ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ АЛГЕБРЫ ЛОГИКИ

Эквивалентность формул

   Две формулы булевой алгебры равносильны (равны, эквивалентны),

если равны сопоставляемые им функции (т.е. они принимают одинаковые значения на всех наборах значений аргументов).

Аналого-цифровое преобразование

   В общем случае состоит из 3-х этапов:

           1. Дискретизация

           2. Квантование по уровню

           3. Кодирование

   Для преобразования нужно выполнить две операции:

1. Дискретизация состоит в разбиении оси времени на интервалы – дискреты.

2. Квантование состоит в разбиении оси амплитуд на кванты.

Дискретизация

   - это преобразование функции непрерывного времени в функцию дискретного времени, а сам процесс дискретизации состоит в замене непрерывной функции ее отдельными значениями в фиксированные моменты времени.

Равномерная и неравномерная дискретизация

Равномерная - длительность   интервалов между отсчетами Тg    постоянна,

 Неравномерная - различна

Период дискретизации

Тд=1/2Fв

Fв– высшая частота в спектре частот сигнала

Квантование

       - преобразование сигнала с непрерывной шкалой значений в сигнал, имеющий дискретную шкалу значений.

Аналого-цифровое преобразование

1 Разбиваем ось времени на дискреты.

2. Делим весь диапазон на кванты с шагом квантования (h).

3. Производится замена любого мгновенного значения из конечного множества разрешенных значений (уровней квантования)

Результаты аналого-цифровое преобразования

Передается тот уровень квантования, который был превышен аналоговым сигналом последним.

Цифровой сигнал имеет ступенчатый характер и отстает от аналогового сигнала.

Преобразование из аналоговой формы в цифровую выполняется с некоторой ошибкой, называемой ошибкой дискретизации.

Какой же величины следует выбирать дискреты и кванты, чтобы преобразование не привело к потере информации?

   Любой изменяющийся во времени сигнал можно представить его спектром, состоящим из множества синусоид на различных частотах с соответствующими амплитудами.

Разработка аналого-цифровых преобразователей

   Интонации человеческой речи вполне удовлетворительно передаются в полосе частот 400 Гц, следовательно для преобразования в цифровую форму человеческой речи для передачи по телефонному каналу достаточно брать отсчеты с частотой 800 Гц,

   Величина дискрета = ?

Функциональная и структурная организация ЭВМ

Архитектура ЭВМ

   - это логическая организация, состав и назначение ее функциональных средств, принципы кодирования, то есть все то, что определяет процесс обработки информации на ЭВМ.

Фон Неймановская архитектура

   Структура ЭВМ – совокупность элементов компьютера и связей между ними.

   Для того, чтобы ЭВМ была универсальным и эффективным устройством обработки информации, она должна строится в соответствии с принципами фон Неймана

Принципы фон Неймана

Архитектура фон Неймана

1. Арифметико-логическое устройство (АЛУ)

2. Устройство управления (УУ)

3. Запоминающее устройство (ЗУ)

4. Внешние устройства для ввода и вывода информации.

Память

Память в целом предназначена для хранения как данных, так и программ их обработки:

согласно фундаментальному принципу фон Неймана, для обоих типов информации используется единое устройство.

   Память – «узкое место» фон Неймановской архитектуры из-за ее отставания по быстродействию от процессора.

   При создании системы памяти постоянно приходится решать задачу обеспечения требуемой емкости и высокого быстродействия за приемлемую цену.

Процессы обращения к памяти

   ЗУ состоит из множества запоминающих элементов(ЗЭ) с 2-мя устойчивыми состояниями: 1 или 0.

   ЗЭ группируются в ячейки для хранения слов. Поиск слов в памяти производится по адресу.

Основные типы памяти:

•Основная память

•Кэш-память

•Внешняя память

•Регистровая память

Основная память

   Предназначена для оперативного хранения и обмена данными, непосредственно участвующими в процессе обработки.

Реализуется в виде интегральных схем и подразделяется на 2 вида:

- Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

- Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

Архитектура фон Неймана

       Процессор - главное устройство компьютера, в котором происходит обработка всех видов информации.

   Другой важной функцией процессора является обеспечение согласованного действия всех узлов, входящих в состав компьютера.

   Наиболее важными частями процессора являются АЛУ и УУ.

   Каждый процессор способен выполнять вполне определенный набор универсальных инструкций, называемых чаще всего машинными командами.

   Работа ЭВМ состоит в выполнении последовательности таких команд, подготовленных в виде программы.

Процессор способен:

   - организовать считывание очередной команды,

   - ее анализ и выполнение,

   - при необходимости принять данные

   - отправить результаты их обработки на требуемое устройство.

   - выбрать, какую инструкцию программы    исполнять следующей, причем результат    этого выбора часто может зависеть от обрабатываемой в данный момент    информации.

Методы организации оперативной памяти

1. Метод строк/колонок

- ОП представляет собой матрицу

   разделенную на строки и колонки.

- При обращении к ОП одна часть адреса определяет строку, а другая - колонку матрицы.

- Ячейка матрицы, оказавшаяся на пересечении выбранных строки и колонки считывается в память или обновляется ее содержимое.

Метод статических колонок

- Информация, относящаяся к какой-либо программе, размещается в колонке.

- Последующее обращение к данной программе происходит в ту же самую колонку.

- За счет статичности части адреса (ее не надо передавать по адресной шине) доступ к данным осуществляется быстрее.

Метод чередования адресов

- Считывание (или запись) происходит информации не по одному, а сразу по нескольким адресам: i, i+1, i+2 и т.д.

- Количество одновременно опрашиваемых адресов, по которым происходит считывание информации, определяет кратность чередования адресов, что соответствует количеству блоков ОП.

- На практике обычно используется 2-х или 4-х кратное чередование адресов.