Цифровая схемотехника. Обработка, хранение, передача информации

Сентябрь 14, 2022

Главная
Алгебра
Цифровая схемотехника. Обработка, хранение, передача информации

Содержание

2. Объект ИНФОРМАЦИЯ Обработка Хранение Передача
3. Информация Представление информации Слово Рисунок Танец Книга Звук Электрический сигнал Жест
4. Аналоговая и цифровая информация Рыбаки. Михаил Марченков Аналоговый способ Цифровой способ
5. Аналоговый способ Достоинства Близость к окружающему миру Малая точность Недостатки
6. Точность аналогового способа Уровни сигналов задаются на области вещественных (действительных) чисел В любой сколь угодно малой
7. Воздействие внешнего мира Пример. Передача информации с помощью разности потенциалов. Причина – утечки, внешние воздействия (включая
8. Воздействие внешнего мира Накопление ошибок. Оригинал 1-я копия 2-я копия 3-я копия 4-я копия 100-я копия
9. Воздействие внутренних процессов Дрейф. Динамика размеров пойманной рыбы по воспоминаниям самого рыбака. Через год Через 2
10. Цифровой способ Достоинства Устойчивость к искажениям Необходимость взвешивания- аналого-цифрового преобразования Недостатки Любая точность Языки (протоколы и
11. Цифровой способ представления информации. Пример. Передача информации о пойманной рыбе. Лампочка Поймал – нажал кнопку. Лампочка
12. Логические уровни. Защитный промежуток В нашем случае не может быть сигналов в диапазоне 3÷9 В. Это
13. Логические уровни. Поиск неисправностей. Зная соглашение о логических уровнях можно начинать зарабатывать на ремонте цифровых устройств.
14. Логические уровни. Поиск неисправностей. Зная соглашение о логических уровнях можно начинать зарабатывать на ремонте цифровых устройств.
15. Запас помехоустойчивости Плохой случай. Запаса помехоустойчивости нет. Уровень выхода передатчика на пределе Уровень на входе приемника
16. Запас помехоустойчивости. Выходные логические уровни должны быть лучше допустимых входных значений. Нормально. Уровень выхода передатчика на
17. Запас по H Запас по L Пример – TTL уровни. Запас помехоустойчивости.
18. Запас помехоустойчивости. Восстановление сигнала. Деградация сигналов при прохождении по линии связи Восстановление сигналов при прохождении через
19. Обозначение логических уровней. В «положительной» логике. В «отрицательной» логике. Мы всегда будем работать в «положительной» логике
20. Увеличение объема передаваемой информации. Лампочка Поймал – нажал кнопку. Лампочка загорелась. Всего два уровня: 0 (не
21. Увеличение разрядности. Нумерация с 0
22. Кодовая таблица. 24=16 сортов 28=256 значений веса 12 проводов Все биты одинаково устойчивы к помехам Всего
23. Параллельная шина. Для передачи слова в N бит требуется один такт (интервал времени) Для передачи слова
24. Последовательная шина. Для передачи слова в N бит требуется N тактов Для передачи требуется одна сигнальная
25. Шестнадцатеричная форма записи двоичных слов 24=16 сортов 28=256 значений веса 12 проводов Всего 4096 строк (комбинаций)
26. Шестнадцатеричная форма записи двоичных слов Рыбак поймал рыбу и передал: 110100011001 Посмотрите на это слово и
27. Шестнадцатеричная форма записи двоичных слов Напишите по памяти. Получилось? Эксперимент
28. Шестнадцатеричная форма записи двоичных слов Надо что то делать 1101 0001 1001 Тетрады D 1 9
30. Скачать презентацию

Слайд 2

Объект
ИНФОРМАЦИЯ
Обработка
Хранение
Передача

Слайд 3

Информация
Представление информации
Слово
Рисунок
Танец
Книга
Звук
Электрический сигнал
Жест

Слайд 4

Аналоговая и цифровая информация
Рыбаки. Михаил Марченков
Аналоговый способ
Цифровой способ

Слайд 5

Аналоговый способ
Достоинства
Близость к окружающему миру
Малая точность
Недостатки

Слайд 6

Точность аналогового способа
Уровни сигналов задаются на области вещественных (действительных) чисел
В любой

сколь угодно малой ε-окрестности от вещественного числа V найдется другое вещественное число.

Истинное (абсолютно точное) значение сигнала может исказиться под влиянием внешнего воздействия с исчезающе малой энергией!

Слайд 7

Воздействие внешнего мира
Пример. Передача информации с помощью разности потенциалов.
Причина – утечки,

внешние воздействия
(включая сглаз, как влияние с близкой к нулю энергией)

Vin никогда не будет равно Vout

Слайд 8

Воздействие внешнего мира
Накопление ошибок.
Оригинал
1-я копия
2-я копия
3-я копия
4-я копия
100-я копия
Для сотой копии

все равно какой был оригинал.
Будут сплошные шумы.

Слайд 9

Воздействие внутренних процессов
Дрейф.
Динамика размеров пойманной рыбы по воспоминаниям самого рыбака.
Через год
Через

2 года

Через 3 года

Через 30 лет.
Он и сам верит!

Маленький но постоянный дрейф в размерах.
Никто не склонен преуменьшать свои заслуги.

Слайд 10

Цифровой способ
Достоинства
Устойчивость к искажениям
Необходимость взвешивания-
аналого-цифрового преобразования
Недостатки
Любая точность
Языки (протоколы и пр.)

Слайд 11

Цифровой способ представления информации.
Пример. Передача информации о пойманной рыбе.
Лампочка
Поймал – нажал

кнопку. Лампочка загорелась.
Всего два уровня:
Не горит.
Горит.

Должно быть соглашение об уровнях сигнала.
(Нельзя на 12-вольтовую лампочку подавать 220 В)

Если используется автомобильная лампочка, то естественно выбрать следующее:

Transmitter

Receiver

Слайд 12

Логические уровни.
Защитный промежуток
В нашем случае не может быть сигналов в диапазоне

3÷9 В.
Это принципиально!

Только помеха с достаточной энергией способна изменить сигнал с L на H (или наоборот).
Чем больше защитный промежуток – тем сильнее должна быть помеха.

ПРИНЦИПИАЛЬНОЕ ОТЛИЧИЕ ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ от АНАЛОГОВОЙ

Слайд 13

Логические уровни. Поиск неисправностей.
Зная соглашение о логических уровнях можно начинать зарабатывать

на ремонте цифровых устройств.

Логические уровни H

Логические уровни L

Короткие переходы

Уровни должны соответствовать соответствующим стандартным значениям.

Слайд 14

Логические уровни. Поиск неисправностей.
Зная соглашение о логических уровнях можно начинать зарабатывать

на ремонте цифровых устройств.

Неисправен источник

Неисправен приемник

Неисправна линия

Возможные причины

Слайд 15

Запас помехоустойчивости
Плохой случай. Запаса помехоустойчивости нет.
Уровень выхода передатчика на пределе
Уровень на

входе приемника вышел за пределы допустимого за счет небольшой помехи

Внешнее воздействие

Передача сигнала

Логические уровни источника

Логические уровни приемника

Слайд 16

Запас помехоустойчивости.
Выходные логические уровни должны быть лучше допустимых входных значений.
Нормально.
Уровень выхода

передатчика на пределе

Уровень на входе приемника в норме.

Внешнее воздействие

Передача сигнала

Слайд 17

Запас по H
Запас по L
Пример – TTL уровни.
Запас помехоустойчивости.

Слайд 18

Запас помехоустойчивости. Восстановление сигнала.
Деградация сигналов при прохождении по линии связи
Восстановление сигналов

при прохождении через цифровое устройство

Слайд 19

Обозначение логических уровней.
В «положительной» логике.
В «отрицательной» логике.
Мы всегда будем работать в

«положительной» логике

Слайд 20

Увеличение объема передаваемой информации.
Лампочка
Поймал – нажал кнопку. Лампочка загорелась.
Всего два

уровня:
0 (не горит) - рыбы нет
1 (горит) - поймал

Этого мало. Хочется знать тип рыбы и размер.

Слайд 21

Увеличение разрядности.

Нумерация с 0

Слайд 22

Кодовая таблица.
24=16 сортов
28=256 значений веса
12 проводов
Все биты одинаково устойчивы к помехам
Всего

4096 строк
(комбинаций)

Слайд 23

Параллельная шина.
Для передачи слова в N бит требуется один такт (интервал

времени)
Для передачи слова в N бит требуется шина шириной в N линий + GND

Для каждого бита отводится свой личный провод

Нулевой провод или «земля» (GND – ground).
Приемник определяет напряжение на информационных линиях относительно GND

Слайд 24

Последовательная шина.
Для передачи слова в N бит требуется N тактов
Для передачи

требуется одна сигнальная линия + GND

Все биты передаются по одному проводу последовательно

Слайд 25

Шестнадцатеричная форма записи двоичных слов
24=16 сортов
28=256 значений веса
12 проводов
Всего
4096 строк
(комбинаций)

Таблицу

в 4096 строк надо еще умудриться заполнить без ошибок.
Проблема в человеческом восприятии длинных однообразных последовательностей.

Слайд 26

Шестнадцатеричная форма записи двоичных слов
Рыбак поймал рыбу и передал:
110100011001
Посмотрите на это

слово и запомните

Эксперимент

Слайд 27

Шестнадцатеричная форма записи двоичных слов
Напишите по памяти.
Получилось?
Эксперимент

Слайд 28

Шестнадцатеричная форма записи двоичных слов
Надо что то делать
1101 0001 1001
Тетрады
D
1
9
D19h
Признак шестнадцатеричной

(гексагональной) системы представления

Так запомнить и записать без ошибок значительно проще

Словарь