Τι να κάνετε με την ψηφιακή τεχνολογία. Βασικοί όροι και έννοιες του ψηφιακού υπολογισμού

Για να επιλέξετε με ακρίβεια αυτό που χρειάζεστε, πρέπει να έχετε τουλάχιστον μια γενική ιδέα για τον εξοπλισμό που πρόκειται να αγοράσετε.

Λίγα λόγια για τους πιο συνηθισμένους τύπους μοντέρνα τεχνολογία. VCR, συσκευές αναπαραγωγής βίντεο, βιντεοπροβολείς, οικιακά θέατρα, συσκευές αναπαραγωγής DVD, ακουστικά, αποκωδικοποιητές, τηλεοράσεις - όλα αυτά μπορούν να χωριστούν σε μια ομάδα, την οποία θα συζητήσουμε λεπτομερέστερα παρακάτω. Η δεύτερη ομάδα είναι βιντεοκάμερες και φωτογραφικές μηχανές, συσκευές εγγραφής φωνής, ρολόγια και ραδιόφωνα και κάθε είδους αξεσουάρ.

Η νεότερη γενιά μπορεί να επιλέξει συσκευές αναπαραγωγής CD και MP3, κάμερες, ρολόγια και συσκευές εγγραφής φωνής.

Οι συσκευές αναπαραγωγής CD και MP3 εκτελούν την κύρια λειτουργία της αναπαραγωγής μουσικής, μόνο μια συσκευή αναπαραγωγής CD αναπαράγει ή διαβάζει CD και μια συσκευή αναπαραγωγής MP3 αναπαράγει μουσική που έχει ληφθεί προηγουμένως εκεί. Οι συσκευές αναπαραγωγής MP3 ποικίλλουν ως προς τον όγκο των πληροφοριών που περιέχουν. Όσο μεγαλύτερος είναι ο όγκος, τόσο υψηλότερη είναι η τιμή τους.

Οι κάμερες είναι πλέον σχεδόν όλες ψηφιακές, αν και μπορείτε ακόμα να βρείτε απλές φωτογραφικές μηχανές φιλμ.
Οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές έρχονται επίσης σε εκδόσεις SLR. Όλες οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές διαφέρουν ως προς το μέγεθος της μήτρας, δηλ. ο αριθμός των κουκκίδων ανά ίντσα που μπορούν να μεταφέρουν, η ταχύτητα κλείστρου και το διάφραγμα, είτε αυτόματο είτε χειροκίνητο, καθώς και οι πρόσθετες λειτουργίες τους.

Από τον εξοπλισμό που αναφέρεται παραπάνω από την πρώτη ομάδα, δεν είναι δύσκολο να συναρμολογήσετε μόνοι σας ένα οικιακό θέατρο. Ας δούμε από τι αποτελείται όλο αυτό το σύστημα: έναν δέκτη AV, ηχεία, μια οθόνη κινηματογράφου, μια συσκευή αναπαραγωγής DVD και ένα βίντεο.

Η οθόνη του home theater μπορεί να είναι είτε μια τηλεόραση με διαγώνιο μεγαλύτερη από 26 ίντσες, μια τηλεόραση προβολής ή πάνελ πλάσματος, που θα μας βοηθήσει να δούμε την ποικιλία όλων των χρωμάτων των αποχρώσεων. Επίσης στον κατάλογο ηλεκτρονικών μπορείτε να επιλέξετε τα κατάλληλα αξεσουάρ για την τηλεόρασή σας.

Για τα παιδιά, για παράδειγμα, μπορείτε να επιλέξετε μια κονσόλα παιχνιδιών τηλεόρασης που μπορεί να συνδεθεί στην τηλεόραση.
Η συσκευή αναπαραγωγής DVD είναι μια συσκευή για την ανάγνωση DVD και χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση ταινιών σε μορφή υψηλότερης ποιότητας που είναι διαθέσιμη σήμερα. Επιπλέον, μπορούμε να ηχογραφήσουμε τις αγαπημένες μας ταινίες και μουσική σε DVD. Το VCR συμπληρώνει το home cinema με την ικανότητά του να βλέπει κασέτες VHS.

Ο δέκτης AV διανέμει τους ήχους εναλλάξ σε ένα ηχείο και μετά σε άλλο, γεγονός που δημιουργεί την αίσθηση ότι βρισκόμαστε στο κύμα των γεγονότων που συμβαίνουν στην οθόνη. Τα ηχεία τοποθετούνται συνήθως περιμετρικά και συνδέονται με ειδικό καλώδιο. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όχι ηχεία, αλλά ένα μουσικό κέντρο, για παράδειγμα, που έχετε ήδη στο διαμέρισμά σας, στο οποίο μπορείτε εύκολα να συνδέσετε έναν δέκτη AV.

Μεγάλη ζήτηση έχουν επίσης τα δικτάφωνα, τα οποία μπορούν να επιλεγούν στον κατάλογο της διαδικτυακής πύλης "Three Clicks" με βολική αναζήτησηπροϊόντα, καταστήματα και εκπτώσεις.

Εύκολη επιλογή για εσάς!

Στείλτε την καλή σας δουλειά στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Καλή δουλειάστον ιστότοπο">

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Δημοσιεύτηκε στο http://www.allbest.ru/

Υπουργείο Παιδείας και Επιστημών της Ρωσικής Ομοσπονδίας

Εθνικό Ερευνητικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας Κρατικό Ινστιτούτο Ηλεκτρονικής Τεχνολογίας (TU)

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων

Εργασία μαθήματος

Μάθημα: Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος

Προετοιμάστηκε από:

μαθητής της ομάδας MP-29 Eropanov V.N.

Έλεγχος: V.I Korneev

Μόσχα 2011

Εισαγωγή

1. Πληροφορίες

3. Μεταφορά ψηφιακών πληροφοριών

συμπέρασμα

Εισαγωγή

Οι ψηφιακές τεχνολογίες γεμίζουν όλο και περισσότερο τον κόσμο γύρω μας καθημερινά και αυτή η διαδικασία επιταχύνεται μόνο με την πάροδο του χρόνου. Στην καθημερινή ζωή, οποιοσδήποτε από εμάς σήμερα έχει ήδη έναν μεγάλο αριθμό διαφορετικών ψηφιακών συσκευών, καθεμία από τις οποίες έχει χαρακτηριστικά και ιδιότητες, η σημασία των οποίων δεν είναι πάντα γνωστή και κατανοητή στον καταναλωτή. Μερικές από τις ηλεκτρονικές συσκευές που έχουν ήδη γίνει απολύτως εξοικειωμένες, καθώς και προγράμματα υπολογιστή, παραμένουν για τον καταναλωτή ως κάποιου είδους μαύρα κουτιά, των οποίων η δομή και η αρχή λειτουργίας δεν φαίνονται.

Ο καταναλωτικός ακουστικός εξοπλισμός, καθώς και άλλος εξοπλισμός - σταδιακά και με σιγουριά μεταβαίνοντας σε ψηφιακές ράγες, γίνεται όλο και πιο περίπλοκος, οι παράμετροί του γίνονται όλο και πιο συγκεχυμένες και η αρχή της λειτουργίας γίνεται όλο και λιγότερο σαφής. Αυτό το δοκίμιο δεν είναι ένας καθολικός οδηγός στον τομέα του ψηφιακού ήχου και της τεχνολογίας ψηφιακού ήχου και εικόνας, αλλά σε αυτό θα προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τις κύριες ιδέες, καθώς και τις θεωρητικές και πρακτικές αρχές, που βασίζονται στις σύγχρονες ψηφιακές τεχνολογίες και συσκευές. Ελπίζω ότι οι πληροφορίες που περιέχονται σε αυτό θα είναι χρήσιμες στον αναγνώστη και θα παρέχουν μια ορισμένη θεμελιώδη θεωρητική βάση, η κατανόηση της οποίας είναι απλώς απαραίτητη για όλους τους ενεργούς λάτρεις του ήχου και χρήστες οποιωνδήποτε ψηφιακών συσκευών.

1. Πληροφορίες

Καταρχάς, θα ήθελα να πω ότι όλες οι ψηφιακές τεχνολογίες βασίζονται σε μεθόδους κωδικοποίησης και μετάδοσης πληροφοριών. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο τι είναι η ψηφιακή πληροφορία, τις μονάδες μέτρησής τους και τις αρχές κωδικοποίησης και μετάδοσης ψηφιακών πληροφοριών.

Ο όρος «πληροφορία» προέρχεται από τη λατινική πληροφορία - εξήγηση, παρουσίαση, ευαισθητοποίηση.

Οι πληροφορίες μπορούν να ταξινομηθούν με διαφορετικούς τρόπους, και διαφορετικές επιστήμες το κάνουν αυτό με διαφορετικούς τρόπους. Για παράδειγμα, στη φιλοσοφία γίνεται διάκριση μεταξύ αντικειμενικής και υποκειμενικής πληροφορίας. Οι αντικειμενικές πληροφορίες αντικατοπτρίζουν φυσικά φαινόμενα και ανθρώπινη κοινωνία. Οι υποκειμενικές πληροφορίες δημιουργούνται από τους ανθρώπους και αντικατοπτρίζουν την άποψή τους για αντικειμενικά φαινόμενα.

Στην επιστήμη των υπολογιστών, εξετάζεται χωριστά αναλογικές πληροφορίεςκαι ψηφιακό. Αυτό είναι σημαντικό γιατί οι άνθρωποι, χάρη στις αισθήσεις τους, συνηθίζουν να ασχολούνται με αναλογικές πληροφορίες, ενώ η τεχνολογία των υπολογιστών, αντίθετα, λειτουργεί κυρίως με ψηφιακές πληροφορίες.

Ένα άτομο αντιλαμβάνεται πληροφορίες χρησιμοποιώντας τις αισθήσεις. Φως, ήχος, θερμότητα είναι ενεργειακά σήματα, και η γεύση και η όσφρηση είναι αποτέλεσμα της επίδρασης χημικών ενώσεων, η οποία βασίζεται επίσης σε μια ενεργειακή φύση. Ένα άτομο βιώνει ενεργητικές επιρροές συνεχώς και μπορεί να μην συναντήσει ποτέ τον ίδιο συνδυασμό δύο φορές. Δεν υπάρχουν δύο πανομοιότυπα πράσινα φύλλα στο ίδιο δέντρο και δεν υπάρχουν δύο απολύτως πανομοιότυποι ήχοι - αυτή η πληροφορία είναι αναλογική. Αν διαφορετικά χρώματαΕάν δώσετε αριθμούς και διαφορετικούς ήχους - νότες, τότε οι αναλογικές πληροφορίες μπορούν να μετατραπούν σε ψηφιακές.

Η μουσική, όταν ακούγεται, μεταφέρει αναλογικές πληροφορίες, αλλά όταν γράφεται σε σημειογραφία, γίνεται ψηφιακή.

Η διαφορά μεταξύ των αναλογικών πληροφοριών και των ψηφιακών πληροφοριών είναι, πρώτα απ 'όλα, ότι οι αναλογικές πληροφορίες είναι συνεχείς, ενώ οι ψηφιακές πληροφορίες είναι διακριτές.

Οι ψηφιακές συσκευές περιλαμβάνουν προσωπικούς υπολογιστές - λειτουργούν με πληροφορίες που παρουσιάζονται σε ψηφιακή μορφή. συσκευές αναπαραγωγής μουσικήςδίσκοι συμπαγούς λέιζερ.

2. Μονάδες μέτρησης ψηφιακής πληροφορίας

Το bit είναι η μικρότερη μονάδα αναπαράστασης πληροφοριών. Ένα byte είναι η μικρότερη μονάδα επεξεργασίας και μετάδοσης πληροφοριών. Η μονάδα μέτρησης της πληροφορίας ονομάζεται bit (bit) - συντομογραφία για αγγλικές λέξειςδυαδικό ψηφίο, που σημαίνει δυαδικό ψηφίο.

Στην τεχνολογία υπολογιστών, ένα bit αντιστοιχεί στη φυσική κατάσταση του φορέα πληροφοριών: μαγνητισμένο - όχι μαγνητισμένο, υπάρχει μια τρύπα - δεν υπάρχει τρύπα. Σε αυτή την περίπτωση, μια κατάσταση συνήθως ορίζεται με τον αριθμό 0 και η άλλη με τον αριθμό 1. Επιλέγοντας ένα από τα δύο πιθανές επιλογέςσας επιτρέπει επίσης να διακρίνετε τη λογική αλήθεια από το ψέμα. Μια ακολουθία bit μπορεί να κωδικοποιήσει κείμενο, εικόνα, ήχο ή οποιαδήποτε άλλη πληροφορία. Αυτή η μέθοδος παρουσίασης πληροφοριών ονομάζεται δυαδική κωδικοποίηση.

Στην επιστήμη των υπολογιστών, μια τιμή που χρησιμοποιείται συχνά ονομάζεται byte και είναι ίση με 8 bit. Και αν ένα bit σας επιτρέπει να επιλέξετε μία επιλογή από δύο πιθανές, τότε το byte, κατά συνέπεια, είναι 1 από 256 (28). Μαζί με τα byte, χρησιμοποιούνται μεγαλύτερες μονάδες για τη μέτρηση του όγκου των πληροφοριών:

1 KB (ένα kilobyte) = 2 10 byte = 1024 byte;

1 MB (ένα megabyte) = 2 10 KB = 1024 KB;

1 GB (ένα gigabyte) = 2 10 MB = 1024 MB.

Για παράδειγμα, ένα βιβλίο περιέχει 100 σελίδες. Κάθε σελίδα έχει 35 γραμμές, κάθε γραμμή έχει 50 χαρακτήρες. Ο όγκος των πληροφοριών που περιέχονται στο βιβλίο υπολογίζεται ως εξής:

Μια σελίδα περιέχει 35 x 50 = 1750 byte πληροφοριών. Ο όγκος όλων των πληροφοριών στο βιβλίο (σε διαφορετικές μονάδες):

1750 H 100 = 175.000 byte.

175.000 / 1024 = 170,8984 KB.

170,8984 / 1024 = 0,166893 MB.

3. Μεταφορά πληροφοριών

Οι πληροφορίες μεταδίδονται με τη μορφή μηνυμάτων από κάποια πηγή πληροφοριών στον δέκτη τους μέσω ενός καναλιού επικοινωνίας μεταξύ τους. Η πηγή στέλνει ένα μεταδιδόμενο μήνυμα, το οποίο κωδικοποιείται μεταδιδόμενο σήμα. Αυτό το σήμα αποστέλλεται μέσω ενός καναλιού επικοινωνίας. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται ένα ληφθέν σήμα στον δέκτη, το οποίο αποκωδικοποιείται και γίνεται το ληφθέν μήνυμα. Η μετάδοση πληροφοριών μέσω καναλιών επικοινωνίας συχνά συνοδεύεται από παρεμβολές, προκαλώντας παραμόρφωση και απώλεια πληροφοριών.

Οποιοδήποτε γεγονός ή φαινόμενο μπορεί να εκφραστεί με διαφορετικούς τρόπους, με διαφορετικούς τρόπους, με διαφορετικό αλφάβητο. Για να μεταδοθούν πληροφορίες με μεγαλύτερη ακρίβεια και οικονομία μέσω των καναλιών επικοινωνίας, πρέπει να κωδικοποιηθούν ανάλογα.

Η πληροφορία δεν μπορεί να υπάρξει χωρίς υλικό φορέα, χωρίς μεταφορά ενέργειας. Το κωδικοποιημένο μήνυμα έχει τη μορφή σημάτων φορέα πληροφοριών που ταξιδεύουν μέσω του καναλιού. Έχοντας φτάσει στον δέκτη, τα σήματα πρέπει να ανακτήσουν μια γενικά κατανοητή μορφή με τη βοήθεια μιας συσκευής αποκωδικοποίησης.

Ένα σύνολο συσκευών, αντικειμένων ή αντικειμένων που έχουν σχεδιαστεί για τη μετάδοση πληροφοριών από ένα από αυτά, που ονομάζεται πηγή, σε ένα άλλο, που ονομάζεται δέκτης, ονομάζεται κανάλι πληροφοριών ή κανάλι πληροφοριών.

Ένα παράδειγμα θα ήταν ένα τηλέφωνο. Στην τηλεφωνική μετάδοση, η πηγή του μηνύματος είναι το ηχείο. Η συσκευή κωδικοποίησης που μετατρέπει τους ήχους των λέξεων σε ηλεκτρικούς παλμούς είναι ένα μικρόφωνο. Το κανάλι μέσω του οποίου μεταδίδεται η πληροφορία είναι ένα τηλεφωνικό καλώδιο. Το τμήμα του σωλήνα που φέρνουμε στο αυτί λειτουργεί ως συσκευή αποκωδικοποίησης (τα ηλεκτρικά σήματα μετατρέπονται ξανά σε ήχους). Οι πληροφορίες εισέρχονται στη "συσκευή λήψης" - το ανθρώπινο αυτί στην άλλη άκρη της γραμμής. Το κανάλι περιλαμβάνει τηλεφωνικές συσκευές(συσκευές), καλώδια (αντικείμενα) και εξοπλισμός PBX (συσκευές). Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό αυτού του καναλιού πληροφοριών είναι το γεγονός ότι όταν λαμβάνει πληροφορίες, που παρουσιάζονται με τη μορφή ηχητικών κυμάτων, μετατρέπεται σε ηλεκτρικούς κραδασμούς και στη συνέχεια μεταδίδεται. Ένα τέτοιο κανάλι ονομάζεται κανάλι με μετασχηματισμό πληροφοριών. Αλλά αυτό είναι ένα παράδειγμα μετάδοσης αναλογικών πληροφοριών.

Ένα άλλο παράδειγμα, αλλά αυτή τη φορά ψηφιακών πληροφοριών, είναι ένας υπολογιστής. Τα επιμέρους συστήματά του μεταδίδουν πληροφορίες το ένα στο άλλο χρησιμοποιώντας σήματα. Ένας υπολογιστής είναι μια συσκευή για την επεξεργασία πληροφοριών (όπως μια εργαλειομηχανή είναι μια συσκευή για την επεξεργασία μετάλλων), δεν δημιουργεί πληροφορίες από το "τίποτα", αλλά μετατρέπει ό,τι εισάγεται σε αυτό. Ο υπολογιστής είναι ένα κανάλι πληροφοριών με μετασχηματισμό πληροφοριών: οι πληροφορίες προέρχονται από εξωτερικές συσκευές(πληκτρολόγιο, δίσκος, μικρόφωνο), μετατρέπεται σε εσωτερικό κώδικα και επεξεργάζεται, μετατρέπεται σε μορφή κατάλληλη για αντίληψη από εξωτερική συσκευή εξόδου (οθόνη, συσκευή εκτύπωσης, ηχεία κ.λπ.) και μεταδίδεται σε αυτούς.

4. Κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση ψηφιακών πληροφοριών

Η κωδικοποίηση πληροφοριών είναι η διαδικασία σχηματισμού μιας συγκεκριμένης αναπαράστασης πληροφοριών. Οι πληροφορίες κάνουν μια μετάβαση από την αρχική μορφή παρουσίασης πληροφοριών σε μια μορφή κατάλληλη για αποθήκευση, μετάδοση ή επεξεργασία. Η αποκωδικοποίηση είναι όταν η πληροφορία κάνει μια αντίστροφη μετάβαση στην αρχική αναπαράσταση της πληροφορίας.

Με μια στενότερη έννοια, ο όρος «κωδικοποίηση» συχνά κατανοείται ως μια μετάβαση από μια μορφή αναπαράστασης πληροφοριών σε μια άλλη, πιο βολική για αποθήκευση, μετάδοση ή επεξεργασία. Ένας υπολογιστής μπορεί να επεξεργαστεί μόνο πληροφορίες που παρουσιάζονται σε αριθμητική μορφή. Όλες οι άλλες πληροφορίες (ήχοι, εικόνες, αναγνώσεις οργάνων κ.λπ.) πρέπει να μετατραπούν σε αριθμητική μορφή για επεξεργασία σε υπολογιστή.

Συνήθως, όλες οι πληροφορίες σε έναν υπολογιστή αναπαρίστανται χρησιμοποιώντας μηδενικά και μονάδες. Με άλλα λόγια, οι υπολογιστές συνήθως λειτουργούν μέσα δυαδικό σύστημασημειογραφία, αφού σε αυτή την περίπτωση οι συσκευές για την επεξεργασία τους είναι πολύ πιο απλές. Χρησιμοποιώντας δύο αριθμούς 0 και 1 μπορείτε να κωδικοποιήσετε οποιοδήποτε μήνυμα.

Οι μηχανικοί προσελκύθηκαν από αυτή τη μέθοδο κωδικοποίησης λόγω της απλότητάς της. τεχνική υλοποίηση- αν υπάρχει σήμα ή όχι. Αυτές οι συνθήκες είναι εύκολο να διακριθούν. Το μειονέκτημα της δυαδικής κωδικοποίησης είναι οι μεγάλοι κωδικοί. Αλλά στην τεχνολογία είναι ευκολότερο να αντιμετωπίσεις έναν μεγάλο αριθμό παρόμοιων στοιχείων παρά με έναν μικρό αριθμό πολύπλοκων.

Οι συσκευές που παρέχουν κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση θα ονομάζονται κωδικοποιητής και αποκωδικοποιητής, αντίστοιχα. Στο Σχ. Το σχήμα 1 δείχνει ένα διάγραμμα που απεικονίζει τη διαδικασία μετάδοσης μηνύματος στην περίπτωση της επανακωδικοποίησης, καθώς και την επίδραση των παρεμβολών.

Ρύζι. 1. Η διαδικασία μετάδοσης ενός μηνύματος από πηγή σε δέκτη

Επί του παρόντος, υπάρχουν διάφοροι τρόποι κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης πληροφοριών σε έναν υπολογιστή. Η επιλογή της μεθόδου εξαρτάται από τον τύπο των πληροφοριών που πρέπει να κωδικοποιηθούν: κείμενο, αριθμός, γραφική εικόναή ήχος. Για τους αριθμούς, επιπλέον, σημαντικό ρόλο παίζει το πώς θα χρησιμοποιηθεί ο αριθμός: σε κείμενο ή σε υπολογισμούς ή στη διαδικασία I/O.

Ας δούμε τις βασικές αρχές κωδικοποίησης πληροφοριών σε έναν υπολογιστή.

κωδικοποίηση ψηφιακής τεχνολογίας πληροφοριών

5. Κωδικοποίηση πληροφοριών κειμένου

Από τη δεκαετία του '60, οι υπολογιστές έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο για την επεξεργασία πληροφοριών κειμένου και επί του παρόντος οι περισσότεροι υπολογιστές στον κόσμο ασχολούνται με την επεξεργασία πληροφοριών κειμένου.

Η κωδικοποίηση ενός χαρακτήρα απαιτεί ένα byte πληροφοριών. Λαμβάνοντας υπόψη ότι κάθε bit παίρνει την τιμή 1 ή 0, βρίσκουμε ότι 256 διαφορετικοί χαρακτήρες μπορούν να κωδικοποιηθούν χρησιμοποιώντας 1 byte. (28=256) Η κωδικοποίηση συνίσταται στην εκχώρηση σε κάθε χαρακτήρα ενός μοναδικού δυαδικού κωδικού από το 00000000 έως το 11111111 (ή δεκαδικός κωδικόςαπό 0 έως 255). Είναι σημαντικό ότι η ανάθεση σε ένα σύμβολο συγκεκριμένο κωδικόείναι θέμα συμφωνίας, το οποίο καταγράφεται σε πίνακα κωδικών.

Για παράδειγμα, πατάτε το λατινικό γράμμα S στον υπολογιστή . Σημείωση! Οι αριθμοί κωδικοποιούνται χρησιμοποιώντας το πρότυπο ASCII σε δύο περιπτώσεις - κατά την είσοδο/εξαγωγή και όταν εμφανίζονται στο κείμενο. Εάν οι αριθμοί εμπλέκονται στους υπολογισμούς, τότε μετατρέπονται σε άλλον δυαδικό κώδικα. Ας πάρουμε τον αριθμό 57. Όταν χρησιμοποιείται σε κείμενο, κάθε ψηφίο θα αντιπροσωπεύεται από τον δικό του κωδικό σύμφωνα με τον πίνακα ASCII. Στο δυαδικό σύστημα, αυτό είναι 00110101 00110111. Όταν χρησιμοποιείται στους υπολογισμούς, ο κωδικός αυτού του αριθμού θα ληφθεί σύμφωνα με τους κανόνες για τη μετατροπή στο δυαδικό σύστημα και θα λάβουμε - 00111001.

6. Κωδικοποίηση γραφικών πληροφοριών

Οι γραφικές πληροφορίες μπορούν να κατανοηθούν ως σχέδιο, σχέδιο, φωτογραφία, εικόνα σε βιβλίο, εικόνες σε οθόνη τηλεόρασης ή κινηματογράφο κ.λπ. Για συζήτηση γενικές αρχέςκωδικοποιώντας γραφικές πληροφορίες, ως συγκεκριμένη, αρκετά γενική περίπτωση γραφικού αντικειμένου, επιλέγουμε την εικόνα στην οθόνη της τηλεόρασης. Αυτή η εικόνα αποτελείται από έναν αριθμό από οριζόντιες γραμμές- γραμμές. Και κάθε γραμμή, με τη σειρά της, αποτελείται από τις μικρότερες στοιχειώδεις μονάδες εικόνας - σημεία, που συνήθως ονομάζονται pixel (picsel - PICture "S ELement - στοιχείο εικόνας). Ένα pixel σε μια έγχρωμη οθόνη μπορεί να έχει διαφορετικό χρώμα, άρα ένα bit ανά Το pixel δεν είναι αρκετό για την κωδικοποίηση 4 - μια έγχρωμη εικόνα απαιτεί δύο bit ανά pixel, καθώς δύο bit μπορούν να λάβουν 4 διαφορετικές καταστάσεις: 00 - μαύρο, 10 - πράσινο, 01 -. κόκκινο, 11 - καφέ Στις οθόνες RGB υπάρχει όλη η ποικιλία χρωμάτων που λαμβάνονται με έναν συνδυασμό βασικών χρωμάτων - κόκκινο (Κόκκινο), πράσινο (Πράσινο), μπλε (Μπλε), από τα οποία μπορούν να ληφθούν 8 βασικοί συνδυασμοί.

Ολόκληρη η σειρά των στοιχειωδών μονάδων εικόνας ονομάζεται ράστερ (λατινικά rastrum - rake). Ο βαθμός ευκρίνειας της εικόνας εξαρτάται από τον αριθμό των γραμμών σε ολόκληρη την οθόνη και τον αριθμό των κουκκίδων στη γραμμή, που αντιπροσωπεύουν την ανάλυση της οθόνης ή απλώς την ανάλυση. Όσο περισσότερες γραμμές και τελείες, τόσο πιο καθαρά και καλύτερη εικόνα. Η ανάλυση 640x480 θεωρείται αρκετά καλή, δηλαδή 640 pixel ανά γραμμή και 480 γραμμές ανά οθόνη.

Οι γραμμές που συνθέτουν την εικόνα μπορούν να προβληθούν από πάνω προς τα κάτω η μία μετά την άλλη, σαν να δημιουργείται μία συνεχής γραμμή από αυτές. Αφού προβληθεί πλήρως η πρώτη γραμμή, προβάλλεται η δεύτερη, ακολουθούμενη από την τρίτη, μετά την τέταρτη κ.λπ. μέχρι την τελευταία γραμμή της οθόνης. Δεδομένου ότι κάθε μία από τις γραμμές είναι μια ακολουθία εικονοστοιχείων, ολόκληρη η εικόνα που τεντώνεται σε μια γραμμή μπορεί επίσης να θεωρηθεί μια γραμμική ακολουθία στοιχειωδών σημείων. Στην περίπτωση που εξετάζουμε, αυτή η ακολουθία αποτελείται από 640x480=307200 pixel. Αρχικά, ας δούμε τις αρχές της κωδικοποίησης μιας μονόχρωμης εικόνας, δηλαδή μιας εικόνας που αποτελείται από οποιαδήποτε δύο αντίθετα χρώματα- ασπρόμαυρο, πράσινο και άσπρο, καφέ και άσπρο κ.λπ. Για απλότητα της συζήτησης, θα υποθέσουμε ότι το ένα από τα χρώματα είναι μαύρο και το άλλο λευκό. Τότε κάθε pixel στην εικόνα μπορεί να είναι είτε μαύρο είτε άσπρο χρώμα. Εκχωρώντας τον δυαδικό κωδικό «0» στο μαύρο χρώμα και τον κωδικό «1» στο λευκό χρώμα (ή αντίστροφα), μπορούμε να κωδικοποιήσουμε την κατάσταση ενός pixel μιας μονόχρωμης εικόνας σε ένα bit. Και επειδή ένα byte αποτελείται από 8 bit, μια γραμμή που αποτελείται από 640 κουκκίδες θα απαιτεί 80 byte μνήμης και ολόκληρη η εικόνα θα απαιτεί 38.400 byte.

Ωστόσο, η εικόνα που προκύπτει θα έχει υπερβολική αντίθεση. Μια πραγματική ασπρόμαυρη εικόνα αποτελείται από περισσότερα από άσπρο και μαύρο. Περιλαμβάνει πολλές διαφορετικές ενδιάμεσες αποχρώσεις - γκρι, ανοιχτό γκρι, σκούρο γκρι κ.λπ. Εάν, εκτός από το λευκό και το μαύρο, χρησιμοποιούμε μόνο δύο επιπλέον διαβαθμίσεις, ας πούμε ανοιχτό γκρι και σκούρο γκρι, τότε για να κωδικοποιήσουμε την κατάσταση χρώματος ένα pixel , θα απαιτηθούν δύο bit. Σε αυτήν την περίπτωση, η κωδικοποίηση μπορεί να είναι, για παράδειγμα, αυτό: μαύρο - 002, σκούρο γκρι - 012, ανοιχτό γκρι - 102, λευκό - 112.

Είναι γενικά αποδεκτό σήμερα, δίνοντας αρκετά ρεαλιστικές μονόχρωμες εικόνες, να κωδικοποιείτε την κατάσταση ενός pixel χρησιμοποιώντας ένα byte, το οποίο σας επιτρέπει να μεταδώσετε 256 διαφορετικές αποχρώσεις γκρίαπό εντελώς λευκό σε εντελώς μαύρο. Σε αυτήν την περίπτωση, η μετάδοση ολόκληρου του ράστερ των 640x480 pixel θα απαιτήσει όχι 38.400, αλλά και όλα τα 307.200 byte.

Κατά την εγγραφή μιας εικόνας στη μνήμη του υπολογιστή, εκτός από έγχρωμη επιμέρους πόντουςείναι απαραίτητο να καταγράψετε πολλές πρόσθετες πληροφορίες - το μέγεθος της εικόνας, τη φωτεινότητα των κουκκίδων κ.λπ. Μια συγκεκριμένη μέθοδος κωδικοποίησης όλων των πληροφοριών που απαιτούνται κατά την εγγραφή μιας εικόνας σχηματίζει μια μορφή γραφικών. Οι μορφές κωδικοποίησης γραφικών πληροφοριών, με βάση τη μετάδοση του χρώματος κάθε μεμονωμένου pixel που συνθέτει την εικόνα, ανήκουν στην ομάδα των μορφών ράστερ ή BitMap (χάρτης bit). Μια εικόνα ράστερ είναι μια συλλογή από κουκκίδες (pixel) διαφορετικών χρωμάτων. Οι πιο γνωστές μορφές ράστερ είναι οι μορφές BMP, GIF και JPEG.

Μια διανυσματική εικόνα είναι μια συλλογή από γραφικά πρωτόγονα (σημείο, γραμμή, έλλειψη...). Κάθε πρωτόγονο περιγράφεται με μαθηματικούς τύπους. Η κωδικοποίηση εξαρτάται από το περιβάλλον της εφαρμογής.

Τα γραφικά ράστερ έχουν σημαντικό μειονέκτημα- μια εικόνα κωδικοποιημένη σε ένα από μορφές ράστερ, πολύ άσχημα «αντέχει» αύξηση ή μείωση του μεγέθους του - κλιμάκωση. Για την επίλυση προβλημάτων στα οποία αυτή η λειτουργία πρέπει να εκτελείται συχνά, έχουν αναπτυχθεί οι λεγόμενες μέθοδοι διανυσματικών γραφικών. Στα διανυσματικά γραφικά, σε αντίθεση με τα γραφικά ράστερ που βασίζονται σε σημεία, το υποκείμενο αντικείμενο είναι μια γραμμή. Στην περίπτωση αυτή, η εικόνα σχηματίζεται από επιμέρους τμήματα ευθειών ή καμπυλών γραμμών, που περιγράφονται μαθηματικά, με διανυσματικό τρόπο, καθώς και γεωμετρικά σχήματα- ορθογώνια, κύκλοι κ.λπ., τα οποία μπορούν να ληφθούν από αυτά. Η Adobe έχει αναπτυχθεί ειδική γλώσσα PostScript (από το σενάριο αφίσας - σενάριο για αφίσες, διαφημίσεις, αφίσες), που χρησιμοποιείται για την περιγραφή εικόνων με βάση τις καθορισμένες μεθόδους. Αυτή η γλώσσα είναι η βάση για πολλά διανύσματα μορφές γραφικών. Συγκεκριμένα, μπορείτε να καθορίσετε τις μορφές PS (PostScript) και EPS, οι οποίες χρησιμοποιούνται για την περιγραφή τόσο διανυσματικών όσο και ράστερ εικόνων, καθώς και μια ποικιλία γραμματοσειρών κειμένου. Οι εικόνες και τα κείμενα που έχουν εγγραφεί σε αυτές τις μορφές είναι ως επί το πλείστον δημοφιλή προγράμματαδεν γίνονται αντιληπτά, μπορούν να προβληθούν και να εκτυπωθούν μόνο με χρήση εξειδικευμένου υλικού και λογισμικού. Έτσι, οποιαδήποτε γραφική εικόνα στην οθόνη μπορεί να κωδικοποιηθεί χρησιμοποιώντας αριθμούς, δηλώνοντας πόσες κοινές χρήσεις κόκκινου, πόσες πράσινες και πόσες μπλε υπάρχουν σε κάθε pixel.

7. Κωδικοποίηση ηχητικών πληροφοριών

Η ανάπτυξη μεθόδων κωδικοποίησης πληροφοριών ήχου, καθώς και κινούμενων εικόνων - κινούμενων εικόνων και εγγραφών βίντεο - πραγματοποιήθηκε με καθυστέρηση σε σχέση με τους τύπους πληροφοριών που συζητήθηκαν παραπάνω.

Ένας υπολογιστής είναι μια ψηφιακή συσκευή, δηλαδή μια ηλεκτρονική συσκευή στην οποία το σήμα λειτουργίας είναι ένα διακριτό σήμα. Οι σημερινοί υπολογιστές λειτουργούν με διακριτά σήματα που φέρουν δυαδικές τιμές, που δηλώνονται συμβατικά ως «ναι» και «όχι» (σε ηλεκτρικό επίπεδο: 0 βολτ και V βολτ, για κάποια μη μηδενική τιμή του V). Χρησιμοποιώντας ένα δυαδικό σήμα, μία από τις δύο μόνο θέσεις μπορεί να μεταδοθεί σε ένα βήμα: 0 («ναι») ή 1 («όχι»). Χρησιμοποιώντας N δυαδικά σήματα, πληροφορίες για μία από τις 2 N θέσεις μπορούν να μεταδοθούν σε ένα βήμα (2 N είναι ο αριθμός συνδυασμών μηδενικών και μονάδων για σήματα N). Η αλληλεπίδραση όλων των μπλοκ που συνθέτουν τον υπολογιστή λαμβάνει χώρα μέσω της ανταλλαγής και επεξεργασίας ενός ή περισσότερων δυαδικών σημάτων ταυτόχρονα. Τα πάντα - κωδικοί ελέγχου, καθώς και οι πληροφορίες που υποβάλλονται σε επεξεργασία - όλα αντιπροσωπεύονται στον υπολογιστή με τη μορφή αριθμών. Για το λόγο αυτό, τα ηχητικά σήματα στον ψηφιακό εξοπλισμό αντιπροσωπεύονται επίσης με τη μορφή αριθμών.

Πώς μπορείτε λοιπόν να περιγράψετε ένα αναλογικό σήμα ήχου σε ψηφιακή μορφή; Ένα πραγματικό ηχητικό σήμα είναι μια ταλάντωση ενός πολύπλοκου σχήματος, μια ορισμένη σύνθετη εξάρτηση του πλάτους του ηχητικού κύματος από το χρόνο. Στο Σχ. Το σχήμα 2 δείχνει ένα γράφημα ενός πραγματικού ηχητικού κύματος.

Ρύζι. 2 Εικόνα ενός πραγματικού ηχητικού κύματος

Για την επεξεργασία του υπολογιστή, το αναλογικό σήμα πρέπει με κάποιο τρόπο να μετατραπεί σε μια ακολουθία δυαδικών αριθμών. Ας προχωρήσουμε ως εξής. Θα μετράμε την τάση σε τακτά χρονικά διαστήματα και θα καταγράφουμε τις τιμές που προκύπτουν στη μνήμη του υπολογιστή. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται δειγματοληψία (ή ψηφιοποίηση).

Αναλογική μετατροπή ηχητικό σήμα V ψηφιακή προβολήπου ονομάζεται μετατροπή αναλογικού σε ψηφιακόή ψηφιοποίηση. Η διαδικασία μιας τέτοιας μετατροπής είναι:

διεξαγωγή μετρήσεων του πλάτους ενός αναλογικού σήματος με ορισμένο χρονικό βήμα - δειγματοληψία,

επακόλουθη καταγραφή των λαμβανόμενων τιμών πλάτους σε αριθμητική μορφή - κβαντοποίηση.

Η διαδικασία δειγματοληψίας χρόνου είναι η διαδικασία λήψης στιγμιαίων τιμών του μετατρεπόμενου αναλογικού σήματος με ένα συγκεκριμένο χρονικό βήμα που ονομάζεται βήμα δειγματοληψίας.

Όσο υψηλότερος είναι ο ρυθμός δειγματοληψίας (δηλαδή ο αριθμός των δειγμάτων ανά δευτερόλεπτο) και όσο περισσότερα bit διατίθενται για κάθε δείγμα, τόσο πιο ακριβής θα αναπαρασταθεί ο ήχος. Αλλά αυτό αυξάνει επίσης το μέγεθος του αρχείου ήχου. Επομένως, ανάλογα με τη φύση του ήχου, τις απαιτήσεις για την ποιότητά του και την ποσότητα της μνήμης που καταλαμβάνεται, επιλέγονται ορισμένες συμβιβαστικές τιμές.

Ο αριθμός των μετρήσεων του μεγέθους του σήματος που λαμβάνονται ανά δευτερόλεπτο ονομάζεται συχνότητα δειγματοληψίας ή συχνότητα δειγματοληψίας ή συχνότητα δειγματοληψίας (από το αγγλικό "sampling"). Προφανώς, όσο μικρότερο είναι το βήμα δειγματοληψίας, τόσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα δειγματοληψίας (δηλαδή, τόσο πιο συχνά καταγράφονται οι τιμές πλάτους) και, επομένως, τόσο πιο ακριβής αναπαράσταση του σήματος παίρνουμε.

Το ανθρώπινο αυτί δεν παρατηρεί τη διαβάθμιση του λαμβανόμενου σήματος. Εδώ μπορούμε να κάνουμε την ακόλουθη αναλογία. Κάθε άνθρωπος έβλεπε ταινίες σε έναν κινηματογράφο και μπροστά στα μάτια του υπήρχε μια συνεχής, ομαλή δράση στην οθόνη: Αλλά στην πραγματικότητα, μια ταινία είναι μια σειρά ακίνητων, διακριτών εικόνων που κυλιούνται με υψηλή ταχύτητα 24 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Δεδομένου ότι τα ανθρώπινα μάτια χαρακτηρίζονται από μια ορισμένη αδράνεια, είναι εύκολο να εξαπατηθούν, κάτι που οι κινηματογραφιστές χρησιμοποιούν με εξαιρετική δεξιοτεχνία. Τα αυτιά μας είναι επίσης κάπως ατελή και μπορούν να εξαπατηθούν με παρόμοιο τρόπο αναπαριστάνοντας ένα συνεχές αναλογικό σήμα ως μια ακολουθία ταχέως μεταβαλλόμενων στιγμιαίων τιμών τάσης. Μόνο που, σε αντίθεση με μια ταινία, η αλλαγή του "ηχητικού πλαισίου" συμβαίνει χιλιάδες φορές πιο γρήγορα. Για την πλήρη κάλυψη των διαβαθμίσεων του σήματος, χρησιμοποιούνται φίλτρα χαμηλής διέλευσης για την εξομάλυνση της κυματομορφής.

Τώρα, για να καταγράψετε κάθε μεμονωμένη τιμή πλάτους, πρέπει να στρογγυλοποιηθεί στο πλησιέστερο επίπεδο κβαντοποίησης. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται κβαντοποίηση πλάτους. Με πιο τυπικούς όρους, η κβαντοποίηση πλάτους είναι η διαδικασία αντικατάστασης των πραγματικών (μετρούμενων) τιμών πλάτους σήματος με τιμές που προσεγγίζονται με κάποια ακρίβεια. Κάθε ένα από τα 2N δυνατά επίπεδα ονομάζεται επίπεδο κβαντισμού και η απόσταση μεταξύ των δύο πλησιέστερων επιπέδων κβαντισμού ονομάζεται βήμα κβαντισμού. Η κβαντοποίηση των τιμών του σήματος εισάγει πρόσθετο θόρυβο στο φάσμα του σήματος, που ονομάζεται θόρυβος κβαντοποίησης ή θόρυβος σύνθλιψης. Ο θόρυβος κβαντοποίησης (σφάλμα) είναι το σήμα που κάνει τη διαφορά μεταξύ του ανακατασκευασμένου ψηφιακού σήματος και του αρχικού σήματος ήχου. Αυτή η διαφορά προκύπτει από τη στρογγυλοποίηση των τιμών του μετρούμενου σήματος. Σε αυτήν την περίπτωση, ισχύει το ακόλουθο μοτίβο: όσο μεγαλύτερο είναι το βάθος bit κβαντοποίησης, τόσο χαμηλότερο είναι το επίπεδο θορύβου κβαντοποίησης (καθώς τόσο μικρότερη είναι η τιμή που απαιτείται για να στρογγυλοποιηθεί κάθε μετρούμενη τιμή σήματος). Η φύση του θορύβου κβαντοποίησης είναι τέτοια που το πλάτος της φασματικής περιοχής στην οποία εκτείνεται είναι ανάλογο με την τιμή της συχνότητας δειγματοληψίας.

Ρύζι. 3 Η διαδικασία ψηφιοποίησης ενός ηχητικού σήματος

Η συσκευή που εκτελεί ψηφιοποίηση ονομάζεται μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό(ADC). Για να αναπαράγετε τον ήχο που κωδικοποιείται με αυτόν τον τρόπο, πρέπει να εκτελέσετε μια αντίστροφη μετατροπή (για αυτή τη χρήση μετατροπέας ψηφιακού σε αναλογικό(DAC) και στη συνέχεια εξομαλύνετε το προκύπτον σήμα βήματος.

Ρύζι. 4 Η διαδικασία κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης ενός ηχητικού κύματος

Η περιγραφόμενη μέθοδος κωδικοποίησης πληροφοριών ήχου είναι αρκετά καθολική και σας επιτρέπει να αναπαραστήσετε οποιονδήποτε ήχο και να τον μετατρέψετε με διάφορους τρόπους.

Στη σύγχρονη εποχή, τα πάντα εξαρτώνται από την υπολογιστική ισχύ του σύγχρονου ψηφιακή τεχνολογία. Καθώς αυξάνεται η ακρίβεια της ψηφιοποίησης, η ταχύτητα της ροής ψηφιακών δεδομένων αυξάνεται ταυτόχρονα, το υπολογιστικό φορτίο στον επεξεργαστή αυξάνεται και απαιτείται αυξημένη ποσότητα μνήμης για την αποθήκευση ψηφιακών αναφορών. Υπάρχουν επίσης σοβαρές κυκλοτεχνικές δυσκολίες. Μαζί με την ταχεία ανάπτυξη τεχνολογία υπολογιστώνΚαθίσταται δυνατή η χρήση υψηλότερων ρυθμών δειγματοληψίας και βάθους bit. Ο ψηφιακός ήχος χρησιμοποιείται ευρέως στη σύγχρονη βιομηχανία ηχογράφησης λόγω της καλής ποιότητας ήχου, της υψηλής προστασίας από θόρυβο και της ευκολίας αποθήκευσης και αρχειοθέτησης υλικού.

Επί του παρόντος, κατά την εγγραφή ήχου σε τεχνολογίες πολυμέσων, χρησιμοποιούνται συχνότητες 8, 11, 22 και 44 kHz. Έτσι, ένας ρυθμός δειγματοληψίας 44 kilohertz σημαίνει ότι ένα δευτερόλεπτο συνεχούς ήχου αντικαθίσταται από ένα σύνολο σαράντα τεσσάρων χιλιάδων μεμονωμένων δειγμάτων σήματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα δειγματοληψίας, τόσο καλύτερη ποιότηταψηφιοποιημένος ήχος.

Όπως σημειώθηκε παραπάνω, κάθε μεμονωμένο δείγμα μπορεί να περιγραφεί από ένα συγκεκριμένο σύνολο αριθμών, οι οποίοι στη συνέχεια μπορούν να αναπαρασταθούν με τη μορφή ορισμένων δυάδικος κώδικας. Η ποιότητα της μετατροπής ήχου σε ψηφιακή μορφή καθορίζεται όχι μόνο από τη συχνότητα δειγματοληψίας, αλλά και από τον αριθμό των bits μνήμης που διατίθενται για την εγγραφή του κώδικα ενός δείγματος. Αυτή η παράμετρος συνήθως ονομάζεται βάθος bit μετατροπής.

Υπάρχουν πολλές μέθοδοι συμπίεσης (μορφές), καθώς και προγράμματα που υλοποιούν αυτές τις μεθόδους. Τα πιο διάσημα είναι τα MPEG-1 Layer I,II,III (το τελευταίο είναι το γνωστό MP3), MPEG-2 AAC (προηγμένη κωδικοποίηση ήχου), Ogg Vorbis, Windows MediaΉχος (WMA), TwinVQ (VQF), MPEGPlus, TAC και άλλα.

Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται συνήθως 8, 16 και 24 bit.

Η κωδικοποίηση ήχου μορφής WAV (από το WAVeform-audio - wave form of audio) βασίζεται στις αρχές που περιγράφονται παραπάνω. Μπορείτε να λάβετε μια εγγραφή ήχου σε αυτήν τη μορφή από μικρόφωνο, συσκευή αναπαραγωγής, μαγνητόφωνο, τηλεόραση και άλλες τυπικές συσκευές ήχου που είναι συνδεδεμένες στον υπολογιστή σας. Ωστόσο, η μορφή WAV απαιτεί πολλή μνήμη. Έτσι, κατά την εγγραφή στερεοφωνικού ήχου με συχνότητα δειγματοληψίας 44 kilohertz και βάθος bit 16 bit - παράμετροι που δίνουν καλής ποιότηταςήχος - ένα λεπτό εγγραφής απαιτεί περίπου δέκα εκατομμύρια byte μνήμης.

Εκτός από τη μορφή κύματος WAV, μια μορφή που ονομάζεται MIDI (Ψηφιακή διεπαφή μουσικών οργάνων) χρησιμοποιείται ευρέως για την εγγραφή ήχου. Στην πραγματικότητα, αυτή η μορφή είναι ένα σύνολο οδηγιών, εντολών του λεγόμενου μουσικού συνθεσάιζερ - μιας συσκευής που μιμείται τον ήχο πραγματικών μουσικών οργάνων. Οι εντολές του συνθεσάιζερ είναι στην πραγματικότητα οδηγίες για το ύψος της νότας, τη διάρκεια του ήχου της, τον τύπο του μουσικού οργάνου που προσομοιώνεται κ.λπ. Έτσι, η ακολουθία των εντολών του συνθεσάιζερ είναι κάτι σαν μια μουσική σημειογραφία μιας μουσικής μελωδίας. Μπορείτε να λάβετε ηχογραφήσεις μόνο σε μορφή MIDI από ειδικά ηλεκτρονικά μουσικά όργανα που υποστηρίζουν τη διεπαφή MIDI. Η μορφή MIDI παρέχει ήχο υψηλής ποιότητας και απαιτεί σημαντικά λιγότερη μνήμη από τη μορφή WAV.

Η πιο κοινή μορφή είναι το MPEG-1 Layer III (το γνωστό MP3). Η μορφή κέρδισε τη δημοτικότητά της εντελώς επάξια - ήταν ο πρώτος ευρέως διαδεδομένος κωδικοποιητής που πέτυχε τόσο υψηλό επίπεδο συμπίεσης με εξαιρετική ποιότητα ήχου. Σήμερα υπάρχουν πολλές εναλλακτικές σε αυτόν τον κωδικοποιητή, αλλά η επιλογή εξαρτάται από τον χρήστη. Τα πλεονεκτήματα του MP3 είναι η ευρεία χρήση και η αρκετά υψηλή ποιότητα κωδικοποίησης,

η οποία αντικειμενικά βελτιώνεται χάρη στην ανάπτυξη διαφόρων κωδικοποιητών MP3 από τους ενθουσιώδεις. Δυνατή εναλλακτικήΚωδικοποιητής MP3 Microsoft Windows Media Audio (αρχεία .WMA και .ASF). Σύμφωνα με διάφορες δοκιμές, αυτός ο κωδικοποιητής εμφανίζεται από "όπως MP3" σε "αισθητά χειρότερος από MP3" σε μεσαίους ρυθμούς bit και "καλύτερος από MP3" σε χαμηλούς ρυθμούς bit.

συμπέρασμα

Σήμερα, μόνο ένα πράγμα είναι απολύτως σαφές - οι ψηφιακές τεχνολογίες βρίσκονται μόνο στην αρχή του ταξιδιού τους και δεν έχουμε ακόμη κατανοήσει τι σημαίνει η ευρεία εφαρμογή τους μαζί με τη σμίκρυνση, την αύξηση της υπολογιστικής ισχύος και της χωρητικότητας μνήμης.

Είναι απολύτως σαφές ότι οι ψηφιακές τεχνολογίες πολύ σύντομα θα κατακτήσουν νέα, που δεν έχουν ακόμη κατακτήσει σύνορα, και ότι δεν υπάρχει διαφυγή από την ευρεία χρήση αυτών των τεχνολογιών. Μπορεί να φοβάστε αυτή τη διαδικασία, αλλά είναι άχρηστο να της αντισταθείτε.

Οι ψηφιακές τεχνολογίες είναι ακόμα πολύ νέες, και μόνο αυτό επιτρέπει στο «ανάλογο» να παραμένει ακόμη στη ζωή. Η αρκετά γρήγορη ανάπτυξη και η συνεχής μείωση του κόστους των ψηφιακών συσκευών δίνει λόγους να ισχυριστεί κανείς ότι πολύ σύντομα η «ψηφιακή» θα εκτοπίσει εντελώς τις αναλογικές μεθόδους εγγραφής και επεξεργασίας πληροφοριών. Φανταστείτε πώς η ανάπτυξη αυτών των τεχνολογιών μπορεί να επηρεάσει τον κόσμο γύρω μας! Όλα αυτά απλώς ενισχύουν την ιδέα ότι το μονοπάτι δεν είναι κοντά και ότι τα πιο ενδιαφέροντα πράγματα δεν έχουν ακόμη δει.

Κατάλογος χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας

1. http://sdo.uspi.ru/mathem&inform/lek8/lek_8.htm

2. kunegin.narod.ru

3. Σεργκέι Αρζουμάνοφ. Τα μυστικά του ήχου κιθάρας, Μόσχα, 2003.

4. Simonovich S.V. και άλλοι. Βασικό μάθημα, "Πέτρος", 2000.

Δημοσιεύτηκε στο Allbest.ru

...

Παρόμοια έγγραφα

Οι επικοινωνίες ως τεχνολογίες μετάδοσης πληροφοριών: ιστορία, χαρακτηριστικά. Γραμμές επικοινωνίας καλωδίων, καλωδίων, αέρα, οπτικών ινών. Ασύρματα, ραδιορελέ, δορυφορικά συστήματα. αλφαριθμητικά μηνύματα. Κινητές επικοινωνίες, Internet τηλεφωνία.

εργασία μαθήματος, προστέθηκε 18/12/2012


Ψηφιακές μέθοδοιμεταφορά πληροφοριών. Σκοποί κωδικοποίησης μηνυμάτων. Ταξινόμηση δυαδικών κωδικών. Αρχές ανίχνευσης και διόρθωσης σφαλμάτων με κωδικούς. Μονάδα αποθήκευσης δεδομένων σε τσιπ K555IR8. Σχηματικό διάγραμμα της μονάδας αποθήκευσης δεδομένων.

περίληψη, προστέθηκε 04/08/2013


Χρήση κωδικοποίησης ανθεκτικής στο θόρυβο σε συστήματα μετάδοσης πληροφοριών. Κατασκευή μπλοκ διαγράμματος μικροελεγκτή οκτώ bit M68HC11. Ανάπτυξη αλγορίθμου κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης πληροφοριών. Σύνδεση εξωτερικών θυρών I/O.

εργασία μαθήματος, προστέθηκε 09/05/2014


Χαρακτηριστικά της επιχείρησης, ιστορία σύστασης και ανάπτυξής της. Εξοικείωση με τα ψηφιακά συστήματα μετάδοσης δεδομένων, το σκεπτικό και τη σημασία τους. Πρακτική άσκηση στο χώρο εργασίας της υπηρεσίας παρακολούθησης, χαρακτηριστικά και αρχές εργασίας ενός ειδικού σε αυτόν τον κλάδο.

έκθεση πρακτικής, προστέθηκε 13/06/2014


Παράμετροι του συστήματος ψηφιακής μετάδοσης πληροφοριών. Διακριτικοποίηση μηνυμάτων κατά χρόνο. Κβαντοποίηση δειγμάτων ανά επίπεδο, κωδικοποίηση και λάθη τους. Σχηματισμός σήμα γραμμής,υπολογισμός φάσματος. Ανάπτυξη μπλοκ διαγράμματος συστήματος μετάδοσης πολλαπλών καναλιών.

εργασία μαθήματος, προστέθηκε 19/04/2012


Ψηφιακά συστήματα επικοινωνίας οπτικών ινών, έννοια, δομή. Βασικές αρχές ενός ψηφιακού συστήματος μετάδοσης δεδομένων. Διεργασίες που συμβαίνουν στις οπτικές ίνες και ο αντίκτυπός τους στην ταχύτητα και το εύρος μετάδοσης πληροφοριών. Έλεγχος PMD.

εργασία μαθήματος, προστέθηκε 28/08/2007


Μοντέλο αλληλεπίδρασης ανοιχτά συστήματα. Πληροφορίες για τα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα. ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑμεταγραφές. Σύστημα συναγερμού SSN7. Ψηφιακό σύστημα μεταγωγής"Μήτρα". Προδιαγραφέςσυστήματα. Ψηφιακά πολυπλεξικά συστήματα για αναλογικές γραμμές.

περίληψη, προστέθηκε 28/03/2009


Ο σκοπός και η έννοια της κωδικοποίησης μηνυμάτων. Ταξινόμηση των διαβιβαζόμενων πληροφοριών. Κωδικοποίηση ανθεκτική στο θόρυβο. Οικονομική κωδικοποίηση - μείωση του όγκου των πληροφοριών και αύξηση της ταχύτητας μετάδοσής τους ή μείωση της ζώνης συχνοτήτων που απαιτείται για τη μετάδοση.

περίληψη, προστέθηκε 02/11/2009


Οι πληροφορίες είναι μια αντανάκλαση της ποικιλομορφίας που είναι εγγενής σε αντικείμενα και φαινόμενα του πραγματικού κόσμου. Έννοια της πληροφορίας. Ιδιότητες της πληροφορίας. Ταξινόμηση πληροφοριών. Έντυπα για την παρουσίαση πληροφοριών. Οι πληροφορίες είναι ένα μέτρο βεβαιότητας σε ένα μήνυμα. Αξιοπιστία πληροφοριών.

δοκιμή, προστέθηκε στις 24/09/2008


Σχέδιο κωδικοποίησης ακουστικών πληροφοριών. Αναλογικές και διακριτές μορφές παρουσίασης πληροφοριών. Προσδιορισμός του αριθμού των επιπέδων έντασης κατά τη διαδικασία κωδικοποίησης ηχητικών πληροφοριών. Ποιότητα δυαδικής κωδικοποίησης ήχου. Υπολογισμός όγκου πληροφοριών.

Βασικοί όροι και έννοιες του ψηφιακού τεχνολογία υπολογιστών.

Εδώ είναι οι όροι και οι έννοιες της τεχνολογίας υπολογιστών που συναντάτε συχνά.

1. Κομμάτι- αυτή είναι μια μονάδα της ποσότητας πληροφοριών μέσω της οποίας διακρίνεται μία από τις δύο εναλλακτικές και εξίσου πιθανές καταστάσεις. Το bit είναι ένα ψηφίο στο δυαδικό σύστημα αριθμών (0 ή 1).

2. Ρυθμός μεταφοράς πληροφοριώνκαθορίζεται από την ποσότητα των πληροφοριών που μεταδίδονται ανά μονάδα χρόνου (συνήθως ανά δευτερόλεπτο), μετρημένη σε baud ( baud- μονάδα τηλεγραφικής ταχύτητας, ίση με τον αριθμό των στοιχειωδών ηλεκτρικών σημάτων που εκπέμπονται ανά δευτερόλεπτο. Ονομάστηκε προς τιμήν του J. Baudot. Jean Maurice Emile Baudot (1845-1903), Γάλλος εφευρέτης. Δημιούργησε το πρώτο πρακτικά χρησιμοποιήσιμο σύστημα πολλαπλής σειριακής τηλεγραφίας - τη συσκευή Baudot - με βάση έναν πενταψήφιο κωδικό (κωδικός Baudot (στην ΕΣΣΔ - MTK-2 - διεθνής τηλεγραφικός κωδικός (περίπου N.V. Pilipenko))) τέθηκε σε λειτουργία το 1877 στη γραμμή Παρίσι-Μπορντό.

3. Οι ψηφιακές υπολογιστικές συσκευές χαρακτηρίζονται από μια διακριτή μορφή αναπαράστασης πληροφοριών ( Διακριτικότητα- από λατ. διακριτικός- διαιρεμένο, διακοπτόμενο για παράδειγμα, εάν μια ποσότητα αλλάζει με την πάροδο του χρόνου, τότε η αλλαγή συμβαίνει σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα.). Οι πληροφορίες που παρουσιάζονται ως μια ακολουθία χαρακτήρων από κάποιο αλφάβητο ονομάζονται συμβολική πληροφορία. Η μορφή παρουσίασης πληροφοριών ονομάζεται κώδικας.

4. Στοιχεία συμβολικής πληροφορίας διακριτών συσκευών ονομάζονται δομικές μονάδες πληροφοριών. Οι ακόλουθες δομικές μονάδες πληροφοριών είναι χαρακτηριστικές ενός υπολογιστή: bit, πεδίο, byte, λέξη, πίνακας και τμήμα.Ένα bit πληροφοριών αντιστοιχεί σε μια δυαδική μεταβλητή με τις τιμές 0 ή 1.

Μια ακολουθία bit που έχει συγκεκριμένη σημασία ονομάζεται πεδίο. Καλείται ένα πεδίο που αποτελείται από 8 bit ψηφιόλεξη. Συνήθως ένα byte αντιπροσωπεύει τον κωδικό ενός χαρακτήρα. Καλείται μια ακολουθία που αποτελείται από έναν αυστηρά καθορισμένο αριθμό bit (bytes) και έχει κάποιο νόημα Σε μία λέξη. Λέξη μηχανής- μια ακολουθία που γίνεται αντιληπτή από μια συσκευή επεξεργασίας δεδομένων ως ενιαίο σύνολο. Μήκος λέξης μηχανής- τον αριθμό των ψηφίων σε μια λέξη. Μια ακολουθία πεδίων, byte ή λέξεων που έχουν την ίδια σημασία μορφές πίνακας. Καλείται μια διατεταγμένη ακολουθία ομαδοποιημένη για ονομασία τμήμα.Ο αριθμός των bit, των byte ή των λέξεων σε μια δομική μονάδα πληροφοριών ονομάζεται μήκος της μονάδας πληροφοριών.

Οι δομικές μονάδες πληροφοριών χρησιμοποιούνται ως μέτρο για τον προσδιορισμό του όγκου των πληροφοριών.

5. Η μέθοδος μετασχηματισμού πληροφοριών, που καθορίζεται χρησιμοποιώντας ένα πεπερασμένο σύστημα κανόνων, ονομάζεται αλγόριθμος. Ακριβέστερα, αλγόριθμος- ένα σύνολο οδηγιών, η εφαρμογή των οποίων οδηγεί στη λύση της εργασίας. Μια ακολουθία ποσοτήτων που ενώνονται με τα σημάδια λειτουργίας ονομάζεται χειριστής, και οι ποσότητες που περιλαμβάνονται στον χειριστή είναι τελεστές. Καλείται μια ομάδα τελεστών που εκτελούνται πολλές φορές σε μία υλοποίηση ενός αλγορίθμου κύκλος.

Οι αλγόριθμοι που εφαρμόζονται από το μηχάνημα αναπαρίστανται γλώσσα μηχανής.

Ο χειριστής της γλώσσας μηχανής καλείται ομάδαή, πιο συγκεκριμένα, μια εντολή εντολής γραμμένη στους κωδικούς ενός υπολογιστή. Καλείται ένας αλγόριθμος γραμμένος σε συμμόρφωση με όλους τους εγγενείς περιορισμούς σε έναν υπολογιστή πρόγραμμα.

6. Όλες οι βασικές διαδικασίες επεξεργασίας πληροφοριών λαμβάνουν χώρα στην κεντρική συσκευή ελέγχου και στην αριθμητική συσκευή. Αυτές οι συσκευές ονομάζονται επεξεργαστή. Υπολογιστής προσανατολισμένος στη λύση περιορισμένος κύκλοςκαθήκοντα ονομάζεται ειδικευμένος. Ο περιορισμένος όγκος πληροφοριών σε bit, bytes ή λέξεις που τοποθετούνται στη μνήμη του υπολογιστή ονομάζεται ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑ ΜΝΗΜΗΣ.

7. Αξιοπιστία- την ικανότητα ενός υπολογιστή να εκτελεί τις λειτουργίες που του έχουν ανατεθεί μέσα σε μια δεδομένη χρονική περίοδο.

8. Αξιολογείται η απόδοση του υπολογιστή αριθμός λειτουργιώνεκτελείται από το μηχάνημα σε 1 δευτερόλεπτο. Η λίστα των λειτουργιών του μηχανήματος είναι αρκετά διαφορετική και κάθε λειτουργία χαρακτηρίζεται από τον δικό της χρόνο εκτέλεσης.

Η μέση ταχύτητα ενός υπολογιστή χαρακτηρίζεται από την τιμή:

Οπου Π Εγώ - ποσοστό συναλλαγών Εγώ -ο τύπος, που εκτελείται από το μηχάνημα κατά τη διαδικασία υλοποίησης αλγορίθμων. Τ Εγώ - μέσος χρόνος για την ολοκλήρωση των εργασιών Εγώ -ο τύπος.

Αξίες Π Εγώ εξαρτώνται από την κατηγορία αλγορίθμων για τους οποίους υπολογίζεται η μέση απόδοση. Χρόνος εκτέλεσης λειτουργίας Τ Εγώ συνδέεται με τις αρχές κατασκευής κυκλωμάτων μηχανών και καθορίζεται κυρίως από την ποσότητα του εξοπλισμού υπολογιστών.

9. Παραγωγικότητα υπολογιστή - αξιολογείται από τον αριθμό των εργασιών που επιλύθηκαν στο μηχάνημα για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα. Ο χρόνος που απαιτείται για την επίλυση ενός προβλήματος καθορίζεται από τον αριθμό των λειτουργιών που εκτελούνται από το μηχάνημα και εξαρτάται από τους πόρους λειτουργίας του υπολογιστή και τη χωρητικότητα της μνήμης.

10. Οι υπολογιστές χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση υπολογισμών και τον έλεγχο πραγματικών αντικειμένων (συστημάτων).

Οι εργασίες που σχετίζονται με την εκτέλεση υπολογισμών συνήθως χωρίζονται σε τις ακόλουθες ομάδες: ΕΝΑ)επιστημονική και μηχανική υπολογιστική? σι)εμπορικές εργασίες (επεξεργασία δεδομένων). V)μη ψηφιακές εργασίες. Ένα παράδειγμα μη ψηφιακής εργασίας είναι η διαδικασία μετάφρασης της μετάφρασης ενός αλγορίθμου από μια συγκεκριμένη γλώσσα σε γλώσσα μηχανής, καθώς και προβλήματα επεξεργασίας κειμένου, μαθηματικής γλωσσολογίας κ.λπ.

Είναι σύνηθες να γίνεται διάκριση μεταξύ συστημάτων ελέγχου για πραγματικά αντικείμενα και συστημάτων πληροφοριών και ελέγχου. Κατά τον έλεγχο πραγματικών αντικειμένων, ο υπολογιστής περιλαμβάνεται στον βρόχο ελέγχου και καλείται ψηφιακό μηχάνημα ελέγχου . Ο τρόπος λειτουργίας ενός υπολογιστή που χαρακτηρίζεται από την παρουσία περιορισμών στο χρόνο που απαιτείται για την επίλυση προβλημάτων ονομάζεται κλίμακα σε πραγματικό χρόνο . Οι συνθήκες λειτουργίας σε πραγματικό χρόνο και η συγκεκριμένη διεπαφή του μηχανήματος με τον πραγματικό εξοπλισμό επηρεάζουν σημαντικά τους λειτουργικούς πόρους και τον σχεδιασμό του μηχανήματος.

Τα συστήματα διαχείρισης πληροφοριών χρησιμοποιούνται ως αυτοματοποιημένα συστήματαδιαχείριση παραγωγής, αυτοματοποιημένα συστήματα επικοινωνίας, αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου για στρατεύματα κ.λπ. Σε αυτά τα συστήματα, οι υπολογιστές χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία ροών πληροφοριών που προέρχονται από εξωτερικές συσκευές (συνδρομητές).

11. Κριτήριο απόδοσης - αυτός είναι ένας γενικός δείκτης που χαρακτηρίζει τη συμμόρφωση ενός υπολογιστή με τον προορισμό του.

Κόστος λειτουργίας μηχανήματος

q=S(t)/N(t) [νόμισμα/συναλλαγή].

S(t) - κόστος απόσβεσης και λειτουργίας υπολογιστών διαχρονικά Τ , εκφρασμένο σε νομισματικές μονάδες. N(t) - τον αριθμό των αποτελεσματικών λειτουργιών που πραγματοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.

Το κόστος της λειτουργίας είναι χαμηλότερο, όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα του υπολογιστή. Η μέγιστη απόδοση επιτυγχάνεται μέσω της πιο ορθολογικής χρήσης του εξοπλισμού υπολογιστών.

12. Τρόποι λειτουργίας υπολογιστή:

ΕΝΑ)ενιαίο πρόγραμμα . Σε αυτήν τη λειτουργία, μόνο μία συσκευή υπολογιστή λειτουργεί κάθε δεδομένη στιγμή, ενώ οι υπόλοιπες είναι σε αδράνεια, περιμένοντας το τέλος της ενέργειας που ξεκίνησε. Αυτός ο τρόπος λειτουργίας του υπολογιστή χαρακτηρίζεται από χαμηλό ποσοστό χρήσης του εξοπλισμού υπολογιστών, η αξία του οποίου εξαρτάται από την ταχύτητα του επεξεργαστή.

σι)πολυπρόγραμμα . Σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας, πολλά προγράμματα αποθηκεύονται στη μνήμη του υπολογιστή και η εκτέλεση ενός προγράμματος μπορεί να διακοπεί για να προχωρήσουμε στην εκτέλεση ενός άλλου προγράμματος και στη συνέχεια να επιστρέψουμε στο πρόγραμμα που έχει διακοπεί. Για τη διανομή πόρων σε έναν υπολογιστή πολλαπλών προγραμμάτων, χρησιμοποιείται ένα σύνολο βοηθητικών προγραμμάτων, που ονομάζεται Επόπτης . Τέτοιοι υπολογιστές ονομάζονται συστήματα πολλαπλών προγραμμάτων ;

V)τρόπος επεξεργασία παρτίδωνδεδομένα χρησιμοποιείται για την αποτελεσματικότερη φόρτωση ενός υπολογιστή που λειτουργεί σε λειτουργία πολλαπλών προγραμμάτων. Το φορτίο εξοπλισμού στο σύστημα θα είναι μεγαλύτερο, όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος της συσκευασίας. Η λειτουργία μαζικής επεξεργασίας συνιστάται μόνο για την επίλυση προβλημάτων χρησιμοποιώντας καθιερωμένα και καλά διορθωμένα προγράμματα.

ΣΟΛ)Η ανάγκη για γρήγορη επικοινωνία μεταξύ χρήστη και μηχανής οδήγησε στην ανάπτυξη συστήματα κοινής χρήσης χρόνου . Η βάση του συστήματος είναι ένας υπολογιστής πολλαπλών προγραμμάτων, ο οποίος είναι εξοπλισμένος με ένα επιπλέον σύνολο εξωτερικών συσκευών - τερματικών. Τερματικό - συσκευή εισόδου-εξόδου σχεδιασμένη να εξυπηρετεί ένα άτομο, λύτης προβλημάτωνσε υπολογιστή. Το σύστημα παρέχει σε κάθε ενεργό τερματικό ένα χρονικό διάστημα ίσο με δευτερόλεπτα ή κλάσματα του δευτερολέπτου.

Σε περίπτωση που οι χρήστες δεν φορτώσουν πλήρως τον υπολογιστή, το σύστημα παρέχει τη δυνατότητα επίλυσης προβλημάτων στη λειτουργία επεξεργασίας δεδομένων παρτίδας.

Ορολογία που χρησιμοποιείται από χρήστες υπολογιστών.

Απόλυτη διεύθυνση . Το τμήμα διεύθυνσης της εντολής, το οποίο καθορίζει την πραγματική διεύθυνση της λέξης στη μνήμη.

Αυτόματος κωδικός . Μια γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιεί συμβολικές διευθύνσεις και μνημονικές οδηγίες ( βελτίωση της μνήμης - Ελληνικά μνημονική - η τέχνη της απομνημόνευσης. ένα σύνολο τεχνικών και μεθόδων που διευκολύνουν την απομνημόνευση και αυξάνουν τη χωρητικότητα της μνήμης μέσω του σχηματισμού τεχνητών συσχετισμών.).

Σχεδιασμός με τη βοήθεια υπολογιστή . Υλοποίηση διαδικασιών σχεδιασμού με χρήση αυτόματων εργαλείων.

Διεύθυνση . Ένας αριθμός ή άλλη ένδειξη που προσδιορίζει μια θέση στη μνήμη ή σε άλλη πηγή δεδομένων ενός υπολογιστή.

Διεύθυνση οδηγιών . Διεύθυνση της θέσης μνήμης όπου είναι αποθηκευμένη η λέξη της εντολής.

Τμήμα διεύθυνσης . Μέρος μιας εντολής που καθορίζει μια διεύθυνση εν όλω ή εν μέρει.

Αλγόριθμος . Μια ακριβής συνταγή που καθορίζει την υπολογιστική διαδικασία που οδηγεί από την ποικιλία των αρχικών δεδομένων στο επιθυμητό αποτέλεσμα.

Αλφάβητο . Μια πεπερασμένη ακολουθία χαρακτήρων που χρησιμοποιούνται σε ένα σύστημα αλγορίθμων ή γλώσσα μηχανής.

Αριθμητική πράξη . Μια πράξη στην οποία οι τελεστές και το αποτέλεσμα είναι αριθμοί.

Βιβλιοθήκη προγράμματος . Μια οργανωμένη συλλογή αποδεδειγμένων προγραμμάτων κοινής χρήσης.

Γράμμα. Ένας από τους χαρακτήρες του αλφαβήτου.

Αλφαριθμητικός κωδικός . Ένας κωδικός του οποίου το σύνολο χαρακτήρων περιέχει γράμματα και αριθμούς.

Κωδικός γράμματος . Ένας κωδικός του οποίου το σύνολο χαρακτήρων περιέχει μόνο γράμματα.

Είσοδος στοιχείου . Το σημείο στο οποίο συμβαίνει η άμεση πρόσκρουση εξωτερικό σήμαανά στοιχείο.

Έξοδος στοιχείου . Το σημείο στο οποίο εμφανίζεται η απαραίτητη απόκριση ενός στοιχείου σε εξωτερικά σήματα.

Δυαδικό σύστημα αριθμών . Αριθμητικό σύστημα με βάση δύο (2).

Δυάδικος αριθμός . Ένας αριθμός που αναπαρίσταται στο δυαδικό σύστημα αριθμών.

Αποκρυπτογράφηση . Μετατροπή κωδικοποιημένων δεδομένων στην αρχική τους μορφή.

Σύστημα δεκαδικών αριθμών . Αριθμητικό σύστημα με βάση το δέκα (10).

Δεκαδικός αριθμός . Ένας αριθμός που αναπαρίσταται στο σύστημα δεκαδικών αριθμών.

Διαγνωστικό πρόγραμμα . Ένα πρόγραμμα σχεδιασμένο να εντοπίζει ή να εξηγεί τόσο σφάλματα υλικού όσο και σφάλματα λογισμικού.

Μήκος λέξης . Ο αριθμός των ψηφίων σε μια λέξη (μηχανή).

Ζώνη μνήμης . Μια τοποθεσία σε μια συσκευή αποθήκευσης που έχει σχεδιαστεί για να αποθηκεύει μια ομάδα λέξεων μηχανής.

Αναγνωριστικό . Ακολουθία γραμμάτων και αριθμών.

Αναγνωριστικό σήματος . Το όνομα του σήματος σε συντομογραφία ή συμβολική μορφή χρησιμοποιώντας τις συμβάσεις που υιοθετήθηκαν κατά την ανάπτυξη του προϊόντος.

Οδηγίες . Ένα σύνολο χαρακτήρων που ορίζει μέρος ή το σύνολο μιας λειτουργίας ή τμήματος μιας διεργασίας.

Διερμηνέας . Ένα πρόγραμμα που εκτελεί ένα άλλο πρόγραμμα μεταφράζοντας κάθε εντολή στη γλώσσα εισόδου σε μια ακολουθία εντολών μηχανής.

Διεπαφή I/O . Ενοποιημένα μέσα διασύνδεσης και διαχείρισης διαφόρων συσκευών περιφερειακού εξοπλισμού.

Διασύνδεση ισχύος . Ένα σύνολο ηλεκτρικών γραμμών, ηλεκτρικών σημάτων και μηχανικών μέσων που επιτρέπουν τη διασύνδεση των λειτουργικών μερών ενός συστήματος τροφοδοσίας για την παροχή ρεύματος σε μια συσκευή.

Κανάλι . Μια συσκευή που χρησιμοποιείται για την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ του επεξεργαστή και του περιφερειακού εξοπλισμού.

Κώδικας . Ένα συμφωνημένο σύνολο σαφών κανόνων που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο τα δεδομένα μπορούν να αναπαρασταθούν με χαρακτήρες από ένα σύνολο χαρακτήρων.

Κωδικός οδηγιών υπολογιστή . Κώδικας που χρησιμοποιείται για την αναπαράσταση εντολών υπολογιστή στη γλώσσα μηχανής.

Κωδικός λειτουργίας . Κώδικας που χρησιμοποιείται για να αναπαραστήσει τις λειτουργίες ενός υπολογιστή.

Κωδικοποίηση . Μετατρέψτε τα δεδομένα εφαρμόζοντας κώδικα.

Ομάδα . Μια οδηγία γραμμένη σε κωδικούς υπολογιστή.

Μεταγλωττιστής . Ένα πρόγραμμα σχεδιασμένο να μετατρέπει προγράμματα που αναπαρίστανται σε μια γλώσσα σε ισοδύναμα προγράμματα που αντιπροσωπεύονται σε γλώσσα μηχανής ή σε γλώσσα παρόμοια με αυτήν.

Η εποικοδομητική διεύθυνση είναι ελλιπής . Μέρος της πλήρους διεύθυνσης σχεδιασμού, που δεν διαθέτει στοιχεία επικοινωνίας και ενδέχεται να μην υπάρχουν πληροφορίες σχετικά με τα στοιχεία ηλεκτρικής σύνδεσης.

Η εποικοδομητική διεύθυνση είναι ελλιπής, συντομευμένη . Μέρος μιας συντομευμένης διεύθυνσης σχεδίασης που δεν διαθέτει στοιχεία επικοινωνίας και ενδέχεται να μην υπάρχουν πληροφορίες ηλεκτρικής σύνδεσης.

Πλήρης διεύθυνση κατασκευής . Μια εγγραφή που καθορίζει τη θέση του διευθυνσιοδοτήσιμου επιπέδου και τη σχετική επαφή για ηλεκτρική σύνδεση σε μια συσκευή ή ένα μοντέλο υπολογιστή.

Εποικοδομητική διεύθυνση συντομογραφία . Μια εγγραφή μιας πλήρους διεύθυνσης σχεδιασμού, στην οποία το τμήμα της διεύθυνσης κοινό για το ειδικά θεωρούμενο σύνολο διευθυνσιοδοτούμενων επιπέδων της ίδιας σειράς δεν συνοδεύει κάθε διεύθυνση, αλλά εκχωρείται με τη μορφή κεφαλίδας, για την οποία πρέπει να στέλνονται κατάλληλα μηνύματα γίνεται στην τεκμηρίωση σχεδιασμού.

Έμμεση διεύθυνση . Το τμήμα διεύθυνσης της εντολής, το οποίο καθορίζει τη θέση μνήμης όπου βρίσκεται η απαιτούμενη διεύθυνση.

Λογική λειτουργία . Μια πράξη στην οποία οι τελεστές καταλήγουν σε μονοψήφια.

Λογικός σχεδιασμός . Το στάδιο σχεδιασμού στο οποίο υλοποιείται ο αλγόριθμος για την εκτέλεση λειτουργιών με τη μορφή λειτουργικών διαγραμμάτων.

Σημάδι . Ένας χαρακτήρας που χρησιμοποιείται για να υποδείξει την αρχή ή το τέλος κάποιου συνόλου δεδομένων.

Μάσκα . Μια λέξη μηχανής που χρησιμοποιείται για την εξαγωγή τμημάτων άλλων λέξεων μηχανής.

Πρίπλασμα . Η αναπαράσταση ορισμένων ιδιοτήτων της συμπεριφοράς ενός συστήματος μέσω των ενεργειών ενός άλλου, για παράδειγμα, η αναπαράσταση ενός φυσικού φαινομένου από τις ενέργειες των υπολογιστών.

Προσομοιωτής . Ένας διερμηνέας ικανός να εκτελέσει ένα πρόγραμμα γραμμένο για έναν υπολογιστή σε έναν άλλο υπολογιστή.

Τροποποίηση διεύθυνσης . Μια τροποποίηση στην οποία αλλάζει μόνο το τμήμα διεύθυνσης της εντολής.

Μονάδα μνήμης . Ένα μέρος της μνήμης που αποτελείται από έναν ορισμένο αριθμό κελιών και έχει ένα ημιτελές σχέδιο.

Multiplex κανάλι . Ένα κανάλι στο οποίο η επικοινωνία με διαφορετικούς συνδρομητές πραγματοποιείται ταυτόχρονα σε μια λειτουργία χρονομερισμού.

Πολυεπεξεργαστής . Ένα αυτόματο σύστημα επεξεργασίας δεδομένων που εκτελεί εναλλάξ εντολές που ανήκουν σε διαφορετικές ακολουθίες και περισσότερες από μία εντολές μπορούν να εκτελεστούν σε ένα μόνο βήμα.

Μηδέν (μηχανή) . Μια ακολουθία χαρακτήρων που γίνεται αντιληπτός από έναν υπολογιστή ως μηδέν.

Δείγμα (μοντέλο) υπολογιστή . Ένα σύνολο συσκευών λειτουργικά διασυνδεδεμένων σε έναν συμβατό υπολογιστή, που αναπτύχθηκε σύμφωνα με ενιαίες τεχνικές απαιτήσεις.

Χειριστής (γλώσσα) . Μονάδα δράσης στη γλώσσα.

λειτουργικό σύστημα . Μέρος λογισμικό, σχεδιασμένο για τον προγραμματισμό και την οργάνωση της διαδικασίας επεξεργασίας, τη διαχείριση εισροών-εκροών και δεδομένων, την κατανομή πόρων, την προετοιμασία και τον εντοπισμό σφαλμάτων προγραμμάτων και άλλες λειτουργίες βοηθητικών υπηρεσιών.

Λειτουργία . Μια ενέργεια που καθορίζεται από μια οδηγία υπολογιστή για την επεξεργασία δεδομένων.

Σχετική διεύθυνση . Μια διεύθυνση, η οποία είναι ο αριθμός μιας λέξης σε κάποια σειρά λέξεων.

Πληρωμή . Ένα μέσο δομικού και ηλεκτρικού συνδυασμού ολοκληρωμένων κυκλωμάτων σε μια επίπεδη μονάδα υψηλότερου επιπέδου.

Σύστημα θέσεων αριθμών . Ένα αριθμητικό σύστημα στο οποίο η σημασία κάθε ψηφίου καθορίζεται από τη θέση του στην ακολουθία των ψηφίων που απαρτίζουν τον αριθμό.

Πρόγραμμα . Ένας αλγόριθμος για την επίλυση ενός προβλήματος που καθορίζεται σε κάποια επίσημη γλώσσα.

Προγραμματισμός . Κατάρτιση του προγράμματος. Ο προγραμματισμός μπορεί επίσης να περιλαμβάνει: την ανάλυση ενός προβλήματος, τη σύνταξη ενός διαγράμματος αλγορίθμου, την προετοιμασία, τη δοκιμή και τη σύνταξη υπορουτινών, τον προσδιορισμό των μορφών δεδομένων εισόδου και εξόδου.

Λογισμικό . Ένα σύνολο μεθόδων που σας επιτρέπουν να ελέγχετε μια συσκευή επεξεργασίας δεδομένων.

Σχεδιασμός λογισμικού συστήματος . Το στάδιο σχεδιασμού στο οποίο μέρος της επίσημης περιγραφής του συστήματος υλοποιείται ως πρόγραμμα.

Απαλλάσσω . Κάθε μία από τις θέσεις μέσα σε μια λέξη που μπορεί να καταληφθεί από ένα σημάδι.

Επιλογέας καναλιού . Ένα κανάλι που λειτουργεί μόνο σε αποκλειστική λειτουργία.

Σύμβολο . Ένα από τα πολλά σύμβολα που χρησιμοποιούνται για συμβολική αναπαράσταση αντικειμένων.

Συμβολική διεύθυνση . Μια διεύθυνση που επιλέγεται από την άποψη της ευκολίας προγραμματισμού.

Αυτόματο σύστημα τεκμηρίωσης . Ένα σύνολο τεχνικού λογισμικού και ρυθμιστικών (οργανωτικών) εργαλείων που έχουν σχεδιαστεί για την αυτοματοποίηση της λογιστικής, αποθήκευσης, τροποποίησης και κυκλοφορίας της τεκμηρίωσης.

Σημειογραφία . Ένα σύνολο μεθόδων για τη γραφή αριθμών.

Μηχανική Συστημάτων . Το στάδιο σχεδιασμού στο οποίο αναπτύσσεται η ιδέα του συστήματος.

Word (μηχανή) . Μια ακολουθία που γίνεται αντιληπτή από μια συσκευή επεξεργασίας δεδομένων ως μια ενιαία μονάδα.

Συλλαβή . Μια ομάδα χαρακτήρων που αντιπροσωπεύουν μέρος μιας λέξης μηχανής.

Δομικός Σχεδιασμός . Το στάδιο σχεδιασμού στο οποίο επιλέγονται λύσεις κυκλώματος και σχεδιασμού σε δομικό επίπεδο.

Δομικός αλγόριθμος . Μια επίσημη περιγραφή της λειτουργίας κάποιας δομής.

Επόπτης . Ένα πρόγραμμα σχεδιασμένο να οργανώνει και να ελέγχει τη λειτουργία ενός υπολογιστή.

Διάγραμμα αλγορίθμου . Μια αναπαράσταση ενός προγράμματος, μιας διαδικασίας ή μιας λειτουργίας συστήματος, που αναπαρίσταται σε συμβατικές γραφικές αναπαραστάσεις.

Αλγόριθμος κυκλώματος . Επίσημη περιγραφή της λειτουργίας του κυκλώματος.

Δοκιμή . Ένα διατεταγμένο σύνολο ενεργειών εισαγωγής που επιτρέπει σε κάποιον να εντοπίσει ή να προσδιορίσει ένα σφάλμα.

Διαγνωστικό τεστ . Μια δοκιμή για τον προσδιορισμό της φύσης και της θέσης της δυσλειτουργίας.

Έλεγχος δοκιμής . Ένα τεστ για την ανίχνευση δυσλειτουργίας.

Δοκιμαστικό σετ . Ένα σύνολο ταυτόχρονων επιρροών εισόδου που αποτελεί μέρος μιας δοκιμής.

Τεχνικά μέσα . Φυσικές συσκευές ενός υπολογιστή.

Τεχνικός σχεδιασμός . Στάδιο σχεδιασμού (οι αρχικές πληροφορίες για το οποίο είναι μια επίσημη περιγραφή λογική δομήκαι δομικά και τεχνικά χαρακτηριστικά του σχεδιαζόμενου προϊόντος), προβλέποντας την έκδοση σχεδιαστικής, επιχειρησιακής και τεχνολογικής τεκμηρίωσης.

Μεταφράστης . Ένα πρόγραμμα για τη μετάφραση προγραμμάτων από μια γλώσσα σε μια άλλη.

Ανίχνευση σύνδεσης . Η διαδικασία λήψης γεωμετρικών διαμορφώσεων ηλεκτρικών συνδέσεων.

Κόμπος . Ένα σύνολο λειτουργικά διασυνδεδεμένων στοιχείων.

Δομική μονάδα . Μια μονάδα συναρμολόγησης που είναι ένα δομικά πλήρες προϊόν.

Επίπεδο προσομοίωσης . Το επίπεδο λεπτομέρειας στην περιγραφή του μοντελοποιημένου αντικειμένου.

Συσκευή . Μια μονάδα συναρμολόγησης που είναι ένα ολοκληρωμένο προϊόν λειτουργικά και δομικά και έχει ανεξάρτητο λειτουργικό σκοπό.

Αρχείο . Μια συλλογή (σύνολο) δεδομένων που ενώνεται με ένα κοινό χαρακτηριστικό.

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ . Το κύριο μέρος του υπολογιστή (αριθμητική μονάδα, μονάδα ελέγχου και ΕΜΒΟΛΟ) χωρίς εξωτερικό εξοπλισμό.

Αριθμός . Ένας μεμονωμένος χαρακτήρας που αντιπροσωπεύει έναν ακέραιο.

Ψηφιακός κώδικας . Ένας κωδικός του οποίου το σύνολο χαρακτήρων περιέχει μόνο αριθμούς.

Στοιχείο . Συμβατική μονάδα, που χρησιμοποιείται κατά το σχεδιασμό μιας υπολογιστικής συσκευής, έχει μια ανεξάρτητη γραφική εικόνα και εκτελεί μία ή περισσότερες λειτουργίες από έναν ορισμένο αριθμό εξωτερικών σημάτων.

Γλώσσα προγραμματισμού . Μια γλώσσα που χρησιμοποιείται από έναν προγραμματιστή για την αναπαράσταση προγραμμάτων.

Γλώσσα σχεδίασης . Γλώσσα για την παρουσίαση πληροφοριών πηγής για το σχεδιασμό.

Βιβλιογραφία.

1. Mayorov S.A., Krutovskikh S.A., Smirnov A.A. Ηλεκτρονικοί υπολογιστές (οδηγός σχεδίασης). Εκδ. S.A. Mayorova. - Μ.: Σοβ. ραδιόφωνο, 1975. - σσ. 9-15.

2. Σοβιετικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό/Επιστημονική Συντακτική Επιτροπή: A.M. Prokhorov (πρ.). - Μ.: " Σοβιετική εγκυκλοπαίδεια", 1981. - Σελ. 152.

3. στο ίδιο μέρος, - Σ. 400.

Όλο και περισσότεροι άνθρωποι σήμερα χρησιμοποιούν ψηφιακές τεχνολογίες, επειδή έχουν σχεδιαστεί για ευκολότερη και ταχύτερη μεταφορά δεδομένων. Αυτό κάνει τις αναλογικές τεχνολογίες να μην ευνοούνται. Ωστόσο, όσοι σχεδιάζουν να ανακατασκευάσουν τα συστήματά τους και θέλουν να χρησιμοποιούν μόνο ψηφιακές τεχνολογίες πρέπει να λάβουν υπόψη το γεγονός ότι και οι δύο τεχνολογίες έχουν τα πλεονεκτήματά τους και, φυσικά, τα μειονεκτήματά τους.

Υπάρχουν τομείς στους οποίους η χρήση ψηφιακής τεχνολογίας είναι απαραίτητη, για παράδειγμα, η ψηφιακή εγγραφή βίντεο. Φυσικά, θα είναι ευκολότερο να διαχειριστείτε τις εικόνες που έχουν εγγραφεί σε σκληρό δίσκο, καθώς είναι πιο συμπαγείς και διευκολύνουν την πρόσβαση σε όλες τις πληροφορίες. Προκειμένου να δημιουργηθούν καινοτόμα άνετα μητρώα βίντεο, μεγάλες εταιρείες, που κατασκευάζουν ψηφιακό εξοπλισμόεπενδύσει πολλά.

Ψηφιακές τεχνολογίες σήμερα

Τι είναι οι ψηφιακές τεχνολογίες και τι μπορούν να δώσουν στους ανθρώπους;Πρώτα απ 'όλα, αυτή είναι η δυνατότητα απεριόριστης πρόσβασης σε μεγάλο όγκο ποικίλων πληροφοριών. Οποιοσδήποτε χρήστης του Διαδικτύου μπορεί να βρει κυριολεκτικά οποιαδήποτε είδηση ​​ή απαραίτητες πληροφορίες. Για παράδειγμα, εάν χρειάζεστε βοήθεια, χρησιμοποιώντας την ψηφιακή τεχνολογία μπορείτε να τη βρείτε, ακόμα κι αν χρειάζεστε καθαρισμό αποχέτευσης, τότε μπορείτε να βρείτε την υπηρεσία μεταβαίνοντας στον ιστότοπο http://zasor.com.ua/. Αυτή η ευκαιρία έχει μεγάλο αντίκτυπο στις πηγές πληροφόρησης, αλλά πρέπει να σημειωθεί ότι τα παραδοσιακά μέσα ενημέρωσης δεν χάνουν τις θέσεις τους. Ωστόσο, όλοι οι τύποι μέσων χρησιμοποιούν εδώ και καιρό προηγμένες εξελίξεις.

Τεχνολογίες IP

ΣΕ αυτή τη στιγμήΟι τεχνολογίες IP αναπτύσσονται πολύ γρήγορα και ενεργά και είναι αυτές που παρέχουν πρόσβαση υψηλής ταχύτητας σε . Έτσι, μπορούμε να πούμε ότι το μέλλον των μέσων ενημέρωσης φαίνεται να είναι ένας πόρος του Διαδικτύου. Οι τεχνολογίες του Διαδικτύου έχουν μπει στη ζωή με αυτοπεποίθηση σήμερα. Όλοι εξελίσσονται και προχωρούν. Τα δίκτυα που λειτουργούν με βάση το Πρωτόκολλο Διαδικτύου είναι μια εξαιρετική λύση που επιτρέπει στους χρήστες να παρακολουθούν τη δραστηριότητα διαφόρων τοποθεσιών. Αυτό μπορεί να ωφελήσει ιδιαίτερα μια εταιρεία που διαθέτει δίκτυο γραφείων σε όλο τον κόσμο. Εάν χρησιμοποιείτε ταυτόχρονα ψηφιακές και αναλογικές τεχνολογίες, θα είναι δυνατό να βελτιωθεί η ποιότητα της λειτουργίας του υπάρχοντος εξοπλισμού.

1. Διάλεξη: Βασικές έννοιες της ψηφιακής ηλεκτρονικής

Η διάλεξη καλύπτει βασικούς όρους ψηφιακά ηλεκτρονικά, για τα ψηφιακά σήματα, για τα επίπεδα αναπαράστασης των ψηφιακών συσκευών, για τις ηλεκτρικές και χρονικές παραμέτρους τους.

Αναλογικό ή ψηφιακό; Αρχικά, ας δώσουμε μερικούς βασικούς ορισμούς. Σήμα είναι κάθε φυσικό μέγεθος (για παράδειγμα, θερμοκρασία, πίεση αέρα, ένταση φωτός, ρεύμα κ.λπ.) που αλλάζει με την πάροδο του χρόνου. Χάρη σε αυτήν την αλλαγή, το σήμα μπορεί να μεταφέρει κάποιες πληροφορίες. Ηλεκτρικό σήμα είναι ένα ηλεκτρικό μέγεθος (για παράδειγμα, τάση, ρεύμα, ισχύς) που αλλάζει με την πάροδο του χρόνου. Όλα τα ηλεκτρονικά λειτουργούν κυρίως με ηλεκτρικά σήματα, αν και τα φωτεινά σήματα, τα οποία αντιπροσωπεύουν χρονικά μεταβαλλόμενη ένταση φωτός, χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο. Αναλογικό σήμα - αυτό είναι ένα σήμα που μπορεί να λάβει οποιαδήποτε τιμή εντός ορισμένων ορίων (για παράδειγμα, η τάση μπορεί να αλλάξει ομαλά από μηδέν σε δέκα βολτ). Οι συσκευές που λειτουργούν μόνο με αναλογικά σήματα ονομάζονται αναλογικές συσκευές. Το όνομα "αναλογικό" υποδηλώνει ότι το σήμα αλλάζει με τον ίδιο τρόπο όπως ένα φυσικό μέγεθος, δηλαδή συνεχώς. Ψηφιακό σήμα - αυτό είναι ένα σήμα που μπορεί να λάβει μόνο δύο (μερικές φορές τρεις) τιμές και επιτρέπονται ορισμένες αποκλίσεις από αυτές τις τιμές (Εικ. 1.1). Για παράδειγμα, η τάση μπορεί να πάρει δύο τιμές: από 0 έως 0,5 V (μηδενικό επίπεδο) ή από 2,5 έως 5 V (στάθμη μονάδας). Οι συσκευές που λειτουργούν αποκλειστικά με ψηφιακά σήματα ονομάζονται ψηφιακές συσκευές. Ρύζι. 1.1.Ηλεκτρικά σήματα: αναλογικά (αριστερά) και ψηφιακά (δεξιά) Μπορούμε να πούμε ότι στη φύση σχεδόν όλα τα σήματα είναι αναλογικά, δηλαδή αλλάζουν συνεχώς μέσα σε κάποια όρια. Αυτός είναι ο λόγος που οι πρώτες ηλεκτρονικές συσκευές ήταν αναλογικές. Μετέτρεψαν τα φυσικά μεγέθη σε τάση ή ρεύμα ανάλογο με αυτά, έκαναν κάποιες πράξεις σε αυτά και μετά έκαναν αντίστροφες μετατροπές σε φυσικά μεγέθη. Για παράδειγμα, η φωνή ενός ατόμου (δονήσεις αέρα) μετατρέπεται σε ηλεκτρικούς κραδασμούς χρησιμοποιώντας ένα μικρόφωνο, στη συνέχεια αυτά τα ηλεκτρικά σήματα ενισχύονται από έναν ηλεκτρονικό ενισχυτή και, χρησιμοποιώντας ένα ακουστικό σύστημα, μετατρέπονται και πάλι σε δονήσεις αέρα - σε ισχυρότερο ήχο. Όλες οι λειτουργίες που εκτελούνται από ηλεκτρονικές συσκευές σε σήματα μπορούν να χωριστούν σε τρεις μεγάλες ομάδες: επεξεργασία (ή μετατροπή)· αναμετάδοση; αποθήκευση. Στην περίπτωση των αναλογικών σημάτων, όλα αυτά υποβαθμίζουν σημαντικά το χρήσιμο σήμα, αφού επιτρέπονται όλες οι τιμές του (Εικ. 1.2). Επομένως, κάθε μετατροπή, κάθε ενδιάμεση αποθήκευση, κάθε μετάδοση μέσω καλωδίου ή μέσω αέρα υποβαθμίζει το αναλογικό σήμα, μερικές φορές ακόμη και στο σημείο της πλήρους καταστροφής του. Πρέπει επίσης να λάβουμε υπόψη ότι όλοι οι θόρυβοι, οι παρεμβολές και οι παρεμβολές είναι βασικά αδύνατο να υπολογιστούν με ακρίβεια, επομένως είναι απολύτως αδύνατο να περιγραφεί με ακρίβεια η συμπεριφορά οποιωνδήποτε αναλογικών συσκευών. Επιπλέον, με την πάροδο του χρόνου, οι παράμετροι όλων των αναλογικών συσκευών αλλάζουν λόγω της γήρανσης των στοιχείων, επομένως τα χαρακτηριστικά αυτών των συσκευών δεν παραμένουν σταθερά. Ρύζι. 1.2.Παραμόρφωση από θόρυβο και παρεμβολές αναλογικών (αριστερά) και ψηφιακών (δεξιά) σημάτων Σε αντίθεση με τα αναλογικά σήματα, τα ψηφιακά σήματα, τα οποία έχουν μόνο δύο επιτρεπόμενες τιμές, προστατεύονται πολύ καλύτερα από θόρυβο, παρεμβολές και παρεμβολές. Μικρές αποκλίσεις από τις επιτρεπόμενες τιμές δεν παραμορφώνουν το ψηφιακό σήμα με κανέναν τρόπο, καθώς υπάρχουν πάντα ζώνες επιτρεπόμενων αποκλίσεων (Εικ. 1.2).Γι' αυτό ψηφιακά σήματαεπιτρέπουν πολύ πιο περίπλοκη και πολλαπλών σταδίων επεξεργασία, πολύ μεγαλύτερη αποθήκευση χωρίς απώλειες και πολύ υψηλότερη ποιότητα μετάδοσης από τις αναλογικές. Επιπλέον, η συμπεριφορά των ψηφιακών συσκευών μπορεί πάντα να υπολογιστεί και να προβλεφθεί με απόλυτη ακρίβεια. Οι ψηφιακές συσκευές είναι πολύ λιγότερο επιρρεπείς στη γήρανση, καθώς μικρές αλλαγές στις παραμέτρους τους δεν επηρεάζουν με κανέναν τρόπο τη λειτουργία τους. Επιπλέον, οι ψηφιακές συσκευές σχεδιάζονται και διορθώνονται ευκολότερα. Είναι σαφές ότι όλα αυτά τα πλεονεκτήματα εξασφαλίζουν την ταχεία ανάπτυξη των ψηφιακών ηλεκτρονικών. Ωστόσο, τα ψηφιακά σήματα έχουν επίσης ένα σημαντικό μειονέκτημα. Το γεγονός είναι ότι ένα ψηφιακό σήμα πρέπει να παραμείνει σε κάθε επιτρεπόμενο επίπεδο για τουλάχιστον κάποιο ελάχιστο χρονικό διάστημα, διαφορετικά θα είναι αδύνατο να το αναγνωρίσει. Και ένα αναλογικό σήμα μπορεί να λάβει οποιαδήποτε τιμή σε απειροελάχιστο χρόνο. Μπορούμε να το πούμε αλλιώς: ένα αναλογικό σήμα ορίζεται σε συνεχή χρόνο (δηλαδή σε οποιοδήποτε σημείο του χρόνου), και ένα ψηφιακό σήμα ορίζεται σε διακριτό χρόνο (δηλαδή, μόνο σε επιλεγμένα χρονικά σημεία). Επομένως, η μέγιστη επιτεύξιμη ταχύτητα των αναλογικών συσκευών είναι πάντα θεμελιωδώς μεγαλύτερη από αυτή των ψηφιακών συσκευών. Οι αναλογικές συσκευές μπορούν να χειριστούν ταχύτερα μεταβαλλόμενα σήματα από τις ψηφιακές συσκευές. Ταχύτητα επεξεργασίας και μετάδοσης πληροφοριών αναλογική συσκευήμπορεί πάντα να είναι υψηλότερη από την ταχύτητα επεξεργασίας και μετάδοσης μιας ψηφιακής συσκευής. Επιπλέον, ένα ψηφιακό σήμα μεταδίδει πληροφορίες μόνο σε δύο επίπεδα και αλλάζοντας το ένα από τα επίπεδα του σε ένα άλλο, ενώ ένα αναλογικό μεταδίδει επίσης πληροφορίες με κάθε τρέχουσα τιμή του επιπέδου του, δηλαδή είναι πιο χωρητικό όσον αφορά τη μετάδοση πληροφοριών. Επομένως, για να μεταδοθεί η ποσότητα των πληροφοριών που περιέχονται σε ένα αναλογικό σήμα, είναι πιο συχνά απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν πολλά ψηφιακά (τις περισσότερες φορές από 4 έως 16). Επιπλέον, όπως έχει ήδη σημειωθεί, στη φύση όλα τα σήματα είναι αναλογικά, δηλαδή για τη μετατροπή τους σε ψηφιακές και αντίστροφες μετατροπές απαιτείται η χρήση ειδικού εξοπλισμού (μετατροπείς αναλογικού σε ψηφιακό και ψηφιακό σε αναλογικό). Έτσι, τίποτα δεν παρέχεται δωρεάν, και το τίμημα για τα οφέλη των ψηφιακών συσκευών μπορεί μερικές φορές να είναι απαγορευτικό.

Επίπεδα αναπαράστασης ψηφιακών συσκευών Όλες οι ψηφιακές συσκευές είναι κατασκευασμένες από λογικά τσιπ, καθένα από τα οποία (Εικ. 1.3)έχει αναγκαστικά τα ακόλουθα συμπεράσματα (ή, όπως λέγονται και στην καθομιλουμένη, «πόδια»): ακροδέκτες ισχύος: κοινή (ή "γείωση") και τάση τροφοδοσίας (στις περισσότερες περιπτώσεις - +5 V ή +3,3 V), που συνήθως δεν εμφανίζονται στα διαγράμματα. ακίδες για σήματα εισόδου (ή "εισόδους"), που λαμβάνουν εξωτερικά ψηφιακά σήματα. ακροδέκτες εξόδου (ή "εξόδους") που μεταφέρουν ψηφιακά σήματα από το ίδιο το τσιπ. Κάθε μικροκύκλωμα μετατρέπει με τον ένα ή τον άλλο τρόπο μια ακολουθία σημάτων εισόδου σε μια ακολουθία σημάτων εξόδου. Η μέθοδος μετατροπής περιγράφεται συχνότερα είτε με τη μορφή πίνακα (ο λεγόμενος πίνακας αλήθειας), είτε με τη μορφή χρονικών διαγραμμάτων, δηλαδή γραφημάτων όλων των σημάτων έναντι του χρόνου. Ρύζι. 1.3.Ψηφιακό τσιπ Ολα ψηφιακά τσιπεργαστείτε με λογικά σήματα που έχουν δύο επιτρεπόμενα επίπεδα τάσης. Ένα από αυτά τα επίπεδα ονομάζεται λογικό ένα επίπεδο (ή ένα επίπεδο), και το άλλο ονομάζεται λογικό μηδενικό επίπεδο (ή μηδενικό επίπεδο). Τις περισσότερες φορές, ένα λογικό μηδέν αντιστοιχεί σε ένα επίπεδο χαμηλής τάσης και ένα λογικό - υψηλό επίπεδο. Σε αυτή την περίπτωση, λένε ότι έχει υιοθετηθεί η «θετική λογική». Ωστόσο, κατά τη μετάδοση σημάτων σε μεγάλες αποστάσειςΚαι στους διαύλους συστήματος των συστημάτων μικροεπεξεργαστή, μερικές φορές χρησιμοποιείται η αντίστροφη αναπαράσταση, όταν ένα λογικό μηδέν αντιστοιχεί σε ένα επίπεδο υψηλής τάσης και ένα λογικό σε ένα χαμηλό επίπεδο. Σε αυτή την περίπτωση μιλούν για «αρνητική λογική». Μερικές φορές ένα λογικό μηδέν κωδικοποιείται από ένα επίπεδο θετικής τάσης (ρεύμα) και ένα λογικό από ένα επίπεδο αρνητικής τάσης (ρεύμα) ή αντίστροφα. Υπάρχουν περισσότερα πολύπλοκες μεθόδουςκωδικοποίηση λογικών μηδενικών και μονάδων. Αλλά θα μιλήσουμε κυρίως για θετική λογική. Για να περιγράψουν τη λειτουργία των ψηφιακών συσκευών, χρησιμοποιούν τα περισσότερα διάφορα μοντέλα, που διαφέρουν μεταξύ τους ως προς την πολυπλοκότητα, την ακρίβεια, τη μεγαλύτερη ή μικρότερη εκτίμηση των λεπτών φυσικών επιπτώσεων. Αυτά τα μοντέλα χρησιμοποιούνται κυρίως σε υπολογισμούς υπολογιστών ψηφιακών κυκλωμάτων. Επί του παρόντος, υπάρχουν προγράμματα υπολογιστών που όχι μόνο υπολογίζουν έτοιμα κυκλώματα, αλλά είναι επίσης ικανά να σχεδιάζουν νέα κυκλώματα με βάση επίσημες περιγραφές των λειτουργιών που πρέπει να εκτελεί μια δεδομένη συσκευή. Είναι αρκετά βολικό, αλλά κανένα πρόγραμμα δεν μπορεί ποτέ να συγκριθεί με ένα άτομο. Πραγματικά αποτελεσματικός, μινιμαλιστικός εξοπλισμός και, τέλος, όμορφα κυκλώματα μπορούν να αναπτυχθούν μόνο από ένα άτομο που προσεγγίζει πάντα το σχεδιασμό δημιουργικά και χρησιμοποιεί πρωτότυπες ιδέες. Ο προγραμματιστής ψηφιακού εξοπλισμού χρησιμοποιεί επίσης μοναδικά μοντέλα ή, όπως θα έλεγε κανείς, διαφορετικά επίπεδα αναπαράστασης ψηφιακών κυκλωμάτων. Αλλά, σε αντίθεση με έναν υπολογιστή, ένα άτομο μπορεί να επιλέξει με ευελιξία το επιθυμητό μοντέλο - χρειάζεται μόνο να κοιτάξει το διάγραμμα για να καταλάβει πού αρκεί ένα απλό μοντέλο και πού απαιτείται πιο περίπλοκο. Δηλαδή, ένα άτομο δεν θα κάνει ποτέ περιττή, περιττή εργασία και, ως εκ τούτου, δεν θα εισάγει πρόσθετα σφάλματα που είναι εγγενή σε οποιοδήποτε, ακόμη και το πιο περίπλοκο, μοντέλο. Είναι αλήθεια ότι η απλότητα των ψηφιακών συσκευών σε σύγκριση με τις αναλογικές συνήθως δεν προκαλεί πολύ σοβαρά σφάλματα. Στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων, τρία μοντέλα, τρία επίπεδα κατανόησης της λειτουργίας των ψηφιακών συσκευών, είναι επαρκή για έναν σχεδιαστή ψηφιακών κυκλωμάτων: Λογικό μοντέλο. Μοντέλο με χρονικές καθυστερήσεις. Μοντέλο που λαμβάνει υπόψη τα ηλεκτρικά αποτελέσματα (ή ηλεκτρικό μοντέλο). Η εμπειρία δείχνει ότι το πρώτο, απλούστερο μοντέλο επαρκεί σε περίπου 20% όλων των περιπτώσεων. Ισχύει για όλα τα ψηφιακά κυκλώματα που λειτουργούν με χαμηλή ταχύτητα, στο οποίο η ταχύτητα δεν είναι σημαντική. Η χρήση του δεύτερου μοντέλου, το οποίο λαμβάνει υπόψη τις καθυστερήσεις απόκρισης των λογικών στοιχείων, μας επιτρέπει να καλύψουμε περίπου το 80% όλων των πιθανών κυκλωμάτων. Η χρήση του είναι απαραίτητη για όλες τις συσκευές υψηλής ταχύτητας και για την περίπτωση ταυτόχρονων αλλαγών σε πολλά σήματα εισόδου. Τέλος, προσθέτοντας ένα τρίτο μοντέλο που λαμβάνει υπόψη την είσοδο και ρεύματα εξόδου, οι αντιστάσεις εισόδου και εξόδου και οι χωρητικότητες των στοιχείων, καθιστά δυνατή τη σχεδίαση σχεδόν 100% ψηφιακών κυκλωμάτων. Πρώτα απ 'όλα, αυτό το τρίτο μοντέλο θα πρέπει να χρησιμοποιείται κατά τον συνδυασμό πολλών εισόδων και εξόδων, κατά τη μετάδοση σημάτων σε μεγάλες αποστάσεις και κατά τη σύνδεση λογικών στοιχείων με ασυνήθιστο τρόπο (μεταφράζοντάς τα σε αναλογικές ή γραμμικές λειτουργίες). Για να απεικονίσετε τη λειτουργία των μοντέλων που αναφέρονται, εξετάστε τη λειτουργία του απλούστερου στοιχείο λογικής- μετατροπέας. Ο μετατροπέας αλλάζει (αναστρέφεται) επίπεδο λογικήςσήμα εισόδου στο αντίθετο επίπεδο του σήματος εξόδου ή, όπως λένε επίσης, αλλάζει την πολικότητα του λογικού σήματος. Του πίνακας αλήθειας (Πίνακας 1.1)είναι στοιχειωδώς απλή, αφού μόνο δύο καταστάσεις είναι δυνατές: μηδέν στην είσοδο ή μία στην είσοδο. Επί ρύζι. 1.4δείχνει πώς θα μοιάζει το σήμα εξόδου του μετατροπέα κατά τη χρήση των τριών μοντέλων του (τρία επίπεδα παρουσίασής του). Αυτά τα γραφήματα λογικών σημάτων ονομάζονται διαγράμματα χρονισμού και παρέχουν εικόνα για τη λειτουργία των ψηφιακών κυκλωμάτων. Το σχήμα δείχνει ότι στο πρώτο, λογικό μοντέλο, πιστεύεται ότι το στοιχείο ενεργοποιείται αμέσως, οποιαδήποτε αλλαγή στο επίπεδο του σήματος εισόδου, χωρίς καθυστέρηση, οδηγεί σε αλλαγή στο επίπεδο του σήματος εξόδου. Στο δεύτερο μοντέλο, το σήμα εξόδου αλλάζει με κάποια καθυστέρηση σε σχέση με την είσοδο. Τέλος, στο τρίτο μοντέλο, το σήμα εξόδου όχι μόνο καθυστερεί σε σύγκριση με την είσοδο, αλλά η αλλαγή του δεν συμβαίνει αμέσως - η διαδικασία αλλαγής των επιπέδων σήματος (ή, όπως λένε, άκρη σήματος) έχει πεπερασμένη διάρκεια. Επιπλέον, το τρίτο μοντέλο λαμβάνει υπόψη τις αλλαγές στα επίπεδα των λογικών σημάτων. Ρύζι. 1.4.Τρία επίπεδα αναπαράστασης ψηφιακών συσκευών

Στην πράξη, ο προγραμματιστής, κατά κανόνα, στην αρχή του σχεδιασμού χρησιμοποιεί αποκλειστικά το πρώτο μοντέλο και στη συνέχεια για ορισμένους κόμβους χρησιμοποιεί το δεύτερο ή (λιγότερο συχνά) το τρίτο μοντέλο. Επιπλέον, το πρώτο μοντέλο δεν απαιτεί καθόλου ψηφιακούς υπολογισμούς, απαιτεί μόνο γνώση πινάκων αλήθειας ή αλγορίθμων για τη λειτουργία των μικροκυκλωμάτων. Το δεύτερο μοντέλο περιλαμβάνει τον υπολογισμό (ουσιαστικά, άθροιση) των χρονικών καθυστερήσεων των στοιχείων κατά μήκος της διαδρομής του σήματος (Εικ. 1.5).Ως αποτέλεσμα αυτού του υπολογισμού, μπορεί να γίνει σαφές ότι απαιτούνται αλλαγές στο κύκλωμα.

Ρύζι. 1.5.Άθροισμα καθυστερήσεων στοιχείων

Ρύζι. 1.6.Άθροισμα ρευμάτων εισόδου στοιχείου

Οι υπολογισμοί σύμφωνα με το τρίτο μοντέλο μπορεί να είναι διαφορετικοί, συμπεριλαμβανομένων αρκετά περίπλοκων, αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις εξακολουθούν να καταλήγουν στο άθροισμα των ρευμάτων εισόδου και εξόδου των λογικών στοιχείων (Εικ. 1.6).Ως αποτέλεσμα αυτών των υπολογισμών, μπορεί να αποδειχθεί ότι απαιτείται η χρήση μικροκυκλωμάτων με πιο ισχυρές εξόδους ή η συμπερίληψη πρόσθετων στοιχείων.

Δηλαδή, ο σχεδιασμός των ψηφιακών συσκευών διαφέρει θεμελιωδώς από τον σχεδιασμό των αναλογικών συσκευών, στις οποίες οι περίπλοκοι υπολογισμοί είναι απολύτως αναπόφευκτοι. Ο προγραμματιστής ψηφιακών συσκευών ασχολείται μόνο με τη λογική, με λογικά σήματα και με αλγόριθμους για τη λειτουργία ψηφιακών μικροκυκλωμάτων. Και το τι συμβαίνει μέσα σε αυτά τα μικροκυκλώματα είναι πρακτικά άσχετο με αυτόν.

Τα δεδομένα αναφοράς για ψηφιακά μικροκυκλώματα περιέχουν συνήθως ένα μεγάλο σύνολο παραμέτρων, καθεμία από τις οποίες μπορεί να αποδοθεί σε ένα από τα τρία αναφερόμενα επίπεδα παρουσίασης, σε ένα από τα τρία μοντέλα.

Για παράδειγμα, πίνακας αλήθειαςτο μικροκύκλωμα (για απλά μικροκυκλώματα) ή η περιγραφή του αλγορίθμου λειτουργίας του (για πιο σύνθετα μικροκυκλώματα) αναφέρεται στο πρώτο, λογικό επίπεδο. Επομένως, κάθε προγραμματιστής πρέπει να τα γνωρίζει από πάνω σε κάθε περίπτωση.

Οι τιμές καθυστέρησης των λογικών σημάτων μεταξύ των εισόδων και των εξόδων ανήκουν στο δεύτερο επίπεδο παρουσίασης. Οι τυπικές τιμές καθυστέρησης κυμαίνονται από μερικά νανοδευτερόλεπτα (1 ns = 10 -9 s) έως δεκάδες νανοδευτερόλεπτα. Οι τιμές καθυστέρησης για διαφορετικά μικροκυκλώματα μπορεί να είναι διαφορετικές, επομένως τα βιβλία αναφοράς δείχνουν πάντα τη μέγιστη τιμή. Πρέπει επίσης να θυμόμαστε ότι η καθυστέρηση όταν το σήμα εξόδου μεταβαίνει από το ένα στο μηδέν (t PHL), κατά κανόνα, διαφέρει από την καθυστέρηση όταν το σήμα εξόδου μεταβαίνει από το μηδέν στο ένα (t PLH). Για παράδειγμα, για το ίδιο τσιπ t PLH<11 нс, а t PHL <8 нс. Здесь английская буква P означает Propagation (распространение), L означает Low (низкий уровень сигнала, нуль), а H - High (высокий уровень сигнала, единица). Количество величин задержек, определяемых справочником для микросхемы, может изменяться от двух до нескольких десятков.

Τα επίπεδα των ρευμάτων εισόδου και εξόδου, καθώς και τα επίπεδα των τάσεων εισόδου και εξόδου ανήκουν στο τρίτο επίπεδο αναπαράστασης.

Το ρεύμα εισόδου του μικροκυκλώματος όταν ένα λογικό μηδέν (I IL) φτάνει στην είσοδο, κατά κανόνα, διαφέρει από το ρεύμα εισόδου όταν ένα λογικό (IIH) φτάνει στην είσοδο. Για παράδειγμα, I IL = – 0,1 mA και I IH = 20 μA (υποτίθεται ότι θετικό ρεύμα ρέει στην είσοδο του μικροκυκλώματος και αρνητικό ρεύμα ρέει έξω από αυτό). Ομοίως, το ρεύμα εξόδου ενός μικροκυκλώματος κατά την έξοδο ενός λογικού μηδενός (I OL) μπορεί να είναι (και συνήθως είναι) διαφορετικό από το ρεύμα εξόδου κατά την έξοδο ενός λογικού (I OH). Για παράδειγμα, για το ίδιο τσιπ I OH<– 0,4 мА,а I OL <8 мА (считается, что положительный ток втекает в выход микросхемы, а отрицательный - вытекает из него). Надо также учитывать, что разные входы и выходы одной и той же микросхемы могут иметь различные входные и выходные токи.

Για τις τάσεις εξόδου του λογικού μηδέν (U OL) και ενός (U OH), τα βιβλία αναφοράς καθορίζουν συνήθως τις μέγιστες επιτρεπόμενες τιμές για μια δεδομένη τιμή του ρεύματος εξόδου. Σε αυτήν την περίπτωση, όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα εξόδου, τόσο χαμηλότερη είναι η λογική μία τάση και τόσο μεγαλύτερη είναι η λογική μηδενική τάση. Για παράδειγμα, U OH > 2,5 V (σε I OH<–0,4 мА),а U OL <0,5 В (при I OL < 8 мА).

Τα βιβλία αναφοράς καθορίζουν επίσης τα επιτρεπτά επίπεδα τάσης εισόδου, τα οποία το μικροκύκλωμα εξακολουθεί να αντιλαμβάνεται ως σωστά. λογικά επίπεδαμηδέν και ένα. Για παράδειγμα, U IH > 2,0 V, U IL< 0,8 В. Как правило, входные напряжения логических сигналов не должны выходить за пределы напряжения питания.

Στα σύμβολα τάσης και ρεύματος, το γράμμα I σημαίνει Είσοδος, το γράμμα Ο σημαίνει Έξοδος, το L σημαίνει Χαμηλή και H σημαίνει Υψηλή.

Το τρίτο επίπεδο αναπαράστασης περιλαμβάνει επίσης τις τιμές της εσωτερικής χωρητικότητας των εισόδων του μικροκυκλώματος (συνήθως από μονάδες έως δεκάδες picofarads) και την επιτρεπόμενη τιμή της χωρητικότητας στην οποία μπορεί να συνδεθεί η έξοδος του μικροκυκλώματος, δηλαδή , η χωρητικότητα φορτίου C L (περίπου 100 pF). Σημειώστε ότι 1 pF = 10 -12 F. Στο ίδιο επίπεδο αναπαράστασης, ορίζονται οι μέγιστες επιτρεπόμενες τιμές για τη διάρκεια της θετικής ακμής (t LH) και της αρνητικής ακμής (t HL) του σήματος εισόδου, για παράδειγμα, t HL< 1,0 мкс, t LH < 1,0 мкс. То есть при большей длительности перехода входного сигнала из единицы в нуль и из нуля в единицу микросхема может работать неустойчиво, неправильно, нестандартно.

Το τρίτο επίπεδο παρουσίασης περιλαμβάνει επίσης παραμέτρους όπως η επιτρεπόμενη τάση τροφοδοσίας του μικροκυκλώματος (U CC) και το μέγιστο ρεύμα που καταναλώνεται από το μικροκύκλωμα (I CC). Για παράδειγμα, θα μπορούσε να ρυθμιστεί

4,5 V

Στην περίπτωση αυτή, το καταναλωθέν ρεύμα I CC εξαρτάται από τα επίπεδα των ρευμάτων εξόδου του μικροκυκλώματος I OH και I OL. Αυτές οι παράμετροι πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την επιλογή μιας πηγής ενέργειας για τη συσκευή που σχεδιάζεται, καθώς και κατά τη διαδικασία κατασκευής των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων - κατά την επιλογή του πλάτους των τροχιών που μεταφέρουν ρεύμα.

Τέλος, το τρίτο επίπεδο περιλαμβάνει έναν αριθμό παραμέτρων που αναφέρονται συχνά στη βιβλιογραφία, αλλά δεν δίνονται πάντα σε πίνακες αναφοράς:

Κατώφλι λειτουργίας - το επίπεδο τάσης εισόδου, πάνω από το οποίο το σήμα γίνεται αντιληπτό ως ένα και κάτω - ως μηδέν. Για τα πιο κοινά μικροκυκλώματα TTL, είναι περίπου ίσο με 1,3...1,4 V.

Ανοσία θορύβου - χαρακτηρίζει το μέγεθος του σήματος θορύβου εισόδου που υπερτίθεται στο σήμα εισόδου, το οποίο δεν μπορεί ακόμη να αλλάξει την κατάσταση των σημάτων εξόδου. Η ατρωσία θορύβου καθορίζεται από τη διαφορά μεταξύ της τάσης U IH και του ορίου απόκρισης (πρόκειται για ανοσία θορύβου σε επίπεδο μονάδας), καθώς και από τη διαφορά μεταξύ του ορίου λειτουργίας και του U IL (αυτή είναι ανοσία θορύβου μηδενικού επιπέδου).

Ο συντελεστής ανεμιστήρα είναι ο αριθμός των εισόδων που μπορούν να συνδεθούν σε μια δεδομένη έξοδο χωρίς να διακοπεί η λειτουργία. Καθορίζεται από την αναλογία του ρεύματος εξόδου προς το ρεύμα εισόδου. Η τυπική τιμή του συντελεστή ανεμιστήρα κατά τη χρήση μικροκυκλωμάτων του ίδιου τύπου (ίδιας σειράς) είναι 10.

Η χωρητικότητα φορτίου είναι μια παράμετρος εξόδου που χαρακτηρίζει την ποσότητα του ρεύματος εξόδου που μια δεδομένη έξοδος μπορεί να παρέχει στο φορτίο χωρίς να διακόπτεται η λειτουργία. Τις περισσότερες φορές, η χωρητικότητα φορτίου σχετίζεται άμεσα με τον παράγοντα ανεμιστήρα.

Έτσι, οι περισσότερες από τις παραμέτρους αναφοράς του μικροκυκλώματος ανήκουν στο τρίτο επίπεδο αναπαράστασης (στο μοντέλο λαμβάνοντας υπόψη τα ηλεκτρικά φαινόμενα), επομένως στις περισσότερες περιπτώσεις (έως 80%) δεν είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τις ακριβείς τιμές τους με καρδιά. Αρκεί να θυμάστε τις κατά προσέγγιση τυπικές τιμές παραμέτρων για μια δεδομένη σειρά μικροκυκλωμάτων.

Είσοδοι και έξοδοι ψηφιακών μικροκυκλωμάτων Τα χαρακτηριστικά και οι παράμετροι των εισόδων και εξόδων των ψηφιακών μικροκυκλωμάτων καθορίζονται κυρίως από την τεχνολογία και τα κυκλώματα της εσωτερικής τους δομής. Αλλά για έναν προγραμματιστή ψηφιακών συσκευών, οποιοδήποτε μικροκύκλωμα είναι απλώς ένα «μαύρο κουτί», το εσωτερικό του οποίου δεν είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε. Είναι σημαντικό μόνο γι 'αυτόν να κατανοήσει ξεκάθαρα πώς θα συμπεριφέρεται αυτό ή εκείνο το μικροκύκλωμα σε αυτήν τη συγκεκριμένη σύνδεση, εάν θα εκτελέσει σωστά τη λειτουργία που απαιτείται από αυτό. Οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες τεχνολογίες ψηφιακών τσιπ είναι: TTL (TTL) και TTLSH (TTLS) - διπολική λογική τρανζίστορ-τρανζίστορ και TTL με διόδους Schottky. CMOS (CMOS) - συμπληρωματικά τρανζίστορ με δομή μετάλλου-οξειδίου-ημιαγωγού. Ρύζι. 1.7.Στάδια εισόδου και εξόδου μικροκυκλωμάτων TTLSh Ρύζι. 1.8.Στάδια εισόδου και εξόδου τσιπ CMOS Διαφέρουν ως προς τους τύπους των τρανζίστορ που χρησιμοποιούνται και τον σχεδιασμό του κυκλώματος των εσωτερικών καταρρακτών των μικροκυκλωμάτων. Σημειώστε επίσης ότι τα τσιπ CMOS καταναλώνουν σημαντικά λιγότερο ρεύμα από το τροφοδοτικό από τα ίδια τσιπ TTL (ή TTLSh) - ωστόσο, μόνο σε στατική λειτουργία ή σε χαμηλές συχνότητες λειτουργίας. Επί ρύζι. 1.7Και 1.8 παρουσιάζονται παραδείγματα κυκλωμάτων σταδίων εισόδου και εξόδου μικροκυκλωμάτων που κατασκευάζονται με χρήση αυτών των τεχνολογιών. Είναι σαφές ότι η ακριβής καταγραφή όλων των επιπτώσεων σε αυτά τα κυκλώματα, τα οποία περιλαμβάνουν πολλά τρανζίστορ, διόδους και αντιστάσεις, είναι εξαιρετικά δύσκολη, αλλά συνήθως απλά δεν είναι απαραίτητη για τον σχεδιαστή ψηφιακών κυκλωμάτων. Ας εξετάσουμε πρώτα εισροέςμικροκυκλώματα Στο πρώτο επίπεδο αναπαράστασης (λογικό μοντέλο) και στο δεύτερο επίπεδο αναπαράστασης (μοντέλο με χρονικές καθυστερήσεις), δεν χρειάζεται να γνωρίζετε τίποτα απολύτως για τις εισόδους των μικροκυκλωμάτων. Η είσοδος αντιμετωπίζεται ως μια απείρως μεγάλη αντίσταση που δεν έχει καμία επίδραση στις εξόδους που συνδέονται με αυτήν. Είναι αλήθεια ότι ο αριθμός των εισόδων που συνδέονται σε μία έξοδο επηρεάζει την καθυστέρηση μετάδοσης του σήματος, αλλά, κατά κανόνα, είναι ασήμαντος, επομένως αυτή η επιρροή σπάνια λαμβάνεται υπόψη. Ακόμη και στο τρίτο επίπεδο αναπαράστασης (ηλεκτρικό μοντέλο), στις περισσότερες περιπτώσεις δεν χρειάζεται να γνωρίζουμε την εσωτερική δομή του μικροκυκλώματος ή τη σχεδίαση του κυκλώματος των εισόδων. Αρκεί να υποθέσουμε ότι όταν εφαρμόζεται ένα λογικό μηδενικό σήμα στην είσοδο, ένα ρεύμα που δεν υπερβαίνει το I IL ρέει από αυτήν την είσοδο και όταν εφαρμόζεται ένα λογικό σήμα, ένα ρεύμα που δεν υπερβαίνει το IH ρέει σε αυτήν την είσοδο. Και για τη σωστή λογική της λειτουργίας του μικροκυκλώματος, αρκεί το επίπεδο τάσης του σήματος εισόδου του λογικού μηδέν να είναι μικρότερο από το U IL και το επίπεδο τάσης του σήματος εισόδου του λογικού είναι μεγαλύτερο από το U IH. Μια ειδική περίπτωση είναι η κατάσταση όταν οποιαδήποτε είσοδος δεν είναι συνδεδεμένη σε καμία από τις εξόδους - ούτε στο κοινό καλώδιο ούτε στο δίαυλο ισχύος (το λεγόμενο κρεμαστή είσοδος). Μερικές φορές οι δυνατότητες του μικροκυκλώματος δεν χρησιμοποιούνται πλήρως και δεν παρέχονται σήματα σε ορισμένες εισόδους. Ωστόσο, σε αυτήν την περίπτωση, το μικροκύκλωμα ενδέχεται να μην λειτουργεί ή να λειτουργεί ασταθές, καθώς η σωστή συμπερίληψή του συνεπάγεται την παρουσία λογικών επιπέδων σε όλες τις εισόδους, ακόμη και αν είναι αμετάβλητα. Επομένως, συνιστάται η σύνδεση των αχρησιμοποίητων εισόδων στην τάση τροφοδοσίας του μικροκυκλώματος U CC ή στο κοινό καλώδιο (στη γείωση), ανάλογα με το λογικό επίπεδο που απαιτείται σε αυτήν την είσοδο. Αλλά για ορισμένες σειρές μικροκυκλωμάτων που κατασκευάζονται με τεχνολογία TTL (για παράδειγμα, K155 ή KR531), οι αχρησιμοποίητες είσοδοι πρέπει να συνδέονται στην τάση τροφοδοσίας όχι απευθείας, αλλά μόνο μέσω μιας αντίστασης περίπου 1 kOhm (αρκεί μια αντίσταση για 20 εισόδους). Στις μη συνδεδεμένες εισόδους των τσιπ TTL, παράγεται μια τάση περίπου 1,5–1,6 V, η οποία μερικές φορές ονομάζεται δυναμικό ανάρτησης. Συνήθως αυτό το επίπεδο γίνεται αντιληπτό από το μικροκύκλωμα ως ένα λογικό σήμα, αλλά δεν πρέπει να υπολογίζετε σε αυτό. Το δυναμικό που δημιουργείται στις μη συνδεδεμένες εισόδους των μικροκυκλωμάτων CMOS μπορεί να γίνει αντιληπτό από το μικροκύκλωμα τόσο ως λογικό μηδέν όσο και ως λογικό. Σε κάθε περίπτωση, όλες οι είσοδοι πρέπει να είναι συνδεδεμένες κάπου. Επιτρέπεται να αφήνονται ασύνδετες μόνο εκείνες οι είσοδοι (TTL, όχι CMOS), η κατάσταση των οποίων δεν έχει σημασία σε αυτή τη σύνδεση του μικροκυκλώματος. ΈξοδοιΤα μικροκυκλώματα διαφέρουν θεμελιωδώς από τις εισόδους στο ότι είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη τα χαρακτηριστικά τους ακόμη και στο πρώτο και το δεύτερο επίπεδο αναπαράστασης. Υπάρχουν τρεις τύποι σταδίων εξόδου, τα οποία διαφέρουν σημαντικά τόσο στα χαρακτηριστικά τους όσο και στους τομείς εφαρμογής τους: τυπική έξοδος ή έξοδος δύο καταστάσεων (προσδιορίζεται ως 2C, 2S ή, λιγότερο συχνά, TTL, TTL). έξοδος ανοιχτού συλλέκτη (υποδεικνύεται OK, OC). έξοδος με τρεις καταστάσεις ή (που είναι το ίδιο) με δυνατότητα απενεργοποίησης (ονομάζεται 3C, 3S). Η τυπική έξοδος 2C έχει μόνο δύο καταστάσεις: λογικό μηδέν και λογική μία, και οι δύο είναι ενεργές, δηλαδή τα ρεύματα εξόδου και στις δύο αυτές καταστάσεις (I OL και I OH) μπορούν να φτάσουν αξιοσημείωτες τιμές. Στο πρώτο και στο δεύτερο επίπεδο αναπαράστασης, μια τέτοια έξοδος μπορεί να θεωρηθεί ότι αποτελείται από δύο διακόπτες που κλείνουν με τη σειρά τους (Εικ. 1.9), και ο κλειστός επάνω διακόπτης αντιστοιχεί σε ένα λογικό στην έξοδο και ο κλειστός κάτω διακόπτης αντιστοιχεί σε ένα λογικό μηδέν. Ρύζι. 1.9.Τρεις τύποι εξόδων ψηφιακών τσιπ Η έξοδος ανοιχτού συλλέκτη ΟΚ έχει επίσης δύο πιθανές καταστάσεις, αλλά μόνο μία από αυτές (η λογική μηδενική κατάσταση) είναι ενεργή, δηλαδή παρέχει μεγάλο ρεύμα βύθισης I OL. Η δεύτερη κατάσταση ουσιαστικά συνοψίζεται στο γεγονός ότι η έξοδος είναι εντελώς αποσυνδεδεμένη από τις εισόδους που συνδέονται με αυτήν. Αυτή η κατάσταση μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως λογική μονάδα, αλλά για αυτό, μια αντίσταση φορτίου R (το λεγόμενο pull-up) της τάξης των εκατοντάδων Ohm πρέπει να συνδεθεί μεταξύ της εξόδου ΟΚ και της τάσης τροφοδοσίας. Στο πρώτο και στο δεύτερο επίπεδο αναπαράστασης, μια τέτοια έξοδος μπορεί να θεωρηθεί ότι αποτελείται από έναν διακόπτη (Εικ. 1.9), η κλειστή κατάσταση του οποίου αντιστοιχεί σε ένα λογικό μηδενικό σήμα και η ανοιχτή κατάσταση αντιστοιχεί σε μια απενεργοποιημένη, παθητική κατάσταση. Είναι αλήθεια ότι ο χρόνος που χρειάζεται για να αλλάξει η έξοδος από το μηδέν σε ένα εξαρτάται από την τιμή της αντίστασης R, η οποία επηρεάζει την καθυστέρηση t LH, αλλά με τις συνήθως χρησιμοποιούμενες τιμές αντίστασης αυτό δεν είναι πολύ σημαντικό.