Тема 1.2 Представление информации в эвм

Виды информации и способы ее представления в ЭВМ. Классификация информационных единиц, обрабатываемых ЭВМ. Типы данных, структуры данных, форматы файлов. Числовые и нечисловые типы данных и их виды. Структуры данных и их разновидности.

Кодирование символьной информации. Символьные коды: ASCII, UNICODE и др.

Кодирование графической информации. Двоичное кодирование звуковой информации. Сжатие информации. Кодирование видеоинформации. Стандарт MPEG.

Студент должен

знать:

• виды информации;

• способы представления каждого вида информации в ЭВМ;

• типы данных;

• структуры данных;

• форматы файлов.

Раздел 2 Архитектура и принципы работы основных логических блоков вычислительных систем (вс)

Тема 2.1 Логические основы эвм, элементы и узлы

Базовые логические операции и элементы. Таблицы истинности. Логические узлы ЭВМ и их классификация. Сумматоры, дешифраторы, шифраторы, мультиплексоры. Триггеры: УГО и таблицы истинности RS-, JK- и Т-триггера. Регистры.

Элементами ЭВМ называют устройства, выполняющие логические функции, запоминающие информацию, преобразующие её и формирующие и усиливающие сигналы.

В качестве устройства, запоминающего информацию в элементах, используют триггер - устройство, обладающее двумя устойчивыми состояниями. Одно состояние триггера принимается за логическую 1, а другое за логический 0. По способу переключения и по закону функционирования триггеры можно разделить на следующие группы: RS-триггеры с раздельной установкой 0 и 1, D-триггеры задержки, универсальные JK-триггеры, счётные Т-триггеры.

Условное графическое обозначение (УГО) RS-триггера приведено на рисунке 2

Рисунок 2 – RS – триггер с прямыми входами. УГО

Выход триггера принято обозначать буквой Q. Состояние триггера определяется логическим уровнем на этом выходе

Триггер, как правило, имеет два выхода: прямой и инверсный .Состояние триггера определяется логическим уровнем на его прямом выходе.

Значение на инверсном выходе всегда противоположно значению на прямом выходе.

Название триггеров определяется первыми буквами английских слов: S (set - установить); R (reset - выключить): Т (toggle - релаксатор); J (jerk - резко включить); К (kill - резко выключить): D (delay - задержка).

RS-триггеры с раздельной установкой 0 и 1. Простейший RS-триггер имеет два входа: R и S. При комбинации входных сигналов S=1, R=0 триггер устанавливается в единичное состояние Q=l, при входных сигналах S=0, R=l - в состояние Q=0, при S=0, R=0 триггер сохраняет своё состояние. Если на входы: R и S подать 1, то его выходной сигнал не определён, так как триггер при этом находится в неустойчивом состоянии. В связи с этим комбинация входных сигналов R=l, S=1 для RS-триггера является запрещённой.

На рисунке 3 приведены принципиальные схемы RS-триггеров, реализованных на элементах И-НЕ, ИЛИ-НЕ.

а) б)

Рисунок 3 – RS-триггер. Схемы принципиальные

а) с прямыми входами

б) с инверсными входами

Синхронный (тактируемый) RS-триггер имеет управляющий сигнал С на входе (clock - основная синхронизация), который при С=1 разрешает переключение по закону RS-триггера, при С=0 триггер сохраняет своё состояние.

D-триггер задержки. D-триггер имеет один информационный вход D и вход для синхронизирующего импульса С. Основное назначение D-триггера - задержка и хранение сигнала, поданного на вход D при С=1.

Его УГО приведено на рисунке 4.

Рисунок 4 – D – триггер. УГО

JK-триггер универсальный. JK-триггер работает по правилу RS-триггера и отличается от последнего тем, что комбинация сигналов J=K=1 не является запретной. При этих сигналах JK -триггер изменяет своё состояние на обратное тому, в котором он находился. Условное графическое обозначение этого триггера приведено на рисунке 5.

Рисунок 5 – JK-триггер. УГО

Студент должен

знать:

• базовые логические элементы;

• классификацию цифровых устройств;

• основные логические узлы ЭВМ;

• УГО основных логических узлов.

уметь:

• составлять таблицы истинности;

• составлять схемы простых логических узлов ЭВМ.