7. Що таке дворівневий код та як відбувається зображення інформації у вигляді двійкових чисел?

У сучасних цифрових радіоелектронних пристроях дискретна цифрова інформація подається і передається у вигляді дворівневих кодових слів,у яких електричний сигнал може мати тільки два рівня своїх значень – високий (В) та низький (Н), тобто їх також можна вважати булевими змінними і позначати U(B) як логічну одиницю “1”, а U(H) позначати як логічний нуль “0”.

Такий метод зручний тим, що для створення подібних сигналів можна використовувати звичайний електричний ключ – вимикач, який працює за принципом “замкнено-розімкнено”.

Для передачі інформації у вигляді електричних сигналів є код Бодо, у якому кожна кодове “слово” складається з певної кількості однакових прямокутних імпульсів. Якщо кодове “слово” складається з 5 імпульсів, то з них можна побудувати 32 неповторних комбінації, а якщо з 6 імпульсів – 64 комбінації. Нехай присутність імпульсу в n-тому розряді кодового слова Бодо відповідає логічній одиниці в n-тому розряді двійкового числа, а пропущений імпульс – відповідає логічному нулю. Так, наприклад, десяткове число 1110, яке у двійковій формі має вигляд 1011, можна зобразити кодовим словом, зображеним на рис. а, а кодовому слову, зображеному на

рис. б відповідає число 0101 = 5.

8. Проаналізуйте переваги та недоліки цифрової форми подання інформації.

На відміну від аналогової, головною перевагою цифрової форми

подання інформації є її висока стійкість до завад, шумів та спотворень.

Невеликі відхилення від дозволених значень не спотворюють цифровий

сигнал, і заваду, звичайно якщо вона менша за амплітуду імпульсу, легко

відокремити простим обмеженням, як це зображено на рис. Навіть тоді, коли імпульсна завада сумірна за амплітудою з імпульсом сигналу, її можна відрізнити, наприклад, за тривалістю. Саме тому цифрові сигнали допускають значно складнішу та багатоступінчасту обробку, значно триваліше зберігання без втрат та більш якісну передачу,ніж аналогові. Поведінку цифрових пристроїв завжди можна абсолютно точно розрахувати та передбачити. Цифрові пристрої значно повільніше старішають, оскільки невелике відхилення параметрів ніяким чином не впливає на їхнє функціонування. Цифрові пристрої легше проектувати та налагоджувати.

Проте у цифрових сигналів є один істотний недолік. Справа в тому, що на кожному із своїх дозволених рівнів цифровий сигнал повинен залишатися хоча б протягом якогось мінімального часового інтервалу, інакше його неможливо буде розпізнати. А аналоговий сигнал може приймати будь-яке своє значення протягом нескінченно малого проміжку часу. Можна сказати й інакше: аналоговий сигнал визначений у будь-який момент часу, а цифровий — тільки у виділені моменти часу. Тому максимальна швидкодія аналогових пристроїв завжди принципово більша, ніж у цифрових.

9. Які системи числення ви знаєте? Наведіть їхню порівняльну характеристику.

На відміну від звичного нам десяткового кодування чисел, тобто коду з

основою десять, при двійковому кодуванні в основі коду лежить число

два. Тобто кожна цифра коду (кожен розряд) двійкового коду може

набувати не десять значень, як у десятковому – 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 , 9,

а усього лише два – 0 та 1. Система позиційного запису залишається

тією ж, тобто праворуч пишеться наймолодший розряд, а ліворуч —

найстарший. Проте, якщо в десятковій системі вага кожного наступного

розряду більша за вагу попереднього у десять разів, то в двійковій

системі (при двійковому кодуванні) – в два рази. Наприклад, число 45610

можна розкласти за ступенями числа 10 таким чином:

45610=(4×102)+(5×101)+(6×100)=400+50+6.

Те ж саме число 45610 у двійковій системі матиме вигляд:

1110010002=(1×28)+(1×27)+(1×26)+(0×25)+(0×24)+(1×23)+(0×22)+(0×21)+(0×20)=

=256+128+64+0+0+8+0+0+0.

Таке зображення числа є зручне тим, що воно найкращим чином

відображає властивість електричного кола бути замкненим або

розімкненим. В електронно-обчислювальних машинах (ЕОМ) замкнений

стан, тобто наявність напруги високого рівня, є логічною одиницею (1), а

розімкнений стан – відсутність напруги, або її низький рівень, є логічним

нулем (0).

Двійковий розряд має назву біт (від англійського “bіnary dіgіt” –

двійкове число). Для багаторозрядних двійкових чисел існують

спеціальні назви: 4 біти – називають тетрада, 8 бітів – байт, 16 бітів –

слово.

Для того, щоб спростити та скоротити запис двійкових чисел, було

запропоновано так звану шістнадцяткову систему (шістнадцяткове

кодування). У цьому випадку усі двійкові розряди розбиваються на групи

по чотири розряди починаючи з наймолодшого (тобто на тетради), а

потім вже кожна група кодується одним символом. З табл. 6.3 видно, що

4-розрядне двійкове число може набувати 16 різних значень (від 0 до15). Тому кількість символів, що потрібна для шістнадцяткового коду також 16, звідси і назва коду. В якості перших 10 символів беруть цифри від 0 до 9, а потім використовують 6 початкових літер латинської абетки:A, B, C, D, E, F.

Значно рідше, ніж шістнадцяткове, використовується вісімкове

кодування (див. табл. 6.5), яке будується за тим же принципом, що і

шістнадцяткове, але двійкові розряди розбиваються на групи по три

розряди. Кожна група (розряд коду) позначається одним символом, що

може набувати вісім значень: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Окрім розглянутих кодів також існує і так зване двійково-десяткове

представлення чисел. Як і в шістнадцятковому коді, у

двійково-десятковому кожному розряду коду відповідає чотири двійкових

розряди, проте кожна група з чотирьох двійкових розрядів може

набувати не шістнадцять, а лише десять значень, які кодуються

символами 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Тобто одному десятковому розряду відповідає чотири двійкових. В результаті виходить, що запис чисел у двійково-десятковому коді нічим не

відрізняється від запису у звичайному десятковому коді, але реально це лише

спеціальний двійковий код, кожен розряд якого може набувати тільки два значення – 0 та 1. Двійково-десятковий код дуже зручний для організації десяткових цифрових індикаторів і табло.