8.2 Системы счисления

Системы счисления предназначены для представления чисел и выполнения действий над ними.

Системы счисления бывают двух типов: 1) позиционные; 2) непозиционные.

Непозиционная система счисления – это система счисления, в которой числа обозначаются символами.

В позиционных системах счисления вес каждой цифры зависит от позиции, которую занимает цифра или символ при записи позиционного числа.

К основным понятиям позиционных систем счисления относится основание (S) – количество цифр и/или символов, предназначенных для изображения чисел в данной системе счисления.

В настоящее время в ЦТ применяются системы счисления с основаниями 10-десятиричная, 2-двоичная, 8-восьмиричная, 16-шестнадцатиричная.

10-я система счисления применяется в программном обеспечении, как наиболее применяемая в математических вычислениях.

2-я с/с счисления применяется в связи с тем, что в ЦТ любая информация представляется в виде 0 и 1.

8-я с/с счисления – так как базовая единица информации в ЦТ 1байт=8бит.

16-я с/с счисления применяется для осуществления адресации данных в современной ЦТ.

Билет №9

9.1 Влияние R-C цепи на последовательность прямоугольных импульсов при условии: t_и на много (графики)

За время действия импульса конденсатор заряжен незначительно, а напряжение на резисторе практически не отличается от входного напряжения.

После окончания входного импульса конденсатор начинает разряжаться и на резисторе возникает отрицательный перепад напряжения.

По мере разрядки конденсатора отрицательное напряжение на резисторе уменьшается до 0.

Если напряжение снимается с резистора, то цепь называется разделительной (дифференцирующей). Происходит разделение по постоянному току источника напряжения и нагрузки.

Интегрирующей цепи, когда напряжение снимается с конденсатора, свойственно примерно линейное увеличение входного напряжения и такое же линейное уменьшение при воздействии на вход прямоугольного импульса и после прекращения его действия соответственно.

Графики см. в тетради по ЦСТ.

9.2 Сложение в двоичной системе

Сложение многоразрядных чисел осуществляется по правилам двоичной арифметики; особенность появляется при сложении двух единиц. При S=10₁₀ сумма двух единиц равна двум, что эквивалентно 10₂. Таким образом вместо одного разряда образуются два. В этом случае говорят, что при сложении образовалась единица переноса в старший разряд.

Иногда результат сложения превышает максимально возможное число и не вписывается в разрядную сетку, а возникающая единица переноса заносится в знаковый разряд. В этом случае знак результата становится противоположным знаку исходных слагаемых. Такое явление называется переполнением разрядной сетки.

Для выявления переполнения разрядной сетки производится сложение чисел в модифицированных кодах, когда под знак отводится не один, а два разряда.

Знаковые разряды результата сложения отличаются по значению, что и является показателем переполнения разрядной сетки. В дальнейшем без соответствующей коррекции этот результат не может быть использован в вычислениях. Введение нового масштабного коэффициента производится только над прямыми кодами чисел.

Пример… .

Билет №10

10.1 См. 9.1 при условии t_и на много

Напряжение на конденсаторе очень быстро достигает максимального значения и держится на этом уровне до окончания действия входного прямоугольного импульса.

Разрядка протекает быстро, поэтому импульсы напряжения на резисторе будут короткими, короче входных.

Такую цепь, когда напряжение снимается с резистора, называют не только разделительной (или дифференцирующей), но ещё и обостряющей. На практике её часто применяют для получения кратковременных импульсов.

Если потребуются импульсы одной полярности, то резистор шунтируют диодом.

Графики см. в тетради по ЦСТ.

10.2 Перевод из 2-й с/с счисления в 10-ю

Пример… .

Билет №11

11.1 Понятие логики. Виды логики

Способ соединения транзисторов между собой в пределах одной МКС называется логикой или базисом.

Виды логики:

• РЕЛ-резистивно-ёмкостная логика (ранний);

• РТЛ-резистивно-транзисторная (ранний);

• ДТЛ-диодно-транзисторная (переходный);

• ЭСЛ-эммиторно-связная (переходный);

• ТТЛ-транзисторно-транзисторная (современный);

• ТТЛШ-транзисторно-транзисторная Шотки (современный);

• КПОМ-комплементарная логика (современный);

• ИИЛ-инжекторно-интегральная логика (перспективы развития);

• FAST-логика (на 50% больше быстродействие, чем у ТТЛШ) (перспек);

• ALS (в 2 раза больше потребляемая мощность больше, чем у ТТЛ) (перспек).

11.2 Перевод из 10-й с/с счисления в 2-ю

Пример… .

Билет №12

12.1 Базовые логические элементы (И, ИЛИ, НЕ) см. в тетрадях по ЦСТ и МЛО

12.2 Вычитание в 2-й с/с счисления

Пример… .

Билет №13

13.1 КМОП-структура

Рисунок см. в тетради по ЦСТ. На рисунке показана схема защиты входа транзистора от перегрузок.

Некоторые серии МКС выполнены на МОП-транзисторах одного типа проводимости (устройства p или n-логики), однако достоинства их в полной мере раскрываются при совместном включении в структуру с каналами противоположных типов проводимости. Подобные структуры называются комплементарными (взаимодополняющими) и обозначаются КМОП (или КМДП), а устройства на их основе – приборами КМОП-логики. Особенность конструкции приборов КМОП-логики состоит в том, что транзисторы с каналами p или n-типа выполнены на общей подложке. Особый p-карман служит для электрической изоляции n-канального транзистора от подложки, имеющей тот же тип проводимости. Электрические и временные параметры обоих транзисторов близки.

Параметры МКС КМОП-структуры близки к идеальным: 1) в статическом режиме они практически не потребляют мощности; 2) имеют очень большое входное и малое выходное сопротивления; 3) высокую помехозащищённость; 4) большую нагрузочную способность; 5) хорошую температурную стабильность; 6) довольно высокое быстродействие.

Выходной сигнал практически равен напряжению источника питания. Комплементарные структуры допускают высокую плотность размещения элементов, что обеспечивает им преимущественное применение в БИС, представляющие собой законченные функциональные блоки из 1000 элементов на одном кристалле полупроводника. Современные МКС на КМОП-структурах работают в широком диапазоне питающих напряжений от 3 до 15 В, что позволяет питать их от различных источников, а также сопрягать по входам с МКС ТТЛ и операционными усилителями.