控制软件设计论文范文

控制软件设计论文篇1

【关键词】电子计算机；自动控制；技术原理

随着我国社会生产信息化与自动化趋势的不断推进，电子计算机控制技术的应用得到了广泛应用。在这一情况下，做好计算机控制技术的基础理论研究，用于促进控制技术的有力发展，就成为了当前自动化控制技术与计算机实用技术研究者的重要研究内容。在这一研究中，技术人员以计算机控制系统组成、特点与设计技术为基础，结合新型控制技术的运行原理开展了控制技术原理研究，为计算机控制技术的发展与实用性提高提供理论研究支持。

1计算机控制技术概念分析

电子计算机控制技术的应用，来源于计算机技术的高速发展。技术研究者在研究中将这一技术定义为以下内容：计算机控制技术是以电子技术、自动控制技术、计算机应用技术为基础的自动化控制技术，其运行的核心为计算机控制技术。所以计算机控制技术，在实际运行中包括了综合可编程控制技术、单片机技术、计算机网络控制技术等多项技术内容。在自动化控制研究中，计算机控制技术的应用可以很好提高自动控制精密度与控制效率，降低控制管理成本。

2控制系统运行原理研究

在计算机控制系统包括了硬件系统和软件系统两个主要系统。自动控制过程即是通过两个控制系统的配合完成。下面我们分别就这两个系统的运行原理进行研究。

2.1硬件系统运行原理

计算机自动控制系统的作用是通过对控制数据信息分析，在通过数据信号完成自动控制的计算机及相关控制设备。在实践应用中，技术人员将其分为通用机系统与控制机系统，两个组成系统。通用机系统在运行中主要是按照软件程序，通过主机对控制数据进行计算、分析、存储以及控制命令的工作。而控制系统则是将通用机系统的命令，发送到控制设备中，完成对自动化系统的控制过程。所以在计算机控制硬件系统中，控制机系统实际上是通用机系统的外延系统，负责完成通用机系统的命令，同时将所控制设备产生的数据信息反馈到通用机系统，完成控制系统与被控制设备的数据交换过程。

2.2软件系统运行原理

如果将硬件系统比喻为控制系统的躯体与器官，软件系统则是计算机控制系统的神经系统，负责指挥计算机控制系统的正常运行。自动控制软件系统在实际运行中，包括了系统软件与应用软件两个组成部分。系统软件是计算机软件运行的基础，负责对应用软件提供支持，同时负责对系统自身运行提供帮助。如计算机各类操作系统、计算机运行的监控软件、语言与数据处理软件等，都是系统软件的组成部分。而应用软件则是通过程序运行，完成通用机与控制机系统发出的各项控制指令，完成对被控制设备的控制工作。

3计算机控制系统实践操作原理

在计算机控制系统运行中，硬件系统与软件系统的配合工作过程大体如下。

3.1控制系统设计

技术人员在计算机控制设置中，首先需要做好控制系统的设计工作。其主要工作内容包括以下程序。首先确定系统需要的控制任务说明书。在控制系统设计开始前，技术人员需要了解被控制设备的技术参数、运行原理，以及设备生产加工工艺流程、精度要求、设备运行需要实现的功能等各项技术指标。除此之外，技术人员还需要对设备运行环境、操作技术人员素质等外界因素进行信息统计、分析，制定出有效的控制设计任务说明书。这一过程是控制系统设计的基础工作，对于设计过程起到了有力的支持作用。

其次制定系统总体方案设计。在任务说明书基础上，技术人员即可对系统控制总体方案进行设计。方案设计的内容包括了以下内容。一是根据任务书内容，选择硬件与软件系统。根据任务书内容，技术人员在成本、技术指标等条件下，选择合理的计算机硬件主机、周边设备，以及系统软件与应用软件。其选择因素包括了系统控制质量与效率、系统整体造价与工时限制等几个主要因素。二是合理配置硬件与软件系统。在系统硬件与软件系统选择完成后，技术人员还应在方案设计中充分考虑硬件与软件系统是否匹配，合理配置计算机系统使其发挥出最佳效果。三是完成设计方案。在完成以上工作后，技术人员需要将控制系统总体方案落实在文件中。在设计方案文件中应包括硬件系统微处理器选择、计算机内外存储器容量选择、接口电路类型与连接方式、控制系统传感器类型、控制系统应用软件开发环境的配置以及硬件系统配置设计与调试工作内容等主要方案内容。

最后是完成控制系统应用软件设计。在硬件与软件总体设计方案基础上，技术以方案要求与控制工作实际过程出发，开始应用软件的设计工作。软件设计的内容包括了软件控制功能设置，以及控制功能运行的逻辑与时序关系。应用软件设计过程中，技术人员需要用软件流程图表述出来。再按照流程图内容，设计出应用相应的应用程序，搭建控制应用软件系统。

3.2控制系统主要方式简析

控制系统在设计完成后，即可进入控制管理阶段。在这一阶段，控制管理可以分为程序控制、反馈控制以及应急控制三个主要组成部分。程序控制主要是按照应用软件程序，由通用机系统向控制机系统命令，再由控制机系统控制被控制设备完成指令。反馈控制主要由被控制设备发出反馈信号，再由控制机与通用机系统进行分析，再根据分析结果做出控制指令。这种控制模式需要与监控系统配合进行。应急控制主要是在设备故障、自然灾害等突况下，控制系统采用的应急转换、手动控制等特殊的控制方式，是应对突发紧急情况下的控制措施。由于这种控制方式较为特殊，一般不会采用。

4结束语

计算机自动控制技术的核心在于系统设计与运行两个主要内容。为此技术人员以计算机控制技术系统组成为切入点，结合其设计与控制方式，开展了技术专项研究。为计算机控制技术水平的提高打下有力的基础。

参考文献

[1]于文新,楚书来.计算机控制技术在自动化生产线上的应用[J].煤炭技术,2013(08).

[2]祁立勋.浅谈计算机控制技术原理及发展趋势[J].信息与电脑(理论版),2010(08).

控制软件设计论文篇2

【关键词】模拟仿真 可编程控制器 教学应用

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2015）04-0025-02

可编程控制器（简称PLC）是高职机电一体化技术专业一门重要的专业核心课程。长期以来，可编程控制器应用技术课程是由理论教学、随堂实验和课程设计等环节构成。由于实验设备的缺乏、实验成本高、存在安全风险、调试不方便等因素，使得整个教学过程理论与实际严重脱离，学生学习兴趣低，学习效果差。笔者在可编程控制器应用技术教学过程中，结合理论教学的进程，利用PLC的编程和仿真软件进行模拟仿真教学，在计算机上进行仿真实验，增加学生的感性认识，激发学生的学习兴趣，取得了较好的效果。

一 GPPW模拟软件课程教学实施过程

模拟仿真教学由教师结合教学内容通过多媒体平台演示完成后，让学生自己动手进行PLC程序的编制与调试，根据设计要求边设计，边调试，边分析，边修改。经过一定的训练后，学生可以在课外参照一定的要求自主完成整个设计调试的过程。下面以十字路口红绿灯的控制系统设计为例，说明GPPW软件在可编程控制器教学中的应用。

1.控制要求

首先给出某十字路口红绿灯示意图及时序图。东西向和南北向分别有红绿黄三色灯，东西向按照红灯亮7.5s、绿灯亮4s、黄灯闪2.5s，南北向按照绿灯亮5s、黄灯闪2.5s、红灯亮6.5s的顺序依次点亮。

2.分析及设计

根据案例要求选择并行序列步进顺控法进行设计。确定输入输出信号，完成I/O分配及外部硬件线路设计，设计出红绿灯控制的功能图后，我们在GX-Developer软件中进行SFC程序设计，如图1。

3.模拟仿真

完成程序输入后，启动梯形图逻辑测试程序，将程序写入虚拟PLC中，并打开相应的继电器内存监视器。双击触点X000将常开触点置1，此时步进顺控按照流程执行，在继电器内存监视器中可以直观地看到步的执行及每一步中对应的输出情况，如图2所示，图中涂色部分表示其状态为“1”，否则表示状态为“0”。再双击触点X001使停止触点有效，则执行完本次循环后程序停止运行。

将模拟仿真测试结果与控制要求进行比较，如果完全符合实际控制要求则完成程序调试，如果测试结果与设计要求不符，则需对设计程序进行修改，然后再进行仿真测试，直到符合设计要求为止。学生在仿真测试的过程中，自己动手完成整个设计调试过程，将看不见、摸不着的控制流程以形象的方式展示在屏幕上，加深了学生对指令、动作要求及程序执行的正确理解，从而提高教学效果。

二 FX-TRN模拟仿真软件知识拓展应用

FX-TRN软件是三菱公司为FX系列PLC设计的模拟仿真训练软件。该软件中用三维造型设计了3D仿真画面。通过程序设计、输入后，调试过程中有真实的场景模拟，使操作者有类似操控各种自动设备的感受。

该软件配备了3个等级、4种难度的挑战案例，可供学生循序渐进地提高自己的编程水平，并加深对PLC的认识。另外，由于FX-TRN软件有非常方便详细的指导系统，只要是稍有基础的学生，按照指导步骤来实施基本上不需要任何其他帮助。因此，我们在可编程控制器的实际教学中，选择FX-TRN软件中的项目作为学生的课外辅导项目，学生根据课程教学内容选择合适的项目进行自主训练。

图1 图2

三 结束语

1.模拟仿真教学能将抽象理论形象化、直观化

实现模拟场景中的仿真运行，可帮助学生更好地理解PLC的工作原理。要让学生对PLC的工作过程有全面的认识和了解，除具备一定的编程能力、掌握基本的编程技巧外，还要让学生按照实际的控制要求进行仿真运行和调试，从而找到程序中的不足和漏洞，进行反复修改，达到优化程序、熟悉编程的目的。三菱模拟仿真软件为我们提供了一个很好的模拟仿真平台，使我们能够在教学过程中随时提供实验、演示分析。通过这样的计算机模拟仿真实验，把可编程控制器技术的理论教学和实验教学有机地结合起来，为可编程控制器的实际运用打下一个良好的基础，在极大程度上缓解了没有PLC实验设备的困难。 2.模拟仿真教学能节约资金，降低实验风险，弥补实验设备不足等

使用计算机仿真模拟，具有经济、可靠、实用、安全、灵活、高效率、可多次重复使用和成本低、风险小的优点，使学生突破了实验室的局限性，避免了实际电路调试的烦琐过程，不用反复拆装元件，以免损坏元件；整个过程快捷方便，省时省力，把它应用到PLC课堂教学，既避免了实验仪器的损坏与实验材料的消耗，降低教学成本，又能让学生完成各种与实际实验相似的实验实习，学到相关的专业知识和专业技能，为学校节省了实验实习和设备维修的费用。

3.实现理论教学与实验实践有机结合，提高课堂教学质量和教学效果

传统的PLC教学，要实现理论与实践有机结合同步进行，往往需要的仪器设备较多。实验成本高，实验存在安全风险，调试不方便，实验效果不明显，再加上学校实验设备不足等因素的影响，很难做到理论教学与实验实践有机结合。应用仿真实验，课堂教学只需把学生带到计算机房，教师在进行理论讲授的同时，应用电脑进行仿真实验演示给学生观察，然后让学生在电脑上进行实验验证，把理论教学与实验实践有机结合起来。当然，在实际教学过程中，我们也发现，类似的模拟仿真软件在某些特殊指令上仍无法实现仿真测试，其仿真功能还需要进一步的开发提高。

参考文献

[1]李艳.仿真软件在PLC实验教学中的应用研究[J].科技资讯，2011（4）：194

[2]王盛.FX-TRN可编程控制仿真软件在中职PLC教学中的应用[J].中等职业教育（理论），2008（7）：6～7

控制软件设计论文篇3

关键词：Solidworks，开放式数控系统，数控铣床，三坐标

 

随着数控机床的普及，采用数控机床己成为机械制造业改革的主要方向，如何能高质量、高效率、低费用的培训操作人员成为亟待解决的问题之一。由于数控机床的教学比较抽象需要借助实验来加深对课堂知识的理解，生产用的数控机床一般价格都比较昂贵，软件也不是开放式的结构，无法用于学生的实验教学。因此设计一种功能齐全，结构简单，软件结构开放，低成本，且具有代表性的教学实验型微型数控机床可以满足教学实验的要求。

1　总体方案的确定

实验型微型数控铣床以开放式CNC体系为指导思想，在Windows98下开发系统的硬件、软件。本研究将用Delphi语言、Solidworks及Protel软件完成对该数控铣床整体结构的设计和控制系统的接口电路(IO/TIMER控制板)、驱动电路、有关电路、相应控制软件的设计。绘制出试验型数控铣床的虚拟样机，根据零件图，设计零件制造的工艺；在零件加工完成后，进行装配调试，完成微型数控铣床的制作。

2　机械部分设计

微型铣床的机械部分是机床的主体部分，其设计计算主要包括：总体传动方案的确定，电机、主轴、丝杠的选取等。机械部分Solidworks虚拟制图如图1所示

图1 铣床的机械部分虚拟制图

2.1 机床总体传动方案的确定

本机床可以实现X轴、Y轴和Z轴三坐标联动。X轴、Y轴的进给是通过电机带动丝杠，丝杠又与螺母传动来实现。电机与丝杠的连接可以通过销钉来实现。在传动过程中电机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做水平移动，从而带动工作台运动。论文参考网。Z轴的进给也是通过电机带动丝杠，丝杠又与Z轴螺母传动来实现。主轴套与Z轴螺母相连，在传动过程中电机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做上下移动，从而带动主轴做上下运动。

2.2 设计计算部分

2.2.1 主轴的选取和校核

1）主轴选取

立式铣削切削力的计算:

由机械设计手册[1],对高速钢圆柱铣刀:

其参数按实际加工过程中平均铣削条件为准选取:

对圆柱铣刀逆加工:

主轴材料为 40Cr 钢取C=102

2）主轴校核

2.2.2 滚珠丝杠的选取

由最大动载荷Q值和导程P可以选择滚珠丝杠的型号为：CWM165-2.5-P3。

3机床控制部分设计

3.1系统硬件组成

经过分析，本三坐标数控系统决定采用单CPU结构(采用的控制PC机主频达到797MHz)。本三坐标数控铣床主要用于教学演示故对精度要求不是特别高，采用开环控制方式，用步进电机驱动输出，设计数控接口电路进行定时中断、脉冲输出以及其它开关量的输入输出。论文参考网。论文参考网。其数控系统硬件组成如图2所示[2－4]

3.1.1接口电路设计

本数控接口电路主要完成外部开关量的输入和步进电机的控制以及一些机床辅助功能的实现，性能优良、工作可靠。接口电路的结构如图3所示[5－6]。

3.1.2步进电机驱动器输出控制电路

为了输出脉冲去控制三个方向的步进电机，以及接收机床行程开关等开关量信号，在电路设计中设计了两片可编程接口芯片8255，可以对48点数字量进行I/O操作。但本微型数控铣床三坐标数控系统中仅用到了一片8255，另一片暂时未用，用于以后的功能扩展。使用的8255的 PA口、PB口、PC口均工作在基本输入输出方式。8255控制字格式如下：

D7：1，D6：0，D5：0，D4：0，D3：0，D2：0，D1：0，D0:0,

即控制字为80H

用Delphi编写CNC程序，初始化8255：

procedure TForm1.FormCreate(Sender: Object);

begin

asm

mov al,80H

mov dx,0213H

out dx,al

……

end；

在实时中断服务程序中，用8255经光电隔离向三个方向的步进电机驱动器输出控制信号，进而控制三个方向步进电机的运动，如图4所示。

4　结束语

型微型数控铣床具有体积小，价格低，功能完善，安全系数高，是三坐标驱动和生产型数控铣床工作原理相同，且具有开放的软硬件结构，基于以上的优点微型数控铣床将具有广泛的应用前景。

参考文献：

[1] 邱宣怀．机械设计[M]．北京.高等教育出版社，1997：324-373

[2] 赵玉刚，宋现春．数控技术[M]．机械工业出版社，2003：200-206

[3] 赵国勇，赵玉刚，赵福玲等．基于Windows98磁粒光整加工CNC系统的开发研究[J]．大连理工大学学报，2005,(1)：75-78

[4] 赵玉刚，王敏．基于IPC和Windows的激光加工CNC系统[J]．机电一体化，1999,(5)：24-27

[5] 郑学坚，周斌．微型计算机原理及应用[M]．清华大学出版社，2001：200-223

[6] 赵玉刚．具有图形编程和仿形编程功能的CNC系统软件[J]．大连理工大学学报，1999,(1)：120-122

 

控制软件设计论文篇4

计算机理论基于软件工程理论的信息工程监理的研究

自从二零零二年十二月我国信息产业部颁布《信息系统工程监理暂行规定》（简称《规定》）之后，信息工程监理公司越来越多。根据《规定》,信息工程监理主要是指依法设立且具备相应资质的信息系统工程监理单位,受业主单位委托,依据国家有关法律法规、技术标准和信息系统工程监理合同,对信息系统工程项目实施的监督管理。[1]

1 信息工程的特点

跟其他的一般的建设工程项目相比，企业信息工程有着复杂高度、能见度低等不确定因素。其主要有以下几个特点：

1.1 组织驱动技术

企业信息工程项目的组织和建设越来越表现出不可分割的一面。工程项目组织要求信息工程必须严格确定“前期准备-工程项目规划-工程项目设计-工程项目实施-工程项目验收-工程项目维护”的“组织思维”过程,设立周密的“组织标准”通过这些组织标准来带动技术标准的设立,通过组织的需求来带动技术方面的需求,也通过组织的满意度还评价技术方面的满意程度。

1.2 全员全程参与

信息工程并不能跟那种“交钥匙”工程一样，其要求建设单位的所有员工进行全程参与。这主要是由于企业信息工程项目不并简单，而是一个非常复杂的知识传递的过程,其要求建设单位的所有员工必须学习并接受相关知识;因此建设单位与开发单位之间必须相互适应、相互协调，必须协同共进。企业信息工程系统是一个人机相结合的有机系统,没有建设单位人员的全程参与,信息工程系统将不可能实现其有效性、完整性、全面性。

1.3 复杂度高，不确定因素多

由于信息工程项目的需求比较复杂，其不像其他建筑工程那样具有可见性。检验复杂,较长的维护期,还有其它非技术因素原因导致企业信息化项目失败[2]。因此，企业的信息工程项目具有搞复杂度、低能见度，存在许多不确定的因素。

2 信息工程监理的必要性

现在，我国企业实现信息工程项目的成功几率还非常低，根据我国企业信息工程项目的自身特点，保证信息工程项目的成功几率的提高，必须进行信息工程建立，即必须通过第三方监理单位对企业信息工程项目的实施进行监督。信息工程监理将有利于开发单位跟企业的相互协调，彼此协同共进,能确保信息工程项目的有效进行。对于信息工程监理的必要性，主要原因在于：目前我国企业信息工程监理对过去传统的建筑工程监理模式进行了参考，但又跟一般的建筑工程的监理有一定的差别。第一，信息工程的可见度非常低，开发过程相当多变、复杂，其知识密度也相当高。不像建筑工程项目的监理那样能随时对施工现场进行其质量、进度进行监督管理，信息工程监理根本无法对信息工程的操作现场、质量进行监督和管理，信息工程的进合同执行情况、软件质量、资金使用情况、进度等很难把握和操控。从而致使了信息工程监理低能见度、高复杂度、差操作度等现象。为了解决这些监理中出现的问题，必须采用软件工程理论。通过软件工程，可以将高复杂度的信息工程项目进行分解,对信息工程中低“能见度”的难题设置了一套有效的解题方案。根据现有的软件工程平台和工具,将能为信息工程项目的监理提供一套“复杂度”低、“可见性”高的监理平台,很大程度上满足了现阶段我国企业信息工程项目建设的需要。

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计算机理论关于电子信息工程专业高频实验的改革

(一) 目前高频电子技术试验课的现状

高频电子技术是电子信息类专业的重要基础课程，是一门理论性、工程性与实践性都很强的课程，它的内容丰富，应用广泛。该课程的任务是研究高频电子线路的基本原理与基本分析方法，以单元电路的分析和设计为主。其主要内容包括：高频电路的基本知识、高频小信号调谐放大器、高频谐振功率放大器、正弦波振荡器、振幅调制和解调、环形混频器等内容。

随着电子技术的飞速发展，对高频电子技术试验课提出了更高的要求。

1.1 教学现状与需求分析

当前大部分“高频电子线路”教学仍然沿用较为经典的内容。例如。在功率放大器章节中，动态负载线和丙类功率放大器的分析方法依然是其核心内容，而在目前的射频功率放大器设计中，由于c类放大器具有非线性特性，所以应用较少，D类和E类放大器已经成为当前设计应用的主流；当前教学中，调制与解调主要以模拟调制(AM／FM，PM)方式强调，这些内容有助于理解调制与解调的基本概念，是教学内容中不可或缺的部分；因此，

“数字调制”方面的内容和要求在教学大纲中有待加强。

随着科技的飞速发展，创新渐渐成为当今的主题。因此。在高频电子线路实验中的创新也变得极为重要。这就需要学生能用所学的理论充分与实际相链接，达到自主创新的目的。

如：开展电子设计大赛等相关的活动，不仅激励学生学习的积极性。而且充分的调动了大家对于实验的兴趣。同时，大大提高了学生的动手、动脑能力。

1.2 实验设备存在的问题

首先，由于设备的使用寿命有限，试验室的设备损坏的程度比较严重，设备的更新和维护问题成为关键。

其次，再进行高频实验中，试验设备很容易受到干扰，如何解决设备的干扰问题也尤为重要。

最后，就是实验设备的选择问题。现行高频电子线路实验课程中采用的高频电子线路实验箱，将高频实验所需的直流电源、频率计、低频信号源和高频信号源设计成一个公共平台。而且，这种整机实验如果某部分电路或元件被损坏，实验员检修很困难，模块不宜更换，且很难配置。因此，实验器材的选择也要予以考虑。

1.3 学生自身存在的问题

根据多年从事高频实验教学工作来看，学生在做实验的时候自身也存在各方面的问题，比如有的学生害怕接触实验仪器。可能出于实验设备昂贵的原因，学生都不敢随便动用设备上的任何一个旋钮或开关，这主要是因为学生的自信心不足造成；因此，培养学生的自信心及对实验的重视和兴趣成为关键问题。

3 基于软件工程理论的信息工程监理模型

软件工程是一门通过工程化的手段来维护和构建高质量的、实用的、有效的软件的学科。软件工程涉及到的内容有：设计模式、软件标准、系统平台、软件开发工具、数据库、程序设计语言等多个方面。在目前的现实生活中，软件的应用领域非常广泛，政府部门、航空、银行、农业、工业都会应用到软件，其最具典型的软件有：游戏、数据库、编译器、操作系统、办公套件、人机界面、嵌入式系统和电子邮件等等。软件工程的应用将对社会和经济有着极大的促进作用。多年的实践证明，通过软件工程的方法对信息工程进行监理能更易被监理活动过程中的三方接受，因此将软件工程引入信息工程项目监理中,将能为信息工程项目的监理提供一套“复杂度”低、“可见性”高的监理平台。

3.1 设立信息工程监理的目标

进行软件工程最主要的目的是利用科学的有效的管理方法来促进软件开发质量的提高。其主要要求是要将过去的软件开发模式（小作坊开发模式）进行转变，对过去的开发模式其进行细分和分解，按照各阶段的特征选用不同的方法和工具，从而使复杂度较高的软件生产进行可度量、可控的设置。再者，经过对各个阶段进行严密的、有效的控制，从而促使一些可能出现的风险和问题在前期阶段就得以解决和重视，从而促使软件开发风险的降低和软件质量的提升。总之，企业信息工程监理的最主要的任务就是对工程的进度、质量、投资等进行有效的、科学的控制和规划，其最基本的方法是进行有效的合同管理、展开合理的组织协调、实现工程的动态控制、完成理想的目标规划，使监理贯穿于整个“前期准备-工程项目规划-工程项目设计-工程项目实施-工程项目验收-工程项目维护”的工程项目过程。因此，信息工程监理的最终目的是通过合同管理、质量控制、进度控制、成本控制、信息管理来保证工程项目的有效、高质量、顺利的进行。

3.2 构建信息工程监理的模型

根据信息工程监理的目标，信息工程项目应该分为：项目分析、项目设计、项目实施以及项目维护等四个阶段[3]。基于软件工程理论的信息工程监理并不是机械地复杂软件工程的相关理论于信息工程的监理中，而是根据软件工程理论，对搞复杂度、低能见度的工程项目进行设计和管理，并将其融入到信息工程的监理中去的一种方法。根据这中方法，从而建立基于软件工程理论的信息工程监理模型。该模型以信息工程项目过程控制为主线,对企业信息工程的项目分析、项目设计、项目实施以及项目维护等四个阶段进行全方位控制和监督,从管理上对其进行风险管理、需求管理、合同管理、信息管理,从控制上对其进行进度管理、质量管理、成本控制,并从管理角度对项目阶段进行总体协调,形成企业信息化项目监理的“三控四管一协调”三维监理模型。其监理模型如图1所示。

4 结束语

综上所述，软件工程是一门通过工程化的手段来维护和构建高质量的、实用的、有效的软件的学科。通过软件工程的方法对信息工程进行监理能更易被监理活动过程中的三方接受，因此将软件工程引入信息工程项目监理中,将能为信息工程项目的监理提供一套“复杂度”低、“可见性”高的监理平台。进行软件工程最主要的目的是利用科学的有效的管理方法来促进软件开发质量的提高。其基于软件工程理论的信息工程监理的模型应该以信息工程项目过程控制为主线,对企业信息工程的项目分析、项目设计、项目实施以及项目维护等四个阶段进行全方位控制和监督。

参考文献：

[2] Joseph S Valacich,Joey F George,Jeffrey AHoffer.系统分析与设计基础[M].施平安,译.北京:清华大学出版社,2005.

[3] 张冰.软件开发型信息化项目监理初探[J].CAD/CAM与制造业信息化,2007(3).

控制软件设计论文篇5

电子信息工程的教学工作是具有难度的教学工作，因为这项课程是基于计算机技术发展而成的，所以课本的理论知识并不能帮助学生有更好的学习效果。只有通过大量的实践的教学才能提高学生的技能，做到真正掌握职业技能，就要在社会实践的教学工作上不断的进步，采取能够推进电子信息工程实训教学的措施

关键词：

电子信息；实训教学；措施分析

电子信息工程专业教育是一个基于信息化最新技术实现的是一个技术形式，在技术的管理上，需要多种知识技能的混合和创新。电子信息工程的教学中一个重要的组成部分是电脑编程的教学。而这也是电子信息工程实训的主要教学内容。

1电子信息工程的概念

电子信息工程就是针对于电子信息技术的发展进行创新或者重新组合形成的新的技术。是基于计算机信息网络的一项研发工程，在表面上看起来非常的不明所以，但是我们现在所享有的科技信息成果，所使用的电脑手机的软件都是电子信息工程的成果，所以电子信息工程有着虚拟性的特点，同时它也有实用性的特点。再去电子信息工程的专业上，其主要的课程有计算机语言；逻辑设计；电子电路设计；语言信号处理等。这些课程，都是和传统的教育脱节的，需要实训来进行教育和讲解。在实训过程中最重要的就是对于计算机的实际操作，在计算机的实际操作中教学内容主要分为两个阶段，第一个阶段是就对于计算机语言的认识阶段，学生要从零开始，逐渐明白计算机想要表达的情况，第二阶段就是编辑工作，采用计算机语言编辑代码，编写软件工作，让信息化面向更多的方面。有些时候，电子信息工程专业会从软件工作拓展到硬件的工作上，因为有时硬件和软件是离不开的，硬件服务与软件，多数情况下硬件是基于软件开发的，但是另一方面，基于硬件开发的也是常见的，比如逐渐被大家认识的VR（虚拟现实技术）就是基于硬件后进行软件开发的，但是想实现大规模的量产产品，就必须先做好软件开发的准备，否则的生产和售后环节上就会出现严重的质量问题。而有些电子信息技术要求更高，需要实现电子逻辑的自行运算和创造，这就需要大量的条件模拟才是实现，在设备的管理中可能会出现电子语音助手，识别语言，识别的文字能力。

2实训项目的总体思路

电子信息工程的实训最好的效果就是小组独立完成一个实训项目，在小组实训的过程中一个项目中可能分为很多结构和运营方案。在电子工程的实训工作中，一般分为两个方面，第一位上层的软件部分，另一种硬件的处理，在软件的开采中，如果数据独立开发，因此就会形成独立的硬件开发形式，比如在上世纪的一些独立的游戏设备，一个游戏机上只有一个游戏，同时游戏机设计独特，只能运行这一种游戏，这就是典型的封闭式硬件软件结合的方式设计方式，这种设计的思路在我国的一些特殊机械设备上使用非常多，没有统一的技术规格，好处是结构不会出现坠余但是缺点在于设备的浪费。另一种实训的整体思路是基于已知平台上进行创作和分析，这也是电子信息工程的主要战场。电子信息工程的实训中让学生自己建立一个平台，然后根据平台制作硬件，在利用平台开发软件，测试硬件的使用情况。这对于学生来说难度极大，但是不排除有些优秀的学生能够完成，但是多数的学生是做不到独立或者仅几个人的团队研发平台的，所以直接采用原来稳定平台的思路是非常重要的。我们一直的信息平台有DOS、WINDOWS、JAVA等，这些都是手机和个人电脑最常用的软件之一，在电子信息教学过程中，代码的编写能够看出一个人的技术水平，但是另一方面电子技术的代码分析也是信息工程的基础。一个掌握了基本代码的学生每月的工作一般在8K左右，这在毕业生中几乎是最高的存在，但是编写代码这一工作就需要不断的实践才能成长，天赋只占有很小的一个比例，代码工作需要长期的积累和编写。

3上层控制软件设计

完成了硬件电路的设计和制作，接下来是软件部分的设计。软件分为虚拟信号发生器的软面板以及语音信号处理两个部分。虚拟信号发生器软面板采用虚拟仪器专用开发平台LabWindows/CVI设计完成，编程语言是C语言，对于电子信息工程专业的学生来说，该软件较容易上手并掌握。

3.1分步骤学习LabWindows/CVI软件

为了让学生能够在短时间内完成虚拟信号发生器上层控制软件的设计，我们仍然按照分模块、分步骤的方法对学生进行指导。第1步：创建一个简单面板。通过该步骤，让学生了解基于LabWin-dows/CVI进行程序设计的工程创建过程，整个工程由面板文件、源文件、头文件等组成。第2步：设计一个简易信号发生器。通过该步骤，让学生初步了解CVI里专用库函数的查找及调用方法。第3步：设计一个配置串口的小程序。通过该步骤，让学生了解串口的编程方法。第4步：设计一个文件读写的小程序。通过该步骤，建立语音识别模块与虚拟信号发生器控制面板之间联系的通道。

3.2虚拟信号发生器控制面板设计

完成以上几个独立的功能模块后，学生对CVI软件的编程方法有了一定了解，接下来是将各模块整合为虚拟信号发生器上层控制软件。该软件的基本功能有以下两点：一是可以通过手动控制产生方波、锯齿波、三角波、正弦波四种波形，每选定一种波形，就在波形显示区显示该信号，同时向单片机系统发送控制命令。二是可以通过语音控制产生四种波形，语音识别正确后，将波形序号存储在一个文本文件中，由上层控制软件读取该文本文件。软件界面左侧为串口参数配置部分。信号产生模式分为“手动控制”和“语音控制”两种，选择“手动控制”时，根据下方的滑动条选择波形类别。选择“语音控制”时，将读取语音信号处理后生成的文本文件，根据文件中存放的波形序号值选择波形类别。信号显示区下方有三个按钮，“产生信号”按钮的功能是在“信号显示”区显示波形信号，同时向单片机系统发送控制命令产生实际波形。

4语音信号处理

语音信号处理部分基于Matlab平台，采用上位机PC机录制用户语音命令，通过提取语音命令的美尔倒谱系数为特征，采用动态时间规整算法进行识别，将识别结果存入文档后，通过读取识别结果，依据识别结果产生相应的虚拟波形，同时把识别结果送至单片机产生实际波形。

5结论

本次综合实训历时90个学时，以设计并实现一个语音控制的虚拟信号发生器为模型，其特点在于每一阶段的工作教师都按照分步骤、分模块的方法指导学生逐步完成。让学生在硬件设计、软件设计、调试和定位错误等方面都得到一定程度的锻炼和提高。可以说，综合实训在学生的本科教学阶段起到了一个承上启下的作用。

参考文献：

[1]徐慧敏.关于电子信息工程的现代化技术探讨[J].信息与电脑(理论版)，2016(5).

[2]赵伟豪.对电子信息工程发展过程中存在的问题与对策探讨[J].通讯世界，2016(8).

[3]郭佳荣,王铁帅.浅析电子信息工程的发展[J].通讯世界，2016(8).

控制软件设计论文篇6

关键词：计算机控制技术；自动化；微型计算机

作者简介：康胜武（1973-），男，湖北武汉人，武汉工业学院电气信息工程系，讲师；毛哲（1957-），男，湖北武汉人，武汉工业学院电气信息工程系，教授。（湖北武汉430023）

中图分类号：G642     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）16-0033-02

一、计算机控制系统应用现状

随着现代化工业生产过程复杂性与集成度的提高，计算机控制系统得到了迅速的发展。计算机控制系统是自动控制系统发展的高级阶段，是自动控制系统中非常重要的一个分支。计算机控制系统利用计算机的软件和硬件代替自动控制系统中的控制器，它以自动控制理论和计算机技术为基础，综合了计算机、自动控制和生产过程多方面的知识。由于计算机控制系统的应用，许多传统的控制结构和方法被替代，工厂的信息利用率大大提高，控制质量更趋稳定。当前，计算机控制系统已成为许多大型自动化生产线不可缺少的重要组成部分，生产过程自动化的程度以及计算机在自动化中的应用程度已成为衡量工业企业现代化水平的一个重要标志。这就要求从事自动控制的工程技术和研发人员不仅要掌握生产工艺流程和自动控制理论的基础知识，而且还必须掌握计算机控制系统有关硬件、软件、控制规律、数据通信、现场总线网络技术和数据库等方面的专业知识和技术，从而达到设计和应用计算机控制系统的目的。[1，2]

二、课程特点及教学现状

“计算机控制技术”是电气自动化专业的重要专业骨干课程，是计算机技术、自动控制技术、自动检测与传感技术相结合的综合应用技术，它是面向实际工程控制领域，融合了计算机技术和控制理论后发展起来的理论性和实践性都很强的一门学科。该课程要求学生对前期所学的PLC、电机拖动、传感器技术、自控仿真、微型计算机原理、程序设计和自动控制等理论知识要有一个全面的掌握，有承上启下的作用。正确处理本课程与其他课程的关系以及它们之间的内在联系，形成完整而系统的知识体系，是本课程的主要作用；它要求学生从工程技术角度出发，注意理论和实践相结合，设计和仿真相结合，掌握计算机控制系统的基本分析和设计方法。由于本课程有一定的工程应用要求，与实际工业的生产过程紧密结合，所以实践性较强。在讲授过程中，教师应当综合有关课程的基本内容，将学生学到的知识通过本课程有机结合在一起，使学生在学完本课程后了解并掌握如何正确地选择和组织计算机控制系统的软件、硬件、设备和接口通道以及控制管理生产过程的基本原理和方法，将控制对象，硬件（微处理器、存储器、接口通道和自动化仪表等）和软件（系统软件和应用软件）组织成一个有机的整体，形成完整的计算机控制系统，达到预定的控制目的。因此，如何提高教学效果，在规定学时内既要让学生掌握相关的理论知识，又要培养学生的动手实践能力成为教学的重要任务。目前教学过程中的现状和存在的问题主要体现在以下几个方面：

1.“计算机控制技术”是一门与多课程相关、实践性很强的课程

该课程既要求学生有较好的控制理论基础，又要求学生有硬件电路设计和软件程序设计仿真的能力，能将所学的知识融会贯通。学生普遍反映学时较少，大部分时间用在了理论和方法的学习上，这就制约了学生应用理论知识解决实际工程问题的能力，难以在规定的课时内达到该课程的教学要求。

2.该课程对学生能力的培养

由于学生在先期的课程学习中忽视了动手能力的培养，又缺乏相应的工程实践机会，在遇到实际问题时，往往从书本中找答案，不能灵活应用知识来解决问题，这也说明平时实践动手能力培养的重要性。

3.缺乏资金，实验设备落后

实验箱硬件电路接线方式固定，缺乏灵活性，实验项目偏少，软硬件环境限制了实验内容多以验证性实验为主（如A/D、D/A转换实验，采样与保持实验，平滑与数字滤波实验，积分分离PID控制实验和最小拍控制系统等），综合设计性实验偏少（主要为直流电机闭环调速实验，温度闭环控制实验和步进电机调速实验），试验箱配套的软件相对简单且容易出错，没有相应的自控仿真工具，软硬件基本脱节，限制了对学生自主动手设计能力的训练，理论教学与实验教学不能有机结合。

4.教学效果方面

在讲授硬件接口技术时，由于与微型计算机技术课程内容有部分重复所以学生注意力不是太集中；但在讲授控制规律过程中由于理论性较强比较枯燥学生又很难理解。比如数字控制器设计方法中有大量的公式推导，过程比较烦琐，学生不易掌握，从而缺乏学习兴趣，课堂教学效果不理想。

三、教学方法探讨

针对“计算机控制技术”课程教学的现状及存在的以上问题进行深入分析，结合目前实际现状，应该采取以下措施来解决这些问题以提高计算机控制技术课程的教学质量。

1.合理进行课程体系设置

“计算机控制技术”课程涉及的课程较多，“自控原理”是理论基础，“微型计算机原理”、“电路设计”和“PLC”等是硬件基础，“C语言程序设计”、“数据库理论”、“自动仿真”是软件基础，而“计算机控制技术”则提出相应的控制方法，各课程之间有一定的关联但内容又是相对独立的，它们构成了自动化控制类学科的基本教学体系。在传统教学模式中强调各课程的相对独立性和完整性，忽略了它们之间的关联性，导致学生在综合应用时往往无从下手。教研组应对整个学科的课程体系有一个合理的设置，在时间安排上尽量保证各课程之间的无缝衔接，教师在授课时也要注意本课程在整个体系中的承上启下作用，在部分章节内容和实验计划中应注意与其他课程的关联性。

2.改革考核方式

本课程工程实践性较强，不能按其他基础理论课程的考试方式来考核学生，那样的方式只能使学生死记硬背书本理论知识，为考试而学习；应加大实验考核的比重，强调实验环节的重要性。教师要对学生的实验报告严格审核把关并记入总评成绩，实验报告要求内容完整、实验方案合理、步骤清晰、实验数据真实可靠、结果分析逻辑严谨。同时，教师应鼓励学生提出自己的新思路和新方案，并在考评时给与额外加分。笔试应重点考查学生的综合分析能力，避免学生对基础理论知识的死记硬背。

3.合理选择实验项目

现有的一些专业课程实验内容多以验证性实验为主。计算机控制实验是培养理论联系实际、动手能力的重要手段，在教学中应减少验证性实验内容，增加综合性和设计性的实验内容。如，温度闭环控制系统，直流电机闭环调试控制系统就要求学生根据系统的功能和性能指标完成系统的总体设计，在实验平台上搭建硬件系统。在计算机上安装Keil、Matlab和Protues等软件，要求学生在Matlab环境中建立控制系统的理论仿真模型，加深对控制理论的理解。在Proteus平台和Keil软件的支持下，要求学生完成系统电路设计，程序编写、调试和仿真的整个过程，锻炼学生的软硬件动手实践的能力。

4.增设创新型实验

为了培养学生的动手能力和创新能力，可以组织一些动手能力强的同学成立兴趣小组，指导老师提出一些以工程应用为背景的实际项目，如步进电机调速系统、炉温控制系统等设计，给出具体的功能和性能指标，要求学生完成从理论设计、硬件选型、制板、电路焊接，系统调试运行和撰写实验报告的全部工作，鼓励学生在设计制作过程中有创新性，实验室提供相应的设备支持，学生在完成过程中遇到困难，老师可提供适当的指导。可以要求学生以组为单位，通过分组评比，调动学生实验的积极性和主动性，提高学习效果。

5.充分利用多媒体教学手段

将工业制造过程中的自动化生产和监控视频作为教学录像搬入课堂，使学生能在较短的时间内了解计算机监控系统的现场知识，以弥补感性认识的不足，扩大知识面。在讲授控制规律时应用Matlab软件，将枯燥的理论知识通过仿真模型以图形化的方式给学生演示，让学生对控制过程和结果有一个清楚的理解。同时，多媒体进行教学可以提高教学效率和教学质量，使学生更加直观地学到知识，提高学生的学习兴趣。

6.课堂授课方式灵活化

基本的理论和方法由老师讲授，布置一些工程案例供学生讨论，采用分组方式，要求学生课下准备材料，在课堂上每组学生可以上台讲述自己的设计思路和方案，其他同学可以进行分析评比并提出疑问。因为同一问题可以有多种解决途径，通过讨论可以开拓大家的思路，集思广益，有利于学生更好地掌握工程案例的解决方法。如果学生认真投入，老师善于引导，这种课堂讨论方式就会收到很好的教学效果，它既活跃了学生的思想，激发了学生学习的积极性和创造性，又提高了其分析问题和解决问题的能力。

7.提高教师业务能力

教学改革中，教师必须不断探索这门理论性和实践性都很强、内容更新快的专业课的教学规律。及时总结教学中的经验体会，及时跟踪本专业在国内外的技术动态和学术发展趋势，不断学习该门学科的最新成果，在讲课中将有关计算机控制技术的发展动态介绍给学生，并在讲课内容方面不断引进新理论和新技术，使学生对本专业领域的现状有一个大致的了解并清楚国内与国外先进技术的差距；不断改善教学方式，积极采用多种手段来提高课堂教学效果。

四、结束语

通过对“计算机控制技术”课程教学的研究，在教学方法、教学内容和教学手段等方面做了一些探索尝试，在教学实践过程中取得了较好的教学效果，提高了教学质量和学生的学习效果，培养了学生独立动手和分析解决问题的能力。随着计算机技术的发展和教学手段的进步，该课程的任务还会不断地被修改和完善。

参考文献：

[1]李正军.计算机控制系统[M].北京:机械工业出版社,2005.

控制软件设计论文篇7

关键词:计算机系统;仿真实验;EDA

中图分类号:G642 文献标识码:B

随着计算机技术的普及和深入,很多文科院校都开办了计算机相关专业,如信息管理与信息系统专业和电子商务专业,虽然这些专业有的隶属于管理学院,有的以独立学院的形式出现,但无论以何种形式存在,计算机类课程都是其教学的主要内容。在本科教育从精英人才培养向普及型教育转变的时代,人才培养的目标已从过去培养造就研究型人才向具有坚实理论基础和丰富实践能力的应用人才培养目标转变。为此,文科院校开设的计算机课程越来越多,这种以实验技术为基础的课程看不见、摸不着,完全靠实验来了解其内部工作过程的课程令文科院校学生十分困惑,因此,在文科类院校建立计算机教学实验环境就是迫切需要解决的问题之一。

1文科类院校计算机实验所面临的问题

众所周知,计算机类课程属于理工类课程,而理工类课程的学习就离不开实验室,这对理工类院校的专业来说不是什么问题,但对文科类院校,由于过去多年形成的惯性思维和基础环境,对实验课理解的偏差,把计算机实验片面理解成计算机软件的使用,把流程的模拟软件当作了计算机实验。因此,文科院校几乎没有像理工院校那样的实验室,所谓的实验室就是几个计算机房,安装一些常用软件或模拟软件,如Microsoft Office、EVIEWS、QSB等,学生无法完成探索性实验。这一方面是由于人文科学的实验受主观因素影响比较大,过去以定性研究为主,即使现在大量引入了定量分析,也主要是借助统计学理论进行数据处理,其对实验环境要求也不像理工科那么直观。在这种大背景下,文科院校很难建立像理工科院校那样的专业实验室也是情理之中。这对需要掌握计算机内部结构知识的计算机相关专业,如信息管理与信息系统专业的基础教学影响很大。由于计算机底层知识(如数字逻辑、计算机组成原理、计算机网络等课程)需要大量实验支撑,致使这些课程的教学缺乏直观性、可操作性,严重影响了教学效果和学生的学习积极性,本来比较直观、深受学生喜爱的实践应用型课程就完全变成了理论课,没有实验环境和实验课,给学生的理解带来很大困难,结果是学生不喜欢上这些课程。

事实上,在文科院校建立像理工类院校的实验室也不现实。首先是利用率问题,相比理工院校,在文科院校的理工类专业学生人数少,使用这类实验室的也只有本专业的学生和极少数选修二学位的其他专业学生。人数少,专业单一,这就很难保证实验室的利用率。其次是认识问题,这类院校中信息管理、电子商务等专业都不是学校的主流学科,既然不是主流学科,当然也不是投资重点,能保证对其他学科的支撑保障作用就足以,投入“巨资”发展是很难的。

正确认识自己的地位和环境之后,我们应该学会在夹缝中寻求发展,探索一条适合文科院校实验室建设的新思路。我们探索了计算机实验教学模拟化方法,这也许是一条在机房建立实验室的可行之路。

2当前实验和模拟教学软件的发展现状

计算机教学软件分为模拟教学软件和实验软件,模拟教学软件近年有了飞速的发展,但应用领域很不平衡,在中小学电子辅导材料中深受学生欢迎的计算机模拟实验演示软件直到近年教育部提出重点发展实践教学以后才引起高校的重视。事实上,计算机辅助教学技术的发展已经达到了相当高的程度,只要看看在计算机辅助设计中大量使用的软件,在电子游戏中大量使用的参与型操作软件,就能想象到这些技术应用到计算机实验和模拟教学中会产生多大影响。相对而言,现在财经类大学深受欢迎的各种操作实务型过程模拟软件,在代替学生直接参与企业实践方面发挥了有效的作用,是培养学生掌握某一特定技能的高效模拟软件。如上海育文公司的“科荣电子商务模拟教学软件”、网络证券、期货、外汇、财会网络系统和电子银行模拟软件、上海远恒电子工程有限公司的“YHLog物流模拟实习平台”实验室教学软件等都得到了很好的应用,特别是一些主要软件提供商,像用友和金蝶等也推出了教学版软件。

应用在计算机技术方面的教学模拟软件近几年发展迅速,有思科网络学院推出的各种模拟器(如Routersim CCNP),OPNET Technology公司的OPNET Modeler,UC Berkeley开发的NS2,Cadence公司的SPW仿真软件,以及华为公司的网络实验模拟器软件,这些实验模拟系统都是网络公司针对自己产品特点而设计的,推出的目的是配合网络管理人员学习本公司产品的使用方法,很难作为学生学习一门课程的教学实验软件。这类软件重视操作,对学生理解掌握原理和研究探索作用不大,属于培养技能的教学软件。

在计算机方面可以作为仿真实验的主要是一些功能比较完善的EDA软件,如Altera的QuartusII,Xilinx的 ISE,Lattice的ispLEVER等数字电路设计仿真软件,这些软件为用户提供了各种门器件、编码器、译码器、加法器、触发器、组合逻辑器件、时序逻辑器件等数字电路常用器件,用户可以用这些器件自由地搭建各种数字电路,构建计算机。软件提供的仿真工具可以让用户方便地进行数字电路仿真分析,这些软件作为辅助工具应用于实验课的模拟教学,作为没有硬件实验室院校学生教学实验,可以大大提高这类院校学生对相关课程的理解和兴趣。

3计算机系统实验方案

没有配备计算机硬件实验环境的文科院校,计算机硬件课程教学以理论讲授为主,缺少实验支持,学生学习硬件缺乏兴趣,对内容的理解不深刻,学习主要靠死背硬记,教学效果欠佳。在教育部关于提高教学质量的1、2号文件精神指引下以及利用计算机模拟教学的呼声日渐受到教育主管部门的重视的大背景下,我们尝试了用Altera公司的QuartusII作为计算机系统的实验模拟工具,收到了良好效果。

课程实验设置分为三个层次阶段,第一阶段是基础电路实验阶段,学生完成组成计算机单元电路的设计和仿真实验;第二阶段是计算机组成实验阶段;第三阶段是控制器设计和运行实验阶段。

3.1电路基础实验

基础电路实验的目的是使学生掌握各模块功能,重点理解逻辑电路和时序电路的差异,实验包括加法器、译码器、寄存器的设计和仿真。加法器实验从1位加法器开始,把逻辑表达式转换成逻辑电路,实验电路如图1所示。把设计好的电路封装后组成4位加法器,并通过功能仿真实验观测设计的正确性。例如,被加数Ai(i=0,1,2,3)的值为0010,加数Bi为0101,输出和Si(i=0,1,2,3)为0111,学生可以从仿真波形图中直接读出结果。

图1一位全加器电路

3.2CPU组成实验

第二层次阶段是计算机组成实验,这一阶段的重点是使学生掌握功能模块的输入/输出控制机制和总线概念。实验包括算术逻辑运算器ALU实验,存储器MEMORY,累加器Accumulator,计数器COUNTER等。控制器和指令译码器不在这个阶段实验,把它以一个黑匣子代替,由老师给定。ALU实验重点学习、观测各运算部件的连接,建立总线概念,了解三态门的作用。存储器实验重在理解地址译码器的选择功能和输入输出控制信号的作用。而累加器实验重点关注其内容判断功能,如为零,为负等。这些部件的仿真在功能仿真基础上要以时序仿真为主。

在掌握功能模块输入/输出控制之后,进行基本CPU组装实验,为此,需要提供具有给定指令集的控制器电路,我们设计了用只读存储器实现控制器的电路。这部分相对较难,在作实验时,可以由教师提供现成的模块由学生引用。学生按照冯•诺依曼思想,把各部件组成CPU。

作为计算机课程的入门硬件课,到此实验已经足够了。如果学生已经学过汇编语言,或者有足够的课时,可以考虑指令系统和控制器的设计。

3.3指令集和控制器实验

本控制器采用ROM存储器的微指令方式来实现。控制器设计首先是指令集设计,由于指令设计不是本课程的内容,可以由教师给定,然后把指令按时钟节拍分成多个微指令,确定每个节拍所涉及的控制信号,每个控制信号占用1条控制总线,如计算机CPU有15个控制信号,基本指令31条,指令最多节拍为6个节拍,则需要作为控制器的存储器容量为31×6×15bit,我们选择256×16存储器作为控制器,指令操作码作为存储器高位地址,节拍序号(6进制计数器输出)为低位地址,这样每条指令就需要占用8个存储单元(其中2个为空),每单元16位输出。使用Altera 公司的QuartusII 直接把微指令代码文件写入ROM模块即可。

3.4系统运行实验

整个系统设计好后,可以把系统下载到FPGA仿真版

进行运行实验,Altera 公司开发板种类很多,我们自己开发了PMC110计算机实验系统,学生可以把自己设计的CPU下载到该实验板进行运行,同时,可以按照自己的指令集设计汇编语言程序在该CPU上运行。

4结论

通过在文科院校开展模拟实验,增强了学生学习计算机硬件课程的兴趣和学习热情。没有开实验课之前,选课人数逐年下降,模拟实验课开设后,选课人数明显回升。

控制软件设计论文篇8

(1)信息多样性：能综合处理文本、图形、图像、动画、及视音频等多种信息。

(2)交互性：是指用户可以与计算机的多种信息媒体进行交互操作，为用户提供更加有效地控制和使用信息的手段。

(3)集成性：是指多种媒体信息的集成，使学生在有限的单位时间内获取更多的信息。

1.2多媒体课件的设计软件多媒体课件的设计软件包含有Powerpoint、Authorware、Dreamweaver等，各种软件都有其各自的特点，如利用Authorware软件制作具有交互性的多媒体课件，利用Dreamweaver软件制作适合网络传播的网络课程。可以根据需要利用一种或综合多种软件设计多媒体课件。

1.3多媒体课件的制作思路下面以《职业心理学实验演示》多媒体课件为例分析其制作思路：

(1)课件设计思路：基于本论文由整理提供《职业心理学实验演示》多媒体课件主要用于教师辅助讲解或学生自主演示学习各个职业心理学实验的内容，根据教与学的需要拍摄各个心理学实验的视频、并录制的相应的音频，将这些音频和视频经过加工处理后整合到课件中，利用Authorware软件制作支持视音频的界面及控制方式的课件，课件结构课件流程图

(2)设计软件：首先综合运用Authorware与Flash两种软件进行多媒体课件设计。Flash软件主要用于制作课件首页的动画效果，从而让课件既有交互感，又有趣味感；Authorware软件用于整合图片、文字、动画、视频、音频，使之成为一个能够交互的多媒体课件。其次利用premiere视频编缉软件对所拍摄的视频进行编辑，利用Goldwave音频编辑软件对所使用的音频进行处理。

(3)程序实现：本课件在Authorware中插入本论文由整理提供了外部插件DirectMediaXtras(简称DMX)，通过这个插件导入视频和音频，所有视频和音频的控制代码基于此插件编写。DMX所支持的媒体类型有Mpeg，AVI，Quicktime，WAV，AIF，MP3和MIDI。

2音频与多媒体课件的整合多媒体课件中的音频包括解说、音乐、效果音等。在多媒体课件中运用好各种音频，能够提高多媒体课件的质量以及让多媒体课件变得更加精彩。

2.1音频的格式及其特点音频文件的格式可分为以下几类：

(1)波形音频文件：一种最直接表达声波的数字形式，文件扩展名是“.wav”。该文件的特点是：声音层次丰富、还原性好、表现力强。但是，由于该音频数据基本上没有经过压缩处理，所以该格式的文件数据量比较大[3]。在《职本论文由整理提供业心理学实验演示》多媒体课件中，对于一些按钮的音响效果利用此类格式的声音文件。

(2)MIDI音频文件：乐器合成文件，扩展名是“.mid”。该文件的特点是：数据量小，音色单调，层次感稍差，适合用于对资源占用要求苛刻的场合。

(3)MPEG音频文件：MPEG音频文件指的是MPEG标准中的音频部分，即MPEG音频层（MPEGAudioLayer）。本论文由整理提供MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩，该格式文件的特点是音质好，压缩比高，便于制作和播放[3]。

2.2音频的编辑与转换(1)音频的编辑。多媒体课件中的声音可以分为解说词、音乐和音响。以《职业心理学实验演示》多媒体课件为例，编辑音频用到的软件为Goldwave,它是一个数字音频处理软件。利用这个软件对声音进行处理，例如，可以去除解说词中的杂音和不适当的停顿，另外还可以进行声音的剪辑、大小的调整、声音的复制与粘贴、特效制作等。

(2)音频的转换。由于WAV格式的文件太大，不适合多媒体光盘的制作，所以应将这种格式的文件转换成较小的音频格式—mp3格式。这类音频转换的工具有：专用的WAV—MP3转换工具、Goldwave中批处理转换工具、豪杰超级解霸自带的转换工具等。本论文由整理提供《职业心理学实验演示》多媒体课件中的解说词，录制时存为了wav格式，文件格式太大，利用Goldwave中的批处理转换工具转换成mp3格式，大大降低了文件的数据量，但不影响声音品质。

2.3课件中音频的设计

2.3.1音频界面设计《职业心理学实验演示》多媒体课件中的音频包含了解说词和背景音乐。在课件分页的设计中页面的右侧为文字呈现区，配上相应的解说；底部为音频控制区，通过底部的音频控制区控制解说词的播放、暂停、快进、快退、解说的快速定位及背景音的控制。音频界面如图2。图2音频界面2.3.2音频交互方式设计《职业心理学实验演示》多媒体课件包含了首页和七个分页。在首页中主要呈现七个实验，分页是各个实验的具体内容。

(1)当运行课件进入主页面后，在主页中播放背景音乐。由于主页的内容仅仅是呈现七个实验的链接，没有实质内容，所以不对主页的背景音乐进行控制，只对七个链接（即七个按钮）设置了音响效果。根据按钮的变化特性——当鼠标经过时画面由暗变明，设置按钮的音响效果也为逐渐清晰、明快。当按钮按下时，嘀的一声提示进入分页内容的学习。

(2)进入分页后本论文由整理提供默认为进入背景介绍这一部分，此时背景音乐不自动停止，仍接着首页的音乐继续播放。同时，背景介绍的解说开始，解说的声音默认的是大于背景音乐。教师或学生可以根据需要控制解说声音的大小及控制背景音乐的播放与否。

(3)教师在讲解的过程中或学生在学习的过程中，可能需要对解说的声音进行控制，如暂停、快进快退或快速定位解说，都可以通过底部的控制项来实现。

(4)进入分页的视频演示部分后，由于视频本身就有解说声音，所以课件自动关闭了背景音乐。如果教师或学习者认为需要背景音乐时，可以单击背景音乐控制钮，打开背景音乐。

3视频与多媒体课件的整合随着多媒体计算机性能的提高和视频技术的发展，数字视频技术在多媒体课件中得到了越来越广泛的应用。它在展示事实性知识及实时操作方面有着其他媒体无法比拟的优越性，它具有客观性和真实性，同时展示事物关系，变抽象为形象，有利于学生对知识的理解和巩固。[2]

3.1视频的格式及其压缩技术常用的视频文件格式有AVI、MOV、MPEG等。

(1)AVI文件AVI是一种音频视频交错格式，即可以将视频和音频交织在一起进行同步播放。该文件的优点是图像质量好，可以跨多个平台使用，本论文由整理提供缺点是文件过于庞大[3]。

(2)MOV文件美国Apple公司开发的一种视频格式，具有较高的压缩比率和较完美的视频清晰度等特点，其最大的特点是跨平台性，不仅能支持MacOS，同样也能支持Windows系列。

(3)MPEG文件MPEG标准包括MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统（视频、音频同步）3个部分，视频方面则包括MPEG-1、MPEG-2和MPEG4。MPEG文件格式是运动图像压缩算法的国际标准，它采用了有损压缩方法从而减少运动图像中的冗余信息[3]。从上面的分析可以看出，在《职业心理学实验演示》多媒体课件中不适合用AVI格式的文件，在编辑此类视频时应进行相应的转化。3.2视频的编辑与转换(1)视频的编辑。《职业心理学实验演示》多媒体课件中的视频利用premiere非线性编辑软件进行编辑。将拍摄的视频素材采集到计算机中，利用premiere软件对数字视频素材进行剪辑、重新编排和衔接，添加各种特殊效果，二维或三维特技画像，叠加活动中文字幕等。

(2)视频的本论文由整理提供转换。在编辑视频或制作多媒体课件的过程中，可能会遇到视频转换的问题。视频的转换方式有多种，可以用AVI—MPEG专用工具、premiere软件、豪杰超级解霸软件中的转换工具等。《职业心理学实验演示》多媒体课件，原来拍摄好的视频为avi格式，文件太大，不适合多媒体课件的制作，在premiere输出过程中将视频文件转换成MPEG格式，以减少文件大小。

3.3课件中视频的设计3.3.1视频界面设计视频界面如图3所本论文由整理提供

示，界面的右侧为视频呈示区，底部为视频控制区图3视频界面3.3.2视频交互方式设计《职业心理学实验演示》多媒体课件可用于教师课堂插播讲解职业心理学各个实验，特别是向学生演示实验的操作方法和过程，“视频演示”是这个课件的重要部分，所以，“视频演示”这一部分的设计要适合教师课堂插播讲解的需要。设计内容如下：

(1)首次进入各个实验时，背景音乐是默认播放的（教师可在讲解过程中通过单击背景音乐按钮随意控制背景音乐的播放），但当进入“视频演示”本论文由整理提供部分时，由于视频本身有解说词，为达到更好的过渡及配合教师更好的讲解，进入“视频演示”部分时默认关闭背景音乐的播放，如果需要背景音乐时，仍可单击背景音乐在.NET开发系统中，微软公司提供了DES公用密钥的加密类，使用它，我们可以自己编制自己的标准DES加密算法。在任何一个单位，程序员只要设计此程序就能对零散离散文件进行加密传输，而如果要和其他单位交换数据，由于使用的公用算法，只需要向对方提供密钥及算法说明即可，使用非常方便。目前，越来越多的行业使用到DES算法，它在ATM、磁卡及智能卡(IC)、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用，以此来实现关键数据的保密、如信用卡人的PIN的加密传输，IC的双向认证等[3]，都用到了DES算法，而且DES在电子商务中也得到了广泛的应用。4结束语数据加密不仅是密码学研究的问题，通信学本论文由整理提供、数据库技术、数据信息处理等都在探索数据的加密问题。本文通过分析DES算法的实质加密过程，提出了DES算法安全性的一些注意问题，并对该算法的应用进行了描述。

参考文献：

[1]卢开澄．计算机密码学-计算机网络中的数据保密与安全(第3版)[M]．北京：清华大学出版社，2003.

[2]冯登国，吴文玲．分组密码的设计与分析[M]．北京：清华大学出版社，2000.