Найбільш часто
вживаними способами є наступні:
дискретно-аналоговий (цифро-аналоговий)
перетворювач із ступінчастим
дільником омічного опору, дискретно аналоговий перетворювач
із ступінчастим дільником (розгалуженням)
струмів і дискретно-аналоговий перетворювач
з це-почками опорів. Менш споживані способи
з моду-ляцией тривалості імпульсів або
з непрямим інтегруючим (що підсумовує)
перетворенням. Кожен дискретно-аналоговий
перетворювач містить наступні конструктивні
елементи: перемикач аналогових величин,
блок (сітка) опорів і джерело опор-ного
напруги. Як перемикачі застосовують діоди:,
транзистори і тепер все частіше інтегральні
схеми. Блоки со-противлений складаються
з дротяних або тонкошарових (пленоч-ных)
резисторів або ж з елементів товстоплівкової
техніки. Джерела опорної напруги, виконані
на інтегральних схе-мах, забезпечують
в сьогодення вре-мя точність ±0,005 % .
Друкуючі пристрої для результатів вимірів
Вирішальне значення
для розшифровки результату вимірів
має документування і протоколювання
виміряних даних за допомогою
відповідних друкуючих пристроїв.
У зв'язку з усе більш широким
застосуванням друкуючих пристроїв
в різних системах переробки інформації
- починаючи від персональних комп'ютерів
і кінчаючи потужними ЕОМ - в технології
друкування 22 останні роки досягнутий
значний прогрес. Зокрема застосування
мікропроцесорів для управління різними
функціями в друкуючих пристроях дозволило
істотно розширити об'єм цих функцій. Пропозиція
різних друкуючих пристроїв дуже широко,
що видно вже по діапазону цін на них. Ці
ціни коливаються в межах приблизно від
1000 до 700 000 марок ФРН. Друкуючі
пристрої можуть бути підрозділені на
два класи: ударної і ненаголошеної дії.
У друкуючих пристроях ударної дії процес
друкування відбувається в результаті
удару важеля з літерою або символом або
голок (у матричних друкуючих пристроях)
на фарбувальну стрічку. Є наступні типи
ударних друкуючих пристроїв : з циліндричною
голівкою, з сферичною голівкою з колесом
у вигляді маргаритки ( daisy - wheel ), матричне,
барабанячи ланцюгове і стрічкове.
Швидкість друкування пристроїв від 10
знаків в секунду до 2000 рядків в хвилину.
У ненаголошених друкуючих пристроях
процес друкована полягає у фізичній або
хімічній дії на спеціально підготовлений
папір. Є наступні типи таких друкуючих
пристроїв : теплові матричні, електрочутливі,
електростатичні, ксерографії і лазерні,
а також з безперервною подачею фарби
і з подачею фарби на вимогу.
Швидкість друкування тут досягає від
300 до 45 000 рядків в хвилину. Далі показані
деякі приклади застосованих що друкують
пристроїв для видачі результатів вимірів.
Сучасні друкуючі пристрої відрізняються
високою ефективністю у від носінні якості
друку, швидкості друкування, вибору форматів
(довжини рядків) і вибору різних шрифтів
(нормальною прямого, курсивного, напівжирного).
Для управління цими функціями зазвичай
застосовується приладова схема з власним
"інтелектом" (мікропроцесор). Інтерфейс
між системою переробки результатів вимірів
і цією приладовою схемою зазвичай є паралельним
восьмирозрядним, а інтерфейс між приладовою
схемою і самим друкуючим пристроєм являється
сериальным з постійним струмом або ж
тут приме-няется інтерфейс типу v 24/ v 28.
Сериальная (послідовна) передача інформації
виконується асихронно по семиразряд-ному
коду ИСО з одним розрядом контролю парності.
Процедура передачі система переробки
результатів измере-ний - приладова схема
- друкуючий пристрій осущесвляется під
контролем організаційної програми (мал.
2.6-15). Найчастіше застосовуються матричні
друкуючі пристрої, причому або з голчастим
друкуючим механізмом, або з по-сылкой
струменя чорнила (фарби). У обох варіантах
застосовується однакове матричне представлення.
Для помірних швидкостей друкування (від
250 знаків в се-кунду до 200 рядків в хвилину)
можна застосувати матричні друкуючі
пристрої, описані в літературі 115, 161.
Для високих швидкостей друкування (близько
600 рядків в хвилину) потрібні барабанні
друкуючі пристрої. Усі друкуючі
пристрої управляються за процедурою
пере-дачи інформації.
Електронно-променеві візуальні прилади
Електронно-променевими
візуальними приладами (дисплеї)
разом зі своєю клавіатурою є універсальні пристрої для введення
і видачі інформації в системах переробки
результатів вимірів. Разом з алфавітно-цифровим
введенням і вы-дачей тексту вони можуть
також наочно показувати в графічному
виді стан процесу і хід зміни вимірюваних
величин. Можливі три методи: - растровий;
- світлового олівця; - профільний.
При растровому способі, як і в телевізійній
техніці, вы-полняется развертка-электронный
промінь відхиляється по строч-кам і стовпцям.
В результаті формування світлих і темних
місць при скануванні виходять окремі
точки зображення, відтворюючі необхідну
інформацію. При методі світлового
олівця електронний промінь, вызываю-щий
світіння, при скануванні відтворює на
екрані после-довательности штрихів, що
відображують необхідну інформацію.
При профільному методі знаки (символи)
зображаються масками. Нині
впроваджений переважно растровий метод,
тому що для нього можуть бути використані
дешеві чорно-білі і кольорові монітори.
Є наступні можливості зображення : алфавітно-цифровий,
напівграфічний і повністю графічний
методи. При усіх трьох методах
зображення, як і в телебаченні, виходять
з тактового растр. На відміну
від методу чересстрочной розгортки побутового
теле-видения з двома напівзображеннями,
що взаємно переплітаються, нерідко обидва
напівзображення записують одне над іншим.
Замість 625 рядків у такому разі є тільки
311 рядків, з яких внаслідок спотворення
у країв використовують тільки 288 рядків.
Якщо кожен рядок має роздільну здатність,
наприклад, 488 точок, то усе зображення
є матрицею, що складається з 129 024 точкових
зображень. Щоб не треба було запам'ятовувати
кожну точку окремо, на матрицю точкових
зображень накладають польову матрицю,
що складається з 32 рядків і 64 стовпців.
Кожне поле може адресуватися і складається
з 7х9 точок. У кожному полі може бути зображений
алфавітно-цифровий знак або символ. Знаки
або сим-волы зберігаються в пам'яті знаків
або символів і можуть бути викликані
звідти пам'яттю відтворення зображень,
яка містить жит усю структуру зображення.
При зображенні кривих можуть бути представлені
сім кривих з 256 точками кожна з раз-вирішальною
здатністю по амплітуді в 255 східців.
Роздільна здатність при підлозі графічному
зображенні, яке показане вище, нерідко
виявляється недостатньою. У такому разі
можна перейти до повністю графічному
изобра-жению [181. Цим методом можна отримувати
двомірні (плоскі) і тривимірні (об'ємні)
зображення. Зазвичай застосовують 512Х
<512 точки зображення або в системах з
високою разрешаю-щей здатністю 3024 X 1024
точок. Тут теж застосовують растровий
метод з тактовим растром.
Оскільки в пам'ять відтворення зображень
має бути закладена кожна точка зображення
- а при 16 кольорах це -ответствует об'єму
інформації в 4 мегабіт - такі дисплеї стали
економічними тільки після того, як з'явилися
дешеві високоінтегральні модульні блоки
для ЗУ і быстродействую-щие графічні
процесора. Графічний процесор раз-гружает
центральну ЕОМ від графічних операцій,
що віднімають багато часу. Для цієї мети
він управляється програмними командами
високого рівня, наприклад draw line ("накресли
ли-нию"), draw arc ("накресли дугу")
і так далі .Додатковий контрольний пристрій
бере на себе завдання повторення зображень,
запам'ятовування нових зображень, освіження
(актуазации) пам'яті відтворення зображень.
Простим завданням графічного процесора
є зображення якої-небудь точки на екрані.
Для цього, проте, повинне статися відображення
( mapping ) фізичного рівня в пам'ять яка побудована
послідовно із слів по 16 біт (розрядів
в логічну адресу на дисплеї ( bit mapping ).
За допомогою "примітиву" (елементарного
оператора), наприклад викреслювання прямої,
можна сформувати складніші "примітиви".
Для тривимірного зображення графічних
структур потрібно додаткову схемно-апаратну
частину, в яка здійснювалися б алгоритми
з великим об'ємом операторів множення.
Потрібно операційний час множення 16х
16 розрядів близько 65 нс. Близько 500 кінцевих
точок кінцевого зображення.
Питання:
Які ви знаєте прилади для відображення інформації?
Які є аналогові прилади видачі інформації
?
Література:
Прищепа М.М.. Погребняк В.П. Мікроелектроніка.
-Частина 1. Елементи мікроелектроніки
- Київ: Вища школа, 2004. - 432 с.
Лекція №15
Булева алгебра
План
Поняття логіки
Поняття вимови
Логічні операціі «ні», «або»,
«і», «Стрілка Пірсу», «Штрих Шеффера»
Більшість схем управління і розрахунку в ЕОМ
є логічні схеми. Складові частини цих
схем логічні елементи, які виконують
визначені логічні функції. В основу будови
логічних елементів і схем покладені
закони і правила математичної логіки.
Логіка - це наука про закони людського мислення.
Алгебра логіки є інструментом розробки
складних схем, з яких складаєть сучасна
ЕОМ. Велике значення для розробки логічних
схем ЕОМ має числення вимов.
Вимова – це таке положення про яке можна говорити
тільки одне - істина чи неістина.
істина – “1”, неістина–
“0”.
Вимова може бути проста
та складна.
Проста – містить одну завершену дію. Прості вимови
з допомагою спеціальних символів (логічних
операцій) об’єднуються в складні, істина яких залежить
від істини простих вимов та логічних
зв’язків між ними. Прості вимови наз. двійковими
змінними.
Складні – логічними функціями цих змінних або
перемикальними функціями.
У пристрої ЕОМ неправдивість и правдивість
вимов уявляється сигналами різного рівня.
Прості вимови позначаються:
А, В, С; складні – Х, У, Z
Перемикальні функції можуть задаватися у вигляді
таблиці істинності.
Наприклад: х = ¦ (А,В,С)
А |
В |
С |
Х |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Утворення складних вимов з простих виконується за допомогою
трьох основних логічних операцій: НІ,
АБО, І, схеми, з допомогою яких реалізують
ці операції, які наз. логічними
схемами.
- Логічна операція НІ (інверсія, негативність): функція приймає значення істини, коли вимова, яка входить до неї неправда.
Негативна вимова А позначається
А і читається “не А”
Негативне А - істинно, коли А неправда,
і правда, коли А істинно, тобто 0
= 1 1 = 0
Х = А
Електронна схема, реалізуюча
логічну операцію віднімання, наз. інвертером
або схемою НІ.
2. Логічні операції АБО (логічні додавання,
дизьюнкція). Для двох вимог позначається
АvВ і читається: А або В.
Це вимова істинна, якщо
хоч би одне з вимов А або
В істине.
Х = АvВ або
Х = А + В
А |
В |
Х |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
А
Х = АvВ
В
дизьюнктор
3. Логічна сперація І (логічне множення, коньюкция
двох вимог А і В. Позначається А
В, читається: А і В.
А В – це вимова, яка
істина, коли А і В істині, і
неістинні – в усіх останніх випадках:
Х = А В або Х = А х
В
4. Логічні операції “Стрілка Пірсу” (АБО – НІ)
vФункція приймає значення
істини коли всі вхідні в
неї вимови ложні.
, тобто прямо- протилежні операції
логічного додавання.
A |
B |
X |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
5. Логічна операція “Штрих Шеффера” (І-НІ)
функція приймає значення
істини, коли хоч би одна вхідна вимова ложна.
Х = А½В. Читається: не вірно, що функція Х є
А і В.
Таблиця для операції
Шиффера по суті прямо пропорційна
таблиці для операцій логічного
множення.
Питання:
Що таке логіка?
Що таке вимова?
Які ви знаєте логічні
операції, дайте їм визначення?
Література:
Ком’ ютерна дискретна
математика: Підручник/ М.Ф. Бондаренко,
Н.В. Білоус, А.Г. Руткас.-Харків: «Компанія
СМІТ», 2004.-480с
Лекція №16
Арифметичні основи ЕОМ. Системи числення
План
Системи числення
Десятична
система числення
Двійкова
система численя
Шістнадцятирічна система
числення
Двійково-десятична система числення
Системи числення
Сукупність прийомів
найменування та обозначення (запису)
чисел наз. системою числення.
Існує два типи систем
числення:
- непозиціонні;
- позиціонні.
Непозиційна – це така система численя, у якій кількісний
зміст цифри виявляється тільки ї графічним
обозначением, тобто кожний символ зберігає
своє значення, незалежно від позиції
в числі.
Наприклад: Римська система
числення:
1 – І 100 – C
1000 - М
5 – V
50 – L
10 – X
500 – Д
Така система числення важка
способом запису – читання чисел,
правилами виконання арифметичних
операцій, тому в ЕОМ не застосовується.
Позиційна – це така система числення, в якій один
і той же цифровий знак має різноманітний
кількісний зміст в залежності від його
позиції в послідовності цифр.
Наприклад: в числі 505,15
Цифра 5, яка знаходиться зліва
на першому місці (позиція сотих),
вказує кількість сотих, які містяться
в цьому числі, цифра 5 перед комою (позиція
одиниць), вказує кількість одиниць,
а 5 в останній правій позиції – кількість
сотих частин.
Десятична система
числення
В теперішній час в
усьому світі прийнята десятична система численя, заснована на використанні десяти
цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
В цій системі числення степінь
числа 10.
Наприклад:
1963,2012
1 х 103+ 9 х 102 + 6 х 101
+ 3 х 100,
2 х 10-1+ 0 х 10-2+ 1 х 10-3+
2 х 10-4
Двійкова система
численя
Найпростіша з усіх числових
позціонних систем числення з основою 2.
Має дві значющі цифри 0 і 1.
Для створення двійкових чисел
використовуються точно такі ж правила,
як ів десятичній системі числення,
тільки кожна цифра зв’язана зі
степінню 2.
Наприклад:
110 001, 1112 - признак двійкової системи.
Кожний розряд наз. бітом.
Зручне фізичне уявлення
чисел:
високий рівень
сигналу - 1
низький рівень сигналу
- 2,
який використовуються у обчислювальній
техніці. Двійкове число можна записати
у вигляді суми: 110 001,1112
=1 х 25+1х24+0х23+ 0х22+0х21+1х20+1х2-1+1х2-2
+1х2-3
Восьмирічна система числення
Основа 8. Цифри для запису числа
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
Наприклад: 2578=2х82+5х81+7х80
Шістнадцятирічна система
числення
Основа 16. Цифри для запису числа
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А, В, С, Д, Е, F
10 11 12 13
14 15
2ЕС6, 3А16=2х163+Ех162+Сх161+6х160+3х16-1+Ах16-2
Двійково-десяткова система
числення
Основа 10. Цифри 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 відображаються
в цій системі числення чотирьохрозрядним
двійковим числом, яке наз. тетрадой.