Обработка информации в ИТ системах. Типы сигналов. Логические основы цифровой техники

Ключевые слова и термины:

дискретный сигнал, двоичный сигнал, реальные системы и инерции аппаратов, позиционные системы счисления, разряд, коэффициенты разряда, функции логической алгебры, комбинационные приборы, последовательные устройства.

Любая форма человеческой деятельности, связана с передачей и преобразованием информации.

Точной формулировки термина информация не существует, но мы будем понимать под информацией ведения об изменении состояния, каких либо объектов. Информация воплощенная и зафиксированная в некоторой материальной форме, называется сообщением или сигналом.

Виды сигналов

Сигналы могут быть непрерывными и дискретными (цифровыми).

Непрерывный (аналоговый сигнал) представляется некоторой физической величиной (электрическим током, напряжением и др.), изменение которой во времени отображают информацию о рассматриваемом процессе. Физическая величина передающая непрерывный сигнал, может в определенном интервале принимать любые значения, и изменятся в произвольные моменты времени.

Для дискретных сообщений характерно наличие фиксированного набора уровней, из которых в некоторые моменты времени формируются различные последовательности.

Сигнал дискретной формы изображен на рис. 1

Рисунок 1.Сигнал дискретной формы

Дискретный сигнал, имеющий два уровня принято называть двоичным (рис. 2)

Рисунок 2.Двоичный сигнал

На рис.2 показан двоичный сигнал, у которого переход от одного уровня к другому происходит мгновенно. Такой сигнал называется идеальным. Его использование очень удобно для теоретического анализа различных моделей систем и процессоров.

Однако все реальные системы и аппараты являются инерционными и срабатывают с запаздыванием во времени. В них переход между уровнями сигнала происходит в течение ненулевого отрезка времени как показано на рис. 3

Рисунок 3.Реальный двоичный сигнал

Системы счисления

Для представления в цифровых устройствах чисел, а также другой информации в процессе программирования наряду с привычной для нас десятичной системой счисления широко используются другие системы. Рассмотрим наиболее употребительные позиционные системы счисления. Числа в таких системах счисления представляются последовательностью цифр (цифр разрядов), разделенных запятой на две группы: группу разрядов, изображающую целую часть числа, и группу разрядов, изображающую дробную часть числа:

.а2а1а0,а-1а-2 .

Здесь а0,а1 . обозначают цифры нулевого, первого и т. д. разрядов целой части числа, а-1,а-2 . - цифры первого, второго и т. д. разрядов дробной части числа.

Цифре разряда приписан вес рк, где р - основание системы счисления; к - номер разряда, равный индексу при обозначениях цифр разрядов. Так, приведенная выше запись означает следующее количество:

= . + а2 • р2 +а1 • р1+а0 • р0+а-1 • р-1+а-2 • р-2+ .

Для представления цифр разрядов используется набор из р различных символов. Так, при р = 10 (т.е. в обычной десятичной системе счисления) для записи цифр разрядов используется набор из десяти символов: О, 1, 2, .,9. При этом запись 729,32410 (здесь и далее индекс при числе указывает основание системы счисления, в которой представлено число) означает следующее количество:

Используя такой принцип представления чисел, но выбирая различные значения основания

Читайте также

Подвеска оптического кабеля на опорах
В настоящее время на ВОЛП-ВЛ применяются следующие типы ОК: ОКГТ - оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос; ОКСН - оптический кабель самонесущий; ОКНН - оптический ...

Проектирование мультивибратора на трёх логических элементах серии КМОП
Генераторы - специальные элементы цифровых устройств, предназначенные для формирования последовательности электрических сигналов различной формы. Генераторы обеспечивают работу цифровог ...

Разработка лабораторного стенда Измерение опасных акустических сигналов
Для человека слух является вторым по информативности после зрения. Поэтому одним из довольно распространенных каналов утечки информации является акустический канал. В акустическом канал ...