Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Цифровые системы и представление информации
Содержание
- 1. Цифровые системы и представление информации
- 2. Информация о курсеДлительность – 1 семестрКонтрольные мероприятияКонтрольные работы в течении семестраЛабораторные работыЭкзамен
- 3. Цели и задачи курсаИзучение основных аспектов проектирования
- 4. Литература:Опадчий Ю.Ф. и др. Аналоговая и цифровая
- 5. Слайд 5
- 6. Слайд 6
- 7. Лекция 1Цифровые системы и представление информации
- 8. Цифровые системыУправление устройствамиВыполнение вычислений
- 9. Управляющие системы
- 10. Логические сигналыВключено – ИСТИНА (TRUE), “1”Выключено – ЛОЖЬ (FALSE), “0”
- 11. Слайд 11
- 12. Логические переменныеS1 – выход с Датчика1:если уровень
- 13. Логические переменныеE – сигнал об ошибке:если есть
- 14. Логические функцииНеобходимо задать «Алгоритм» по которому выдается
- 15. Выражения булевой алгебрыСигнал об ошибке:E = S1∙
- 16. Логические схемыКомбинационныевыход зависит только от комбинации входовПоследовательностныевыход определяется последовательностью входных значений
- 17. Вычисляющие схемыБолее сложные датчики могут выдавать численные
- 18. Цифровой компьютерПервое полуавтоматическое вычисляющее устройство было изобретено
- 19. Структура программируемого компьютера
- 20. Представление чисел в цифровых системахТак как числами
- 21. Десятичные числаЧисло 235 может быть представлено как
- 22. Системы счисленияМожно взять произвольное основаниеb для записи
- 23. Системы счисленияЧисло 235 по основанию 9, записывается
- 24. Двоичные числаДля записи чисел по основанию 2
- 25. Запись дробных чисел23,8210 = = 2*101 +
- 26. Преобразование из двоичной системы счисления в десятичную5510
- 27. Хранение цифровых значенийДля хранения чисел требуются массивы
- 28. Хранение цифровых значенийПерфокарты – старейший способ хранения цифровой информации
- 29. Хранение цифровых значенийМинимальная единица информации – 1
- 30. Шестнадцатеричные числа0, 1, 2, 3, 4, 5,
- 31. Восьмеричные числа0, 1, 2, 3, 4, 5,
- 32. Арифметические операции над двоичными числамиСложение:0 + 0
- 33. Суммирование с переносом
- 34. Суммирование многоразрядных двоичных чиселБит переноса с предыдущего разряда последовательно передается на следующий разряд
- 35. Дополнительные числаДесятичное число (10’s complement)10n – N,
- 36. Отрицательные двоичные числа
- 37. ВычитаниеОперация вычитания в двоичной форме заменяется сложением
- 38. Примеры вычитания в двоичной форме
- 39. Простой способ преобразования двоичного числа в дополнительный
- 40. ИтогиНаиболее удобные для цифровых систем - сигналы
- 41. Скачать презентанцию
Информация о курсеДлительность – 1 семестрКонтрольные мероприятияКонтрольные работы в течении семестраЛабораторные работыЭкзамен
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2Информация о курсе
Длительность – 1 семестр
Контрольные мероприятия
Контрольные работы в течении
семестра
Слайд 3Цели и задачи курса
Изучение основных аспектов проектирования цифровых схем:
булева алгебра
и системы представления чисел,
схемотехника КМДП логических вентилей,
маршрут проектирования и технология
изготовления КМДП ЦСБИС,основные узлы цифровых схем,
методы проектирования элементов и блоков ЦСБИС на основе карт Карно и диаграмм состояний,
основные понятия разработки ЦСБИС с использованием программируемых логических схем,
методы выявления и предотвращения неисправностей в ЦСБИС.
Слайд 4Литература:
Опадчий Ю.Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроника, М.: Горячая
линия – Телеком, 2005.
Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника, М., 2004.
Уилкинсон Б.
Основы проектирования цифровых схем, М.: Издательский дом «Вильямс», 2004.
Слайд 12Логические переменные
S1 – выход с Датчика1:
если уровень выше L1, то
S1 = лог.1
если уровень ниже L1, то S1 = лог.0
S2
– выход с Датчика2:если уровень выше L2, то S2 = лог.1
если уровень ниже L2, то S2 = лог.0
Слайд 13Логические переменные
E – сигнал об ошибке:
если есть ошибка, то E
= лог.1
если ошибки нет, то E = лог.0
Z – выходной
сигнал:если Z = лог.1, то открыть клапан
если Z = лог.0, то закрыть клапан
Слайд 14Логические функции
Необходимо задать «Алгоритм» по которому выдается сигнал об ошибке:
Если
S1=“0” и S2=“1”, то E=“1”, иначе E=“0”
и открывается или закрывается
клапан:Z станет равным “1” при S1=“0”, но Z не перейдет в “0”, когда S1 перейдет в “1”, а случится это только тогда, когда S2 станет равным “1”.
Слайд 15Выражения булевой алгебры
Сигнал об ошибке:
E = S1∙ S2 «И»
(AND)
(коньюкция, логическое произведение)
Тревога, если есть хоть одна ошибка:
T = E1
+ E2 + E3 + E4 «ИЛИ» (OR)(дизъюнкция, логическая сумма)
Слайд 16Логические схемы
Комбинационные
выход зависит только от комбинации входов
Последовательностные
выход определяется последовательностью входных
значений
Слайд 17Вычисляющие схемы
Более сложные датчики могут выдавать численные значения (например, температура:
-20оС, +36,6оС и т.д.), а не двоичные типа «ДА» /
«НЕТ» или «ИСТИНА» / «ЛОЖЬ».Клапан может иметь более двух положений, а не «ОТКРЫТО/ЗАКРЫТО»
Такими устройствами необходимо управлять на основе численных данных.
Слайд 18Цифровой компьютер
Первое полуавтоматическое вычисляющее устройство было изобретено Чарльзом Беббиджем в
1850-х годах
В настоящее время цифровые компьютеры широко используются и проникли
практически во все области деятельности человека.
Слайд 20Представление чисел в цифровых системах
Так как числами оперирует машина, то
необходимо переводить числа из формы, понятной человеку, в форму, понятную
машине.То есть числа необходимо перевести в напряжения.
Слайд 21Десятичные числа
Число 235 может быть представлено как три сигнала с
напряжениями 2В, 3В и 5В.
Основание – 10, по числу пальцев
на руках человека.235 = 2*102 + 3*101 + 5*100
Для записи чисел используются десять цифр: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
Слайд 22Системы счисления
Можно взять произвольное основание
b для записи числа, тогда:
an-1 an-2
…a2 a1 a0 =
an-1 bn-1 + an-1 bn-1 +
… + a2 b2 + a1 b1 + a0 b0
Слайд 23Системы счисления
Число 235 по основанию 9, записывается как 2359 в
десятичной нотации записывается как 2*92 + 3*92 + 5*92 =
19410 . Для записи чисел по основанию 9 используются 9 цифр: 0,1,2,3,4,5,6,7,8При уменьшении величины основания – уменьшается количество цифр с помощью которых записываются числа
Слайд 24Двоичные числа
Для записи чисел по основанию 2 используются только 2
цифры: 0 и 1.
01101012 = 0*26 + 1*25 + 1*24
+ 0*23 + + 1*22 + 0*21 + 1*20 = 32 + 16 + 4 + 1 = = 53100 и 1 соответствуют сигналам ВЫКЛ/ВКЛ
Слайд 25Запись дробных чисел
23,8210 =
= 2*101 + 3*100 +
8*10-1 + 2*10-2
01101,1012 = 0*24 + 1*23 + 1*22 +
0*21+ + 1*20 + 1*2-1 + 0*2-2 + 1*2-3 = = 8 + 4 + 1 + 0,5 + 0,125= 13,62510
Слайд 26Преобразование из двоичной системы счисления в десятичную
5510 = 32 +
16 +4 + 2 +1 =
= 1000002 + 0100002 +
0001002 + 0000102 + 0000012 == 1101112
Слайд 27Хранение цифровых значений
Для хранения чисел требуются массивы памяти c необходимым
числом ячеек памяти.
Современные ячейки памяти по своей природе могут хранить
двузначные значения: есть заряд / нет заряда,
2 направления вектора магнитного поля,
перфокарты (старейший способ хранения цифровой информации) и др.
Слайд 29Хранение цифровых значений
Минимальная единица информации – 1 бит (б), может
принимать только двоичные значения – 0 и 1.
8 бит =
1 байт (Б)1024 байт = 1 килобайт (КБ)
1024 килобайт = 1 мегабайт (МБ)
Слайд 30Шестнадцатеричные числа
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
9
10, 11, 12, 13, 14, 15
A, B,
C, D, E, FОснование 16 = 24
516 = 01012, B16 = 10112,
A716 = 1010 01112
Слайд 31Восьмеричные числа
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
Основание
8 = 23
58 = 1012, 38 = 0112,
428 = 100
0102
Слайд 32Арифметические операции над двоичными числами
Сложение:
0 + 0 = 00, 1
+ 0 = 01,
0 + 1 = 01, 1 +
1 = 10.
Слайд 34Суммирование многоразрядных двоичных чисел
Бит переноса с предыдущего разряда последовательно передается
на следующий разряд
Слайд 35Дополнительные числа
Десятичное число (10’s complement)
10n – N, где n-количество разрядов
десятичного числа N.
100010 – 23510 = 76510.
Двоичное число (2’s complement):
2n
– N, пусть N = 0112(310)10002 – 0112 = 1012(510)
Слайд 37Вычитание
Операция вычитания в двоичной форме заменяется сложением уменьшаемого с дополнительным
числом к вычитаемому:
X – Y = X + (–Y) =
X + (2n – Y)Отрицание отрицательного числа:
–(–Y) = 2n – (2n – Y) = 2n – 2n + Y = Y
Слайд 39Простой способ преобразования двоичного числа в дополнительный код
Сначала инвертируются все
разряды преобразуемого числа
Затем к результату прибавляется 1.
1410 = 011102
–1410 =
–(011102) = 100012 + 1 == –100102
Слайд 40Итоги
Наиболее удобные для цифровых систем - сигналы с двумя состояниями
Двузначные сигналы используются:
для управления
для представления чисел в двоичной форме
Шестнадцатеричная
система наиболее удобна для промежуточного представления информации.Сложение двоичных чисел подобно сложению десятичных «столбиком».
Вычитание двоичных чисел производится с использованием дополнительного кода.
