мой курсач
.docМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ
РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Факультет: ВАВТ
Кафедра МОВС
Курсовая работа
По дисциплине « ИНФОРМАТИКА»
НА ТЕМУ: « ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ТЕХНИЧЕСКИХ КИБЕРНЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ (АЛГОРИТМЫ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ)»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
ЗАДАНИЕ: ВАРИАНТ №36; N=64; λ=4; j={1,3,4,6}
Начало работы:
Окончание работы:
Руководитель Ильюшенков Э.Ф.
Исполнитель
МОСКВА 2006 г.
1) Задание диапазона измерения реального параметра ОУ - [0, Xmax].Пусть Xmax = 64 секунды время за которое пловец переплывает через реку. Тогда [0, 64] - диапазон изменения реального параметра (в данном случае времени) ОУ - пловец.
2) Задание аналога (подобия) диапазона [0, Xmax] в виде отрезка прямой длины Lmax в мм, т.е. [0,Lmax]. Xmax=Lmax =64мм. Отрезок прямой: [0,64] мм
3) Для заданных Lmax и количества уровней квантования N определяем разрядность n двоичного кодового эквивалента значения измеряемого параметра L и точность дискретного представления ∆x исходя из того, что:
n=log264=6 ∆x =64/64=1
4) Для данных n и Lmax определяем множество разновесов эталонов , той же природы, что и L (в мм), пропорционально соответствующим весам разрядов при двоичном представлении чисел, такое что: - множество разновесов эталонов (т.е. набора констант для измерения):
e1=64/21=32 при j=1
e2=64/22=16 при j=2
e3=64/23=8 при j=3
e4=64/24=4 при j=4
e5=64/25=2 при j=5
e6=64/26=1 при j=6
= {e1,e2, e3,e4,e5,e6}
5) Множество представим графически на рис.№1
6) Каждому весу ej множества поставим в соответствие класс эталонов Еj некоторого семейства классов Е такого что , так как n=6 то
При этом всякий Ej содержит такое количество Qj эталонов, сумма весов которых равна Xmax - ej т.е.
7) Графическое представление классов эталонов E см. рис №2
8) В соответствии c индивидуальным вариантом задания в системе классов E выделяем классов эталонов вида Еj (отмечаем символом * при заданном индексе j) и тем самым задаем конкретный алгоритм из класса алгоритмов: . Последовательность из цифр из индивидуального варианта задания совпадает c номерами j выделенных для использования в последующем измерении классов эталонов Еj E
= 4 ( - количество классов эталонов вида Еj (Еj E)).
Выделение осуществляем в составе графического представления системы классов E см. рисунок №2.
9) С целью упорядочивания и облегчения дальнейших построений алгоритма измерения введем сквозную нумерацию заданных классов, заменив звездочки * на индексы f (1 ≤ f ≤ при индексе j в порядке возрастания j), и заменив на . В результате получим
(при =4, j={1,3,4,6})
10) Определяем для всех множества (выделенных для проведения измерения по данному алгоритму, из класса алгоритмов) их частей , так что , которые будут непосредственно участвовать в уравновешивании L. При этом
qf - количество частей класса алгоритмов, выделенных для проведения измерения по данному алгоритму, то есть необходимое количество эталонов
разность равная числу двоичных разрядов кода.
при f =1 m1=j1 - j1-1 = 1-0 = 1 q1 = 21 – 1 = 1
при f =2 m2=j2 - j2-1 = 3-1 = 2 q2 = 22 – 1 = 3
при f =3 m3=j3 - j3-1 = 4-3 = 1 q3 = 21 – 1 = 1
при f =4 m4=j4 - j4-1 = 6-4 = 2 q4 = 22 – 1 = 3
где f ={1,2,3,4}
n = 1 + 2 + 1 + 2= 6, где n - разрядность двоичного кодового эквивалента значения, измеряемого параметра L.
Проверяем выполнение условия:
11) Задание L в диапазоне [ 0, Lmax], L = 34мм 34мм [0,64]
12) Осуществляем графически последовательную процедуру измерения (ступенчатого уравновешивания) заданного L в соответствии c индивидуальным алгоритмом класса алгоритмов ПУ с указанием промежуточных Sf и окончательного S результатов первичного измерения. См. рис.№3
13) Графическое уравновешивание заданного L сопровождаем последовательной алгоритмической процедурой, состоящей из =4 циклов измерения, последовательной подстановкой в каждый пункт алгоритма для каждого цикла измерения f (от 1 до =4) всех номеров тактов i (от 1 до if) формированием для данных f и i.и указанием:
I) Всех значений суммы эталонов, используемых для уравновешивания L с выделением Sf
II) Всех значений от результатов проверки логических условий
где P2,f,i :
P2,f,i ≡ i < qf 2 номер условия
P3,f ≡ f < f номер цикла
i номер такта
Обозначение оператором каждого из пунктов предписания даётся в конце пункта в круглых скобках.
Начало. Переходим к п. 1 (А)
1. Положить f :=1. Перейти к п.2 (O(f))
2. Положить if :=1. Перейти к п.3 (O(i))
3. Из заданного подмножества E′ семейства E выделяем для
измерения в текущем цикле f =1 класс эталонов . Перейти к п.4 (E)
4. Из выделенного класса в текущем такте if =1 извлекаем эталон= e1,1 для образования составного эталона и последующего уравновешивания выборки L. Перейти к п.5 (Э)
5. Образуем составной эталон цикла f =1 такта if =1
Sf,i=0+1*32=32
где - Sf-1 - сумма весов эталонов или вес составного эталонов или вес составного эталона используемых в уравновешивании L цикла f-1 c точностью до S0 = 0. Перейти к п.6 (S)
6. Проверяем условие если условие выполняется переходим к п.7, если нет – к.п.9
P1,1,1 ≡ 34 > 32 так как условие выполняется переходим к п.7 (P1)
7. Проверяем условие P2,f,i ≡ if < qf если условие выполняется переходим к п.8, если нет – к.п.11.
P2,1,1 ≡ 1 < 1 так как условие не выполняется переходим к п.11 (P2)
11. Произвести отсчет числа if эталонов класса в цикле f =1 уравновесивших L с точностью до . При этом i(f)= if = qf, если перед п.11 выполнялся п.7, и i(f)= if - 1 если перед пунктом 11 выполнялся n.10. Так как выполнялся п.7 i(f)= qf =1 . Переходим к n.12 (I)
12. Проверяем условие P3,f ≡ f < Если условие выполняется перейти к п.13. Если нет - к п.14
P3,1 ≡ 1 < 4 Условие выполняется перейти к п.13. (P3)
13. Увеличить f на единицу перейти к п.2 (F(f))
2. Положить if :=1. Перейти к п.3 (O(i))
3. Из заданного подмножества E′ семейства E выделяем для
измерения в текущем цикле f =2 класс эталонов . Перейти к п.4 (E)
4. Из выделенного класса в текущем такте if =1 извлекаем эталон= e3,1 для образования составного эталона и последующего уравновешивания выборки L. Перейти к п.5 (Э)
5. Образуем составной эталон цикла f =2 такта if =1
Sf,i=32+1*8=40
где - Sf-1 - сумма весов эталонов или вес составного эталонов или вес составного эталона используемых в уравновешивании L цикла f-1 c точностью до Sf-1 = S2 = 32. Перейти к п.6 (S)
6. Проверяем условие если условие выполняется переходим к п.7, если нет – к.п.9
P1,2,1 ≡ 34 > 40 так как условие не выполняется переходим к п.9 (P1)
9. Уменьшить if на единицу перейти к п.10
10. Возвратить эталон e1,1 из составного веса в класс , вернувшись к предыдущему составному весу на e3,1 меньшим. Вес эталонов использованных в цикле f =1 равен . Перейти к п. 11 (Э)
11. Произвести отсчет числа if эталонов класса в цикле f =1 уравновесивших L с точностью до . При этом i(f)= if = qf, если перед п.11 выполнялся п.7, и i(f)= if - 1 если перед пунктом 11 выполнялся n.10. Так как выполнялся п.10 i(f)= 1 – 1=0 . Переходим к n.12 (I)
12. Проверяем условие P3,f ≡ f < Если условие выполняется перейти к п.13. Если нет - к п.14
P3,2 ≡ 2 < 4 Условие выполняется перейти к п.13. (P3)
13. Увеличить f на единицу перейти к п.2 (F(f))
2. Положить if :=1. Перейти к п.3 (O(i))
3. Из заданного подмножества E′ семейства E выделяем для
измерения в текущем цикле f =3 класс эталонов . Перейти к п.4 (E)
4. Из выделенного класса в текущем такте if =1 извлекаем эталон= e4,1 для образования составного эталона и последующего уравновешивания выборки L. Перейти к п.5 (Э)
5. Образуем составной эталон цикла f =3 такта if =1
Sf,i=32+1*4=36
где - Sf-1 - сумма весов эталонов или вес составного эталонов или вес составного эталона используемых в уравновешивании L цикла f-1 c точностью до Sf-1 = S2 = 40. Перейти к п.6 (S)
6. Проверяем условие если условие выполняется переходим к п.7, если нет – к.п.9
P1,3,1 ≡ 34 > 36 так как условие не выполняется переходим к п.9 (P1)
9. Уменьшить if на единицу перейти к п.10
10. Возвратить эталон e4,1 из составного веса в класс , вернувшись к предыдущему составному весу на e4,1 меньшим. Вес эталонов использованных в цикле f =1 равен . Перейти к п. 11 (Э)
11. Произвести отсчет числа if эталонов класса в цикле f =2 уравновесивших L с точностью до . При этом i(f)= if = qf, если перед п.11 выполнялся п.7, и i(f)= if - 1 если перед пунктом 11 выполнялся n.10. Так как выполнялся п.10 i(f)= 1 – 1=0 . Переходим к n.12 (I)
12. Проверяем условие P3,f ≡ f < Если условие выполняется перейти к п.13. Если нет - к п.14
P3,3 ≡ 3 < 4 Условие выполняется перейти к п.13. (P3)
13. Увеличить f на единицу перейти к п.2 (F(f))
2. Положить if :=1. Перейти к п.3 (O(i))
3. Из заданного подмножества E′ семейства E выделяем для
измерения в текущем цикле f =4 класс эталонов . Перейти к п.4 (E)
4. Из выделенного класса в текущем такте if =1 извлекаем эталон= e6,1 для образования составного эталона и последующего уравновешивания выборки L. Перейти к п.5 (Э)
5. Образуем составной эталон цикла f =4 такта if =1
Sf,i=32+1*1=33
где - Sf-1 - сумма весов эталонов или вес составного эталонов или вес составного эталона используемых в уравновешивании L цикла f-1 c точностью до Sf-1 = S3 = 36. Перейти к п.6 (S)
6. Проверяем условие если условие выполняется переходим к п.7, если нет – к.п.9
P1,4,1 ≡ 34 > 33 так как условие выполняется переходим к п.7 (P1)
7. Проверяем условие P2,f,i ≡ if < qf если условие выполняется переходим к п.8, если нет – к.п.11.
P2,4,1 ≡ 1 < 3 так как условие выполняется переходим к п.8 (P2)
8. Увеличить if на единицу перейти к п.3 (F(i))
3. Из заданного подмножества E′ семейства E выделяем для
измерения в текущем цикле f =4 класс эталонов . Перейти к п.4 (E)
4. Из выделенного класса в текущем такте if =2 извлекаем эталон= e6,2 для образования составного эталона и последующего уравновешивания выборки L. Перейти к п.5 (Э)
5. Образуем составной эталон цикла f =4 такта if =2
Sf,i=32+2*1=34
где - Sf-1 - сумма весов эталонов или вес составного эталонов или вес составного эталона используемых в уравновешивании L цикла f-1 c точностью до Sf-1 = S1 = 34. Перейти к п.6 (S)
6. Проверяем условие если условие выполняется переходим к п.7, если нет – к.п.9
P1,4,2 ≡ 34 > 34 так как условие не выполняется переходим к п.9 (P1)
9. Уменьшить if на единицу перейти к п.10
10. Возвратить эталон e6,2 из составного веса в класс , вернувшись к предыдущему составному весу на e6,2 меньшим. Вес эталонов использованных в цикле f =4 равен . Перейти к п. 11 (Э)
11. Произвести отсчет числа if эталонов класса в цикле f =4 уравновесивших L с точностью до . При этом i(f)= if = qf, если перед п.11 выполнялся п.7, и i(f)= if - 1 если перед пунктом 11 выполнялся n.10. Так как выполнялся п.10 i(f)= 2 – 1=1 . Переходим к n.12 (I)
12. Проверяем условие P3,f ≡ f < Если условие выполняется перейти к п.13. Если нет - к п.14
P3,4 ≡ 4 < 4 Условие не выполняется перейти к п.14. (P3)
14. Закончить процесс измерения. (Я)
I) Все значения суммы эталонов, использованных для уравновешивания L с выделением Sf
,
,
,
,,
II) Результат проверки логических условий
P2,f,i ≡ i < qf P3,f ≡ f <
P2,1,1 ≡ Л(1 < 1) P3,1 ≡ И(1 < 4) P3,2 ≡ И(2 < 4)
P3,3 ≡ И(3 < 4)
P2,4,1 ≡ И(1 < 3)
P3,4 ≡ Л(4 < 4)
14) Итоги суммирования и проверки логических условий отражаем на графической процедуре измерения L. См. рис №4
15) Представим результат измерения в виде n=6 разрядного кода в двоичной системе счисления К = К2, К2, ... Ка,. .. К, где Кf имеет разрядность mf и Кf - двоичный код
промежуточных разрядов К, равный двоичному числу if эталонов класса в цикле f ypaвновecивших LT.
Так как в нашем задании n=6, то К - 6-разрядный код в двоичной системе счисления. В процессе последовательного уравновешивания (процедура измерения) у нас получилось всего 4 внешних цикла, f=4, поэтому К= К1, К2, К3, К4 .
разность равная числу двоичных разрядов кода.
при f =1 m1=j1 - j1-1 = 1-0 = 1 q1 = 21 – 1 = 1
при f =2 m2=j2 - j2-1 = 3-1 = 2 q2 = 22 – 1 = 3
при f =3 m3=j3 - j3-1 = 4-3 = 1 q3 = 21 – 1 = 1
при f =4 m4=j4 - j4-1 = 6-4 = 2 q4 = 22 – 1 = 3
где f ={1,2,3,4}
n = 1 + 2 + 1 + 2= 6, где n - разрядность двоичного кодового эквивалента значения, измеряемого параметра L.
Количество эталонов, пошедших на уравновешивание в каждом из 4-х циклов
f1=1
f2=0
f3=0
f4=1
Теперь сводим всё выше приведенное вместе:
m1=1 f1=1 K1=1
m2=2 f2=0 K2=00
m3=1 f3=0 K3=0
m4=2 f4=1 K4=01
Записываем конечный код в двоичной системе счисления
Итак, конечный код в двоичной системе имеет вид: 1000012. Переводим 1000012 в десятичную систему счисления и получаем 33 (3310), что соответствует заданной величине L=34 мм с точностью х = l мм.
16) ЛСА - логическую схему алгоритма представляем в виде блок-схемы.
Общий вид алгоритма использованного в п. 13
Обозначение оператором каждого из пунктов предписания даётся в конце пункта в круглых скобках.
Начало. Переходим к п. 1 (А)
1. Положить f :=1. Перейти к п.2 (O(f))
2. Положить if :=1. Перейти к п.3 (O(i))
3. Из заданного подмножества E′ семейства E выделяем для
измерения в текущем цикле f =1 класс эталонов . Перейти к п.4 (E)
4. Из выделенного класса в текущем такте if =1 извлекаем эталон для образования составного эталона и последующего уравновешивания выборки L. Перейти к п.5 (Э)
5. Образуем составной эталон цикла f =1 такта if =1
Sf,i=0+1*8=8
где - Sf-1 - сумма весов эталонов или вес составного эталонов или вес составного эталона используемых в уравновешивании L цикла f-1 c точностью до S0 = 0. Перейти к п.6 (S)
6. Проверяем условие если условие выполняется переходим к п.7, если нет – к.п.9 (P1)
7. Проверяем условие P2,f,i ≡ if < qf если условие выполняется переходим к п.8, если нет – к.п.11. (P2)
8. Увеличить if на единицу перейти к п.3 (F(i))
9. Уменьшить if на единицу перейти к п.10