1. Способы представления цифровой информации. Основные характеристики элементов эвм. Логическая модель элементов с потенциальным представлением информации.

Два способа представления двоичного алфавита: 1) Потенциальный; 2) Импульсный. Потенциальное: Задаются два уровня напряжения. Возможны различные подходы. Например, высокому уровню мы можем сопоставить значение "1", а низкому уровню - значение "0".Это будет так называемая положительная логика. Если наоборот - отрицательная логика. Если взять какой-то промежуточный момент времени, c уровнем напряжения, который находится между уровнем "1" и уровнем "0" - это полная неопределённость. Импульсное: В тактовый момент времени возникает кратковременный импульс - либо импульс тока, либо импульс напряжения. Если в определённые моменты времени (такты) регистрируется импульс - это соответствует сигналу "1"; если импульса нет - это соответствует "0".Такое представление информации соответствует биполярному представлению импульсов - импульсы либо положительной полярности, либо вовсе отсутствуют. Возможно ещё представление информации в импульсном виде с использованием двухполярных импульсов (импульсов различных полярности): импульс отрицательной полярности соответствует "0", положительной полярности - единице.

Синхронизация сигналов: Для потенциального и биполярного импульсного представления информации необходимо обязательно наличие синхросигналов. Без наличия этих сигналов информация не будет восприниматься. Если будем использовать двухполярное импульсное представление информации, то такое представление является самосинхронизирующимся. Здесь тактовый момент времени можно всегда сопоставить с наличием импульса - наличие импульса говорит о том, что возник тактовый момент времени. Потому как и при "1", и при "0" всегда возникает импульс. То есть способы представления импульсов можно разделить на два больших класса - самосинхронизирующиеся и несамосинхронизирующиеся.

Элементная база: При проектировании цифровых устройств используется три вида элементов: 1) Логические элементы. Характеризуют переключательные функции - то есть функции, которые имеют область значений, лежащую в рамках двоичного алфавита. Аргументом для логических функций тоже являются двоичные сигналы. 2) Элементы памяти (элементы, способные сохранять информацию). Элементы памяти построены либо на активных компонентах, либо на пассивных компонентах. Триггерные схемы - это память на активных элементах. Пассивным элементом памяти является магнитный носитель информации. 3) Вспомогательные элементы. Вспомогательные элементы выполняют функции, например, начального генератора тактовых импульсов, схема формирования сигналов (по длительности, по амплитуде) - установление формы сигнала, установление мощности.

Классификация цифровых элементов: Все цифровые элементы делятся на 2 класса: комбинационные схемы (КС) и последовательностные схемы. Комбинационные схемы не зависят от времени; состояние выходов однозначно определяется только комбинацией входных сигналов: F1 = f(X1,..., Xn). Примеры КС: логические; комбинационный сумматор (SM), шифраторы, дешифраторы (DS - на выходе - унитарный код: 001000 или 110111), мультиплексор (MUX - коммутатор - коммутирует один из входов на выход), демультиплексор (DMX).Последовательностные схемы - схемы с предысторией и памятью, состояние выходов у которой определяется комбинацией входных сигналов и их комбинацией в предыдущие моменты времени. Примеры последовательностных схем: триггеры (T); регистры (RG); счётчики (CT), элементы памяти.

Основные характеристики элементов ЭВМ:

1.быстродействие (число команд, выполняемых ЭВМ за одну секунду).

2.надёжность (способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного периода времени).

3.наличие памяти (оперативной, внешней) и её объём (возможно, скорость).

4.производительность (объем работ, осуществляемых ЭВМ в единицу времени).

5.точность (возможность различать почти равные значения).

6.достоверность (свойство информации быть правильно воспринятой).