2. Контроллеры. Логические элементы

Контроллер (от англ. tо соntrоl — управлять)— электронная схема, обеспечивающая управление устройствами компьютера.

Логические элементы - элементарные устройства цифровой техники, предназначенные для реализации элементарных операций над логическими переменными. Для реализации операций над логическими переменными, которые могут иметь только два значения 0 и 1, применяют технические устройства, которые могут находиться в одном из двух состоянии. Такими техническими устройствами являются различного рода ключевые элементы, которые могут находиться в одном из двух состояний: включено и выключено. Логические элементы выполняют логическую функцию (операцию) над входными сигналами (операндами, данными).

Ключевые элементы могут иметь различную физическую природу: пневматический ключевой элемент - клапан на пневмопроводе, что может находиться в двух состояниях - закрытом и открытом, гидравлический ключевой элемент - клапан на трубопроводе с жидкостью, который также может быть открыт или закрыт. Известные устройства, выполняющие довольно сложные логические операции, построенные на основе пневматических ключевых элементов.

Однако наибольшее распространение получили логические устройства на основе электрических ключевых элементов. Электрический ключ может быть механической действия, когда электрический круг замыкается или размыкается вручную с помощью электрического выключателя или кнопки. Электрический ключ механического воздействия применяется для реализации простейших логических функций на передних панелях электрических устройств и измерительных приборов, задавая различные режимы их работы.

Более совершенным электрическим ключом является электромагнитное реле. До изобретения и широкого применения электронных ключевых элементов электромагнитные реле были основным элементом для реализации устройств обработки цифровой информации.

Виды электронных логических элементов

В наше время для реализации логических функций и операций применяются устройства, построенные на основе электронных ключевых элементов: биполярных и полевых транзисторах, которые работают в ключевом режиме.

Логические переменные и функции могут иметь, как известно, только два значения - 0 и 1. В технических устройствах значение логического 0 реализуется уровнем напряжения от 0 В до 0,8, а значение логической 1 - уровнем напряжения 2,4 ... 5 В.

Проверь себя

1. Что такое контроллер?

2. Что такое логические элементы?

3. Какие логические устройства получили наибольшее распространение?

3. Элементная база современных компьютеров.

  Элементная база – это элементы электронных систем.

Современные компьютеры продолжают строиться на основе микропроцессоров, так как данная технология является относительно дешевой и при этом позволяет достичь значительной производительности. Суперкомпьютеры же разрабатываются на основе искусственных нейронных сетей, которые используют массовый параллелизм и способность к обучению и обобщению на основе большого количества взаимосвязанных процессоров невысокой вычислительной способности.

Н ейрокомпьютеры – вычислители нового класса, активное развитие которых обусловлено объективными причинами, связанными с одной стороны с принципиальными этапами развития современной технологии элементной базы, в основном определяющей развитие архитектуры любой ЭВМ, а с другой стороны практическими требованиями все быстрее и дешевле решать конкретные задачи.