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

Проектирование усилителя напряжения
Прежде чем начать рассчитывать усилитель, выберем некоторые его элементы и условия моделирования. В качестве транзисторов будем использовать нашедшие широкое применение в прак ...

Проектирование релейной защиты и автоматики
В электрической системе имеются следующие источники: ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, ТЭЦ-3, ТЭЦ-4, ТЭЦ-5, ГРЭС, СарГЭС и БАЭС. ТЭЦ-1, ГРЭС допускается отдельно не учитывать, так как их мощность по сравнению с ...

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 ...