Дмитрий Владимирович Фомин - Основы компьютерной электроники

и
математических методах используемых при создании компьютеров, но и дать
четкое представление об их тесной и неразрывной взаимосвязи. Поэтому в
учебном пособии рассматривается большой спектр материала, связанного с
компьютером, предложенный в сжатом виде, но вполне достаточный для
понимания роли каждого из рассматриваемых объектов, в системе построения
вычислительной цифровой техники.
Особое внимание уделяется вопросам, связанным с будущим развитием
компьютерной электроники, проблемам, которые стоят перед ней в настоящий
момент, и перспективам по их разрешению.
Данное учебное пособие можно рассматривать и как план для более
углубленного изучения, каждой из освещаемых тем, касающихся основ
компьютерной электроники.
В конце каждой главы предлагаются вопросы для самопроверки,
призванные закрепить знания обучаемого и еще раз подчеркнуть наиболее
важные моменты пройденного материала.
Учебное пособие может быть полезно не только студентам, но и
школьникам, проходящим обучение в профильных классах информационной
направленности.

5

Глава 1. Понятие о сигнале
Составной частью всех электронно­вычислительных
машин (ЭВМ),
различных модулей автоматизированных систем управления являются
цифровые устройства, которые выполняют обработку, хранение и передачу
информации.
Информация - это отражение окружающего нас реального мира. Более
специфичное определение информации дает наука информатика
совокупность фактов, явлений и событий, представляющих интерес и
подлежащих регистрации и обработке.
Восприятие информации происходит посредством ее носителей - речи,
текста, цифр и т.п.; которые сами по себе не являются информацией, аслужат
лишь элементами для ее переноса.
В электронике информацию, воплощенную и зафиксированную в
некоторой материальной форме, называют сообщением и передают с помощью
сигналов.
При передаче сообщений используют различные физические процессы
(электрический ток, световой поток и др.), которые могут существовать сами по
себе или использоваться для других целей, как, например, для передачи
энергии. И л и ш ь в случае, когда какая-либо физическая величина этих
процессов несет в себе информацию, говорят, что такой процесс является
сигналом. Именно в этом смысле используются понятия: электрический сигнал,
световой сигнал и т . д . Итак, электрический сигнал - не просто электрический
ток, аток, величина которого несет в себе определенную информацию.
1.1. Виды сигналов
Среди множества сигналов можно выделить два основных типа,
используемых для передачи, обработки и хранения информации
это
аналоговый и дискретный сигналы (рисунок 1.1).
Аналоговый или непрерывный сигнал представляет собой определенный
для любого
момента времени и по амплитуде процесс, а п о с к о л ь к у
порождающие такие сигналы физические процессы, обычно сами являются
непрерывными, этим объясняется, почему сигналы такого типа и называются
еще аналоговыми, т.е. аналогичные порождающим их процессам.
*(0л

x(t)

il

iK-riïl

0

t

a)

M MMMMMMM I

1

6)

Рисунок 1.1 - Виды сигналов: аналоговый (а) идискретный (б) сигналы.
6

Аналоговый сигнал всегда является функцией времени x(t). Причем эта
функция может принимать любые вещественные значения в диапазоне
изменения аргумента /.
Дискретным
называют сигнал, определенный только в отдельные
(дискретные) моменты времени, например, через одну миллисекунду. Каждое
значение дискретного сигнала может быть представлено числом любой
приемлемой системы счисления. В цифровых системах представление
дискретных значений сигнала числом, называют кодированием.
1.2. Преобразование аналоговых сигналов в цифровые сигналы
Любой аналоговый сигнал можно привести к дискретной, азатем, после
кодирования к цифровой форме. Это широко используется в компьютерной
электронике, которая построена на использовании в основном цифровых
устройств и поэтому оперирует дискретными значениями. Помимо этого
информацию в цифровом виде легче хранить, а также передавать практически
без потерь по современным линиям связи.
Преобразование аналогового сигнала в дискретный состоит из двух
этапов: дискретизации по времени и квантовании по амплитуде (рисунок 1.2).
Дискретизация по времени означает, что сигнал представляется --">