微机原理——第一章 微型计算机基础概论

本文详细介绍了冯诺依曼计算机的工作原理,包括指令的读取过程,并探讨了计算机内部使用的不同数制及编码方式,如二进制与十六进制之间的转换、BCD码等。

1,冯诺依曼计算机原理:

    取一条指令的过程:

   》将指令所在的地址赋给程序计数器PC;

   》PC内容送到地址寄存器AR,PC自动加1;

   》把AR内容通过地址总线送至内存储器,经地址译码器译码,选中相应的单元;

   》CPU的控制器发出读命令

   》在读命令下,把所选中的单元内容读到数据总线DB;

   》把读出的内容送到数据寄存器DR;

   》指令译码。

2,计算机中的数制和编码:

   》非十进制数到十进制数的转换:按相应的权值表达式展开。

   》十进制到非十进制数的转换:

        到二进制的转换:
        对整数:除以2取余,倒序。
        对小数:乘以2取整,正序。
       到十六进制的转换:同理。
   》二进制与十六进制:用4个二进制位对应一个十六进制位

   》BCD码:用二进制编码表示十进制数,分为压缩BCD码(4位二进制位表示1位十进制)和扩展BCD码(8位二进制位表示1位十进制)

3,无符号、有符号二进制数的运算:

   》无符号二进制

   》有符号二进制(机器数)

    以8位数为例,则D7位为符号位--  0代表正,1代表负,D6-D0代表真值

    机器数的表示方法:原码、反码、补码

    用原码和反码表示的时候,0的表示方法不唯一,如:原码时+0=0000 0000,-0=1000 0000;

                                                                                         反码时[+0]反=0000 0000,[-0]反=1111 1111

   而用补码时,0的表示方法唯一  [0]补=0000 0000


   》》特殊数存在:1000 0000

        无符号数:128

        原码:-0

        反码:-127

        补码:-128  (1000 0001代表-127的补码,-1——>1000 0000 代表-128的补码)

   》》故原码、反码、补码的表示范围(8bit二进制)

       原码:-127~+127

       反码:-127~+127

       补码:-128~+127


注意:符号数在运算中的溢出问题:

      判断溢出的方法:

       最高位进位 ^ 次高位进位 ==1?结果溢出:结果没有溢出;  (^表示异或)

 

内容概要:本文围绕六自由度机械臂的人工神经网络(ANN)设计展开,重点研究了正向与逆向运动学求解、正向动力学控制以及基于拉格朗日-欧拉法推导逆向动力学方程,并通过Matlab代码实现相关算法。文章结合理论推导与仿真实践,利用人工神经网络对复杂的非线性关系进行建模与逼近,提升机械臂运动控制的精度与效率。同时涵盖了路径规划中的RRT算法与B样条优化方法,形成从运动学到动力学再到轨迹优化的完整技术链条。; 适合人群:具备一定机器人学、自动控制理论基础,熟悉Matlab编程,从事智能控制、机器人控制、运动学六自由度机械臂ANN人工神经网络设计:正向逆向运动学求解、正向动力学控制、拉格朗日-欧拉法推导逆向动力学方程(Matlab代码实现)建模等相关方向的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标:①掌握机械臂正/逆运动学的数学建模与ANN求解方法;②理解拉格朗日-欧拉法在动力学建模中的应用;③实现基于神经网络的动力学补偿与高精度轨迹跟踪控制;④结合RRT与B样条完成平滑路径规划与优化。; 阅读建议:建议读者结合Matlab代码动手实践,先从运动学建模入手,逐步深入动力学分析与神经网络训练,注重理论推导与仿真实验的结合,以充分理解机械臂控制系统的设计流程与优化策略。
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