
- •1. Математические и логические основы вычислительной техники
- •1.1. Основные сведения об электронно-вычислительной технике
- •1.1.1. Классификация эвм
- •1.1.2.Основные характеристики эвм
- •1.2. Виды информации и способы представления ее в эвм
- •1.2.1.Сигналы импульсных и цифровых устройств
- •1.2.2.Системы счисления
- •1.2.3. Правила двоичной арифметики
- •1.2.4. Основные логические операции
- •Операция импликация
- •Операция запрет
- •1.2.5.Законы алгебры логики
- •1.2.6. Основной базис алгебры логики
- •1.2.7. Нормальные и совершенные нормальные формы логических функций
- •1.2.8. Минимизация логических функций методом Квайна
- •1.2.9.Синтез логических устройств в базисах «или-не», «и-не»
- •Некоторые особенности построения схем логических устройств
- •1.2.10. Минимизация логических функций методом карт Вейча
- •1.3. Логические элементы эвт
- •1.3.1. Классификация и система обозначений цифровых микросхем
- •1.3.2. Условные графические обозначения цифровых микросхем
- •1.3.3. Параметры логических элементов
- •1.3.4. Базовые логические элементы
- •Базовый ттл-элемент и—не
- •Базовый эсл-элемент или/или—не
- •Базовый кмоп-элемент или—не
- •Сравнительная оценка базовых логических элементов
- •2.Типовые узлы и элементы вычислительной техники
- •2.1. Типовые комбинационные цифровые устройства
- •2.1.1. Шифратор (кодер)
- •2.1.2. Дешифратор (декодер)
- •Расширение разрядности дешифратора
- •2.1.3. Мультиплексор
- •Расширение разрядности мультиплексора
- •2.1.4. Демультиплексор
- •Расширение разрядности демультиплексора
- •2.1.5. Сумматор
- •Многоразрядные двоичные сумматоры
- •Программируемая логическая матрица
- •2.2. Последовательностные цифровые устройства
- •2.2.1. Интегральные триггеры
- •Асинхронный rs триггер с инверсными входами.
- •Синхронный rs – триггер.
- •Микросхема к555тр2
- •Микросхема к155тв9
- •Микросхема к155тм 2
- •2.2.2. Регистры Общие сведения
- •Параллельно-последовательный регистр
- •2.2.3. Счетчики
- •Микросхема к155ие7
- •2.2.4. Полупроводниковые запоминающие устройства
- •Условные обозначения ис зу
- •Оперативное запоминающее устройство
- •Принцип наращивания емкости памяти
- •Постоянные запоминающие устройства
- •Перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства
- •2.2.5. Аналого-цифровое преобразование информации Принцип аналого-цифрового преобразования информации
- •Цап с резисторной матрацей r—2r
- •Аналого-цифровой преобразователь последовательного счета
- •Времяимпульсный аналого-цифровой преобразователь
- •Параметры аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей
Микросхема к155ие7
Микросхема К155ИЕ7 представляет собой 4 – х разрядный реверсивный двоичный счетчик.
Назначение выводов:
D0 – D3 - Информационные входы.
РЕ – инверсный вход разрешение параллельной загрузки. Если на нем действует логический «0», то информация с входов D0 – D3 загружается в счетчик и появляется на выходах Q0 – Q3.
R - прямой вход сброса.
Сu. - вход счета на увеличение
Сd – вход счета на уменьшение.
ТСu – ТСd – выходы переноса при счете на увеличение и на уменьшение.
2.2.4. Полупроводниковые запоминающие устройства
Устройство памяти предназначено для последовательной записи, хранения и последовательной выдачи (чтения) массивов данных. В соответствии с этим возможны три режима работы памяти в любой последовательности: запись, хранение и чтение.
Запоминающее устройство содержит некоторое число N ячеек, в каждой из которых может храниться слово с определенным числом разрядов n. Ячейки последовательно нумеруются двоичными числами. Номер ячейки называется адресом. Если для представления адресов используются комбинации m-разрядного двоичного кода, то число ячеек может составлять M=2n .
Важнейшими характеристиками ЗУ являются его информационная емкость и быстродействие.
Емкость памяти определяет количество информации, которая может храниться в памяти, и выражается в битах или байтах. Например, если память ЭВМ составляет 64 Кбайт, это означает, что она может хранить 64*1024 восьмиразрядных слов (К= 1024).Емкость можно определять произведением N и n: М= N * n. В настоящее время выпускаются микросхемы ЗУ с емкостью до сотен и более Кбит.
Быстродействие ЗУ определяется продолжительностью обращения к нему. Время обращения to при записи слова складывается из времени поиска слова tn, стирания ранее записанного слова tст (при необходимости) и записи нового слова tзп, т.е. to=tn+tст+tзп. При чтении время обращения к ЗУ складывается из времени поиска слова tn , чтения слова tчт и его восстановления в памяти tвосст (при необходимости), т.е. to=tn+tчт+tвосст.
Запоминающие устройства разделяют: по использованию – на внешние и внутренние; по назначению – на сверхоперативные, оперативные, постоянные, буферные; по физическим принципам действия – на магнитные и полупроводниковые; по способу хранения информации – на статические и динамические; по способу доступа к заданному месту хранения (к ячейки памяти) – с последовательным, циклическим и произвольным доступом; по характеру обращения – с адресным, безадресным и ассоциативным обращением.
Для получения в ЭВМ одновременно большой информационной емкости и высокого быстродействия используется иерархический принцип построения памяти. Адресное пространство ЭВМ или вычислительной системы (ВС) представлялось в виде адресного пространства некоего абстрактного ЗУ, называемого виртуальным, т.е. кажущимся ЗУ. Для обращения к такому ЗУ используется соответственно виртуальные адреса.
В иерархической структуре и памяти можно выделить следующие уровни.
Сверхоперативные ЗУ (СОЗУ). Их быстродействие соизмеримо с быстродействием устройств, выполняющих самые быстрые операции над операндами. Информационная емкость СОЗУ обычно небольшая. Сверхоперативные ЗУ необходимы для того, чтобы обращение к памяти за операндами не приводило к увеличению времени выполнения операций. С целью сокращения длины линий связи СОЗУ обычно не являются самостоятельными устройствами и аппаратурно относятся к тем или иным процессорным устройствам.
Оперативные ЗУ (ОЗУ). Они предназначены для хранения данных и программ текущих вычислений, а также данных и программ, к которым следует перейти, если в ходе вычислительного процесса возникнет прерывание. Информационная емкость ОЗУ значительно выше информационной емкости СОЗУ, а быстродействие соизмеримо со средним временем выполнения операций.
Внешние ЗУ (ВЗУ). Они предназначены для хранения больших массивов информации, например, всего математического обеспечения вычислительных систем. Данные программы, хранящиеся во внешних ЗУ, непосредственно не используются в вычислительном процессе, а передаются предварительно из ВЗУ в ОЗУ. В качестве внешних ЗУ чаще всего используют накопители информации на магнитных лентах (ННЛ) и дисках (ННД).
Буферные ЗУ. Для промежуточного хранения данных и команд между группами устройств, работающих неравномерно и с разной скоростью.
В вычислительных системах распространены также постоянные (односторонние) ЗУ (ПЗУ). Такие ЗУ предназначены только для хранения и чтения неизменяемой информации (программы, константы, таблицы, микропрограммы и т.п.). ПЗУ в зависимости от назначения могут быть отнесены к любому уровню памяти. Информация в них записывается один раз при изготовлении, а при работе только прочитывается.