Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Назначение типовых элементов



Цифровая вычислительная машина состоит из трех основных функциональных устройств: процессорного, ввода и вывода, запоминающего. Эти устройства взаимодействуют, т.е. каждое из них выполняет определенные функции и обменивается с другими устройствами информацией. При этом все они вместе образуют систему. Под системой будем понимать совокупность устройств различного назначения, взаимодействие которых позволяет получить новое качество, которым не обладало ни одно из этих устройств. Каждое из основных функциональных устройств может состоять из более простых функциональных узлов. Простые функциональные узлы состоят из отдельных элементов. Соединение элементов и их взаимодействие приводит к появлению нового качества. Поэтому простой функциональный узел также является системой. Аналогично и объединение нескольких простых функциональных узлов, каждое из которых выполняет несложную функцию, позволяет получить то или иное основное функциональное устройство, выполняющее уже более сложную функцию.

Поскольку в цифровой вычислительной машине информация представлена в двоичной форме, т.е. в виде набора (нескольких разрядов) нулей и единиц (двух условных знаков), то элементом будем считать простейшую часть, выполняющую какую-либо операцию с условным знаком, который находится в одном разряде. Какие же функции (т.е. какие преобразования или какую обработку) должны выполнять эле­менты вычислительной техники? Прежде всего, это логические и арифметические операции. Кроме того, это запоминание и хранение условного знака (нуля или единицы). Несколько логических элементов могут выполнять преобразование сразу в нескольких разрядах, поэтому они способны обрабатывать уже всю двоичную комбинацию (слово или число) целиком. Нескольким логическим элементам под силу более сложные логические операции. Такие элементы представляют собой уже простые функциональные узлы. К типовым элементам вычислительной техники будем относить и собственно элементы, и простые функциональные узлы.

Таким образом, цифровые вычислительные машины представляет собой систему, состоящую из основных функциональных устройств. Основное функциональное устройство также представляет собой систему (будем называть ее подсистемой, поскольку она входит в состав более крупной системы), состоящую из типовых элементов вычислительной техники, к которым кроме собственно элементов отнесем построенные из них простые функциональные узлы.

В процессорном устройстве, или процессоре, выполняются арифметические и логические операции. В его состав кроме логических элементов входят преобразователи информации, представленной в виде двоичных комбинаций. Такие преобразователи называются шифраторами и дешифраторами, а общее для них название — кодирующие и декодирующие элементы. Для преобразования двоичных комбинаций в аналоговый (непрерывный) сигнал служат цифроаналоговые преобразователи, для обратного преобразования — аналого-цифровые. Обычно такие преобразователи используют в устройствах ввода информации в ЭВМ. С их помощью вводится информация от различных датчиков, измеряющих температуру, давление, расход, скорость и другие различные параметры. Эта информация нужна в системах автоматического управления технологическими и производственными процессами.

Сначала были созданы аналоговые системы автоматического управления и регулирования, датчики для которых имели аналоговые выходные сигналы. С появлением цифровой вычислительной машины одной из наиболее эффективных областей их применения стало автоматическое управление. Но для того чтобы цифровые вычислительные машины могли воспринимать («понимать») сигналы от уже существовавших датчиков, потребовались преобразователи аналогового сигнала в цифровой, т.е. в двоичную кодовую комбинацию. Эту задачу и выполняют аналого-цифровые преобразователи. Получив необходимую информацию отдатчиков, управляющая цифровая вычислительная машина обрабатывает ее и вырабатывает регулирующее воздействие для подачи на исполнительные устройства в системе автоматики. Большинство исполнительных устройств имеют в своем составе электродвигатели, подавляющая часть которых питается обычным непрерывным (постоянным или переменным) напряжением. Для того чтобы исполнительные устройства воспринимали выработанное управляющей цифровой вычислительной машиной регулирующее воздействие, и служат цифроаналоговые преобразователи, используемые в устройствах вывода.

В настоящее время аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи шире всего применяются в цифровой телефонии. Вначале для передачи голосовых сообщений по проводам использовались только аналоговые сигналы. В городах были проложены миллионы проводных линий от телефонных аппаратов к телефонным станциям. Стремление уменьшить число этих линий, обеспечить передачу по одной паре проводов нескольких одновременно ведущихся разными абонентами разговоров привело специалистов телефонной связи к идее преобразования аналогового сигнала в цифровой двоичный код. Независимо от специалистов в области вычислительной техники ими были разработаны соответствующие преобразователи и средства уплотнения каналов связи. А во второй половине XX в. оказалось, что достижения в областях вычислительной техники и цифровой телефонии можно направить на общее дело и получить в итоге всемирную сеть, которая объединяет миллионы ЭВМ с помощью телефонных проводов и иных каналов, связывающих телефонные аппараты с телефонными станциями.

Для уплотнения каналов связи служат мультиплексоры, объединяющие для передачи по одной линии информацию от многих источников. После прохождения этой информации по общему каналу связи она должна быть распределена уже по соответствующим потребителям. Для этого применяются демулыпиплексоры.

Полученная в результате обработки в процессоре новая информация должна быть сохранена, записана. Для хранения одного разряда двоичной комбинации служат триггеры. Для хранения всей комбинации, т.е. нескольких разрядов, используются регистры, состоящие из нескольких триггеров. В регистрах может выполняться и обработка двоичной информации. Поэтому на базе регистров могут быть построены счетчики, регистры сдвига, сумматоры.

В процессе обработки информации часто возникает задача сравнения различных сигналов по величине. Для этого служат компараторы.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.