是碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率。誤信率是指信息在傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率。對(duì)二進(jìn)制碼元傳輸系統(tǒng)而言，兩者在數(shù)值上相等。多進(jìn)制時(shí)，兩者在數(shù)值上不相等。2. 什么是數(shù)字通信？數(shù)字通信的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答案：數(shù)字通信的基本特征是：它傳送的信號(hào)是“離散”或數(shù)字的。優(yōu)點(diǎn)是：抗干擾能力強(qiáng)、差錯(cuò)可控、易于與各種數(shù)字終端接口、易于集成化、易于加密處理；缺點(diǎn)是：系統(tǒng)復(fù)雜，例如需要增加同步子系統(tǒng)、與模擬信號(hào)相比所需要較多的信道帶寬。2. 二進(jìn)制編碼和二進(jìn)制數(shù)據(jù)二進(jìn)制編碼是計(jì)算機(jī)內(nèi)使用最多的碼制，它只使用兩個(gè)基本符號(hào)0和1，并且通過(guò)由這兩個(gè)符號(hào)組成的符號(hào)串來(lái)表示各種信息。二進(jìn)制的數(shù)值數(shù)據(jù)亦是如此，計(jì)算其所代表的數(shù)值的運(yùn)算規(guī)則是：m-1N = Di * 2i （2.4） Di 的取值為0或1i = -k例如 (1101.0101) 2 = (13.3125) 10 。等號(hào)左右兩邊括號(hào)內(nèi)的數(shù)字為兩個(gè)不同進(jìn)制的數(shù)字，括號(hào)右下腳的2和10分別指明左右兩邊的數(shù)字為二進(jìn)制和十進(jìn)制的數(shù)。按公式（2.4），計(jì)算二進(jìn)制的1101.0101的實(shí)際值為:1*23+1*22+0*21+1*20+0*2-1+1*2-2+0*2-3+1*2-4=8+4+1+0.25+0.0625 = 13.3125從式中可以進(jìn)一步看到，由于二進(jìn)制只用0和1兩個(gè)符號(hào),在計(jì)算二進(jìn)制位串所代表的實(shí)際值時(shí), 只需把符號(hào)為1的那些位的位權(quán)相加即可, 則上式變?yōu)?23 + 22 + 20 + 2-2 + 2-4 = 13.3125熟悉地記清二進(jìn)制數(shù)每位上的位權(quán)是有益的。當(dāng)位序號(hào)為0-12時(shí), 其各位上的位權(quán)分別為1、2、4、8、16、32、64、128、256、512、1024、2048和4096。數(shù)字化信息編碼的概念和二進(jìn)制編碼的知識(shí) 一、數(shù)字化信息編碼的概念 1.信息： 計(jì)算機(jī)能夠處理的如數(shù)值、文字、符號(hào)、語(yǔ)音、圖形等數(shù)據(jù)稱為信息。 2.編碼: 就是用少量、簡(jiǎn)單的基本符號(hào),選用一定的組合規(guī)則,以表示大量復(fù)雜多樣的信息。如12345，Computer就是現(xiàn)實(shí)生活的典型例子，計(jì)算機(jī)中使用的是二進(jìn)制編碼又稱基二碼。 3.二進(jìn)制編碼的作用 (1) 基二碼在物理上最容易實(shí)現(xiàn)。如觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)定的 狀態(tài)可表示0和1，又很方便地實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。 (2)二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單,為提高了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度,降低實(shí)現(xiàn)成本奠定了基礎(chǔ); (3)基二碼的兩個(gè)基本符號(hào)“0”和“1”能方便地與邏輯命題的“否”和“是”，或稱“真”和“假”相對(duì)應(yīng)。 二、二進(jìn)制編碼和碼制轉(zhuǎn)換 1.數(shù)制與進(jìn)位記數(shù)法 首先我們通過(guò)十進(jìn)制數(shù)引入一些基本概念。 （1）十進(jìn)制數(shù)只用十個(gè)基本符號(hào)0，1，2，3，4，5，6，7，8，9.稱十進(jìn)制為基10數(shù)制，10為該數(shù)制的基。 （2）十進(jìn)制數(shù) N=1998.67可表示成 N=110 3 +910 2 +910 1 + 810 0 +610 -1 + 710 -2 一般的十進(jìn)制數(shù)表示為: 稱10 i （-k i m-1）為位權(quán)，D ? 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 因此十進(jìn)制又稱有權(quán)的基10數(shù)制。 推廣到任意進(jìn)制 在進(jìn)位記數(shù)的數(shù)字系統(tǒng)中,若只用r個(gè)基本符號(hào)排列起來(lái)的符號(hào)串表示數(shù)值,則稱其為基r數(shù)制,假定用m+k個(gè)自左向右的符號(hào)Di表示數(shù)值N,即N=D m-1 D m-2 D 1 D 0 D -1 D -2 D -k 符合逢r進(jìn)位的規(guī)則。 2.二進(jìn)制編碼和二進(jìn)制數(shù)據(jù) 一般的二進(jìn)制數(shù)表示為: 其中D ? 0, 1 如 (1101.0101) 2 = 12 3 +12 2 +02 1 +10 0 +02 -1 +12 -2 + 12 -4 =8+4+1+0.25+0.0625=13.3125 應(yīng)該熟記二進(jìn)制位權(quán)： 2 0 =1 2 1 =2 2 2 =4 2 3 =8 2 4 =16 2 5 =32 2 6 =64 2 7 =128 2 8 =256 2 9 =512 2 10 =1024 2 11 =2048 2 12 =4096 常用的四種進(jìn)制的比較 1. 二進(jìn)制只有兩個(gè)不同的符號(hào)：0，1。計(jì)數(shù)方法是逢二進(jìn)一。 2. 八進(jìn)制有八個(gè)不同的符號(hào)：0，1，2，3，4，5，6，7。計(jì)數(shù)方法是逢八進(jìn)一。 3. 十六進(jìn)制有十六個(gè)不同的符號(hào)：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)。計(jì)數(shù)方法是逢十六進(jìn)一。 4. 十進(jìn)制有十個(gè)不同的符號(hào)：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。計(jì)數(shù)方法是逢十進(jìn)一。 二、八、十和十六進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 二進(jìn)制數(shù) 八進(jìn)制數(shù) 十進(jìn)制數(shù) 十六進(jìn)制數(shù) 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 3.數(shù)制轉(zhuǎn)換 （1）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制 十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：除二取余法 如 (25)10=(11001)2 轉(zhuǎn)換過(guò)程如下： 注意：最后取二進(jìn)制數(shù)的順序 技巧：若熟練掌握了2n的值，則可快速轉(zhuǎn)換。 如 (25)10=16+8+1=24+23+1= (11001)2 注意：最后取二進(jìn)制數(shù)的順序 十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)：乘二取整法 如 (0. 65)10=(0.1010)2 只取小數(shù)點(diǎn)后4位，轉(zhuǎn)換過(guò)程如下 （2）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制 方法是：按權(quán)展開(kāi)求和 如 (1100101) 2 =2 6 + 2 5 + 2 2 + 2 0 =64+32+4+1=(101) 10 （3）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制 方法是：除八取余 如 (1702) 10 =( 3246) 8 （4）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制 方法是：除十六取余 如 (1702) 10 =( 6A6) 16 （5）二進(jìn)制與八進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制的方法是：將二進(jìn)制數(shù)以小數(shù)點(diǎn)為界，整數(shù)部分從低位向高位，小數(shù)部分從高位向低位，每三位分為一組，不足三位要補(bǔ)上0。將每組的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)即可。 如： 八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的方法是：將每一位八進(jìn)制數(shù)變成三位二進(jìn)制數(shù)即可。 如： （6）二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制的方法是：將二進(jìn)制數(shù)以小數(shù)點(diǎn)為界，整數(shù)部分從低位向高位，小數(shù)部分從高位向低位，每四位分為一組，不足四位要補(bǔ)上0。將每組的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)即可。 如： 4.二進(jìn)制的運(yùn)算規(guī)則：加法注意1+1有進(jìn)位；減法注意0-1有借位；邏輯運(yùn)算僅對(duì)兩個(gè)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制位進(jìn)行，與相鄰的高低位的值無(wú)指令和指令系統(tǒng)概述作者：佚名來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2010-4-15 14:35:14收 藏 評(píng) 論指令和指令系統(tǒng)概述 基本概念 指令：引起計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種操作的最小的功能單位。 指令系統(tǒng)：一臺(tái)計(jì)算機(jī)的全部指令的集合。 CISC：復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱。 RISC：簡(jiǎn)化指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱。 指令格式：一條指令由操作碼和操作數(shù)地址碼兩部分組成。一般是如下格式： 操作碼 操作數(shù)地址碼 操作碼：指明本條指令的操作功能。如算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、存數(shù)、取數(shù)、轉(zhuǎn)移等。每條指令分配一個(gè)確定的操作碼。 操作數(shù)地址碼：指出該條指令涉及的操作數(shù)的地址。 操作碼：指明本條指令的操作功能。如算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、存數(shù)、取數(shù)、轉(zhuǎn)移等。每條指令分配一個(gè)確定的操作碼。 操作數(shù)地址碼：指出該條指令涉及的操作數(shù)的地址。 一、操作碼的組織與編排 有三種組織方式： 1、定長(zhǎng)的操作碼：每條指令的的操作碼均相同，即用固定長(zhǎng)度的若干位表示操作碼。 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化了計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)計(jì)，提高了指令譯碼和識(shí)別速度。 缺點(diǎn)：當(dāng)指令長(zhǎng)度較短時(shí)，操作數(shù)地址的位數(shù)就會(huì)嚴(yán)重不足。 因此定長(zhǎng)的操作碼適用于計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)較長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)。 2、變長(zhǎng)的操作碼：指令的的操作碼長(zhǎng)度不盡相同，將使用頻率較高而地址碼要求較多的的指令用較少位表示操作碼；而對(duì)那些地址碼位數(shù)要求較少的指令，用較多位表示操作碼；對(duì)那些無(wú)操作數(shù)的指令，整個(gè)指令字均用作操作碼。 如PDP-11計(jì)算機(jī)是16位的小型機(jī)，它的變長(zhǎng)的操作碼舉例如下： 7位操作碼： 0 1 1 1 X X X 地址碼1 地址碼2 8位操作碼： 1 0 0 0 0 X X X 位移或常數(shù) 10位操作碼： 1 0 0 0 0 1 0 1 X X 目標(biāo)地址 16位操作碼： 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X X 優(yōu)點(diǎn)：在比較短的指令字中，既能表示出比較多的指令條數(shù)，又能盡量滿足操作數(shù)地址的要求。 缺點(diǎn)：增加了硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。 以上兩種方案，操作碼一般在指令字的最高位部分。 3、操作碼與操作數(shù)地址有所交叉的方案特點(diǎn)：不同的指令操作碼長(zhǎng)度不同，而且與表示操作數(shù)地址碼的字段有所交叉。 二、操作數(shù)地址的設(shè)計(jì)安排 1、無(wú)操作數(shù)指令：指令中不涉及操作數(shù)或使用約定的操作數(shù)。如停機(jī)指令、空操作指令、關(guān)中斷及堆棧操作指令。 2、單操作數(shù)指令：指令中只涉及一個(gè)操作數(shù)或還使用另一約定的操作數(shù)。例如：寄存器內(nèi)容加1、減1指令；與外設(shè)交換數(shù)據(jù)的指令，只在指令中指明外設(shè)地址，而把接受或送出的寄存器約定下來(lái)；另外一種情況是采用單一累加器的計(jì)算機(jī)中約定目的操作數(shù)和保存結(jié)果都使用唯一的累加器，指令中只表示一個(gè)源操作數(shù)即可。 3、雙操作數(shù)指令：指令中要指出目的操作數(shù)和源操作數(shù)的地址，其中目的操作數(shù)地址還用于保存運(yùn)算結(jié)果。 4、多操作數(shù)指令：如三操作數(shù)指令，指令中不僅要指出目的操作數(shù)和源操作數(shù)的地址，還要指出保存運(yùn)算結(jié)果的去處。 三、關(guān)于指令的分類(lèi) 下面是按指令的功能來(lái)分類(lèi) 1、算術(shù)與邏輯運(yùn)算指令：這是每臺(tái)計(jì)算機(jī)必須要有的指令。這類(lèi)指令不僅給出運(yùn)算結(jié)果，還有結(jié)果的有關(guān)特征。 2、移位操作指令：包括算術(shù)移位（主要是右移）、邏輯移位、循環(huán)移位三種。 3、數(shù)據(jù)傳送指令：實(shí)現(xiàn)通用寄存器之間、存儲(chǔ)器之間、通用寄存器與存儲(chǔ)器之間、通用寄存器與外設(shè)接口之間的數(shù)據(jù)傳送。 4、轉(zhuǎn)移指令、子程序調(diào)用與返回指令： 轉(zhuǎn)移指令分為無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令和條件轉(zhuǎn)移指令兩種。二者相同之處是在指令中必須給出轉(zhuǎn)移地址；不同之處是條件轉(zhuǎn)移指令還必須在指令中給出轉(zhuǎn)移的條件（程序狀態(tài)字C、Z、V、S）。 子程序調(diào)用與返回指令是一種特殊的轉(zhuǎn)移指令，二者要配合使用。子程序又分為用戶自己編寫(xiě)