Raqamli elektronikaga kirish

Raqamli elektronikaga kirish

Qadim zamonlardan beri, tsivilizatsiyaning boshidanoq, odamlar hisoblash zarurligini his qilishgan. Olimlarning fikricha, dastlab miqdorni tavsiflovchi tushunchalar paydo bo'lgan va shundan keyingina ob'ektlarning sifat xususiyatlarini bildiruvchi so'zlar paydo bo'lgan. Asta-sekin turli xil hisoblash tizimlari paydo bo'ldi va shakllandi. Qadim zamonlarda ham, bugungi kunda ham eng keng tarqalgani o'nlik sanoq sistemasidir. Bu oddiygina tushuntiriladi: odamning qo'lida o'nta barmog'i bor, ya'ni uning qo'llari cheklangan imkoniyatlarga ega, ammo doimo u bilan birga bo'lgan abakdir.
Hisoblash tizimlari ko'p, printsipial jihatdan har qanday raqam tizimning asosi bo'lishi mumkin, ammo ularning hammasi ham qulay va amalda qo'llanilmaydi. Seksagesimal tizim keng qo'llaniladi va vaqtni hisoblashda qo'llaniladi: 60 soniya = 1 daqiqa. 60 daqiqa = 1 soat va o'n ikkilik, sanash o'nlab tomonidan amalga oshirilganda va xuddi shu tizim Buyuk Britaniyada qabul qilingan pul tizimidir .
Bizni zamonamizdagi eng oddiy va keng tarqalgan ikkilik sanoq sistemasi qiziqtiradi. Shaxsiy kompyuterlardan tortib Cray-2 superkompyuterlarigacha bo'lgan barcha kompyuterlar, barcha kosmik boshqaruv, maishiy elektronika, radioeshittirish va televidenie raqamli formatda ishlaydi. Barcha raqamli texnologiyalarning asosi ikkilik sanoq sistemasidir.
Hammasi 17-asrda, isteʼdodli matematik Leybnits ikkilik sanoq sistemasini birinchi boʻlib taʼriflaganida boshlangan boʻlib, uni qadimgi Xitoy matematika risolalaridan oʻzlashtirgan deb hisoblaydi. 19-asr oʻrtalarida matematik D.Bul formal mantiq tushunchalari asosida algebra tenglamalarini chiqaradigan asar yozdi va nashr etdi. Faqat ikkita asosiy tushuncha bor edi: bayonot to'g'ri ( to'g'ri ) va bayonot noto'g'ri ( noto'g'ri ). Bu ish odatda mantiq algebrasi yoki mantiqiy algebra deb ataladi.
Va nihoyat, 20-asrning 30-yillarida Klod Shennon qiziqarli dissertatsiya himoya qildi. Uning mavzusi ibtidoiy qo'shimchali kompyuterni yaratish uchun o'rni va kalitlardan foydalanish edi. Barcha ishlash tamoyillari ikkilik arifmetik va mantiqiy algebra operatsiyalari yordamida amalga oshirildi. Darhaqiqat, barcha raqamli texnologiyalar ushbu dissertatsiyaga asoslanadi, ya'ni u raqamli elektronikaning ulkan daraxti o'sib chiqqan va o'sishda davom etayotgan urug' bo'lib xizmat qilgan.

Ikkilik sanoq sistemasi.

U faqat ikkita raqamdan foydalanadi: "1" va "0". Elektronika uchun qulayroq narsa yo'q. Haqiqatan ham: "1" - chiroq yonadi, kontakt yopiq, impuls bor. "0" - yorug'lik yoqilmagan, kontakt ochiq, puls o'rniga past potentsial mavjud. Ushbu ikki raqamdan foydalanib, istalgan raqamni ko'rsatishingiz mumkin.
Avvaliga bu noqulay bo'lib tuyulishi mumkin, chunki raqamlar juda uzun bo'lib chiqadi, ammo zamonaviy protsessorlarning tezligini va sekunddagi operatsiyalar sonini hisobga olsak, super kuchli kompyuterlarda 20 000 teraflopsgacha bo'lgan fantastik qiymatlarga erisha oladi . ifodalangan raqamlarning bit chuqurligi deyarli hech qanday rol o'ynamaydi. 1 teraflop - soniyada 1 trillion operatsiya.

Sonlarni o‘nlik sanoq sistemasidan ikkilik sistemaga o‘tkazish sonni ketma-ket 2 ga bo‘lish yo‘li bilan amalga oshiriladi.
Birinchi bo'linish eng kam muhim raqamni, oxirgi bo'linish esa raqamning eng muhim raqamini beradi. Agar raqam qoldiqsiz bo'linadigan bo'lsa, biz "0" deb yozamiz, qolganiga esa "1" yozamiz. 2013 ₁₀ = 11111011101 _{2 , ya'ni 10-bazadagi joriy yil 2-bazada ko'rsatilgan raqamga teng. Teskari konvertatsiya qilish uchun} 2 ning vakolatlari bo'lgan raqamlarning og'irligini jamlash kifoya. raqam 0 dan boshlanadi, keyin 1, 2,3...10 . Ushbu misol uchun biz olamiz: 1024+512+256+128+64+16+8+4+1=2013. Nol bo'lgan ikkinchi va oltinchi raqamlar, ya'ni 2 va 32 yo'q.
Ikkilik raqamni to'rtburchaklar impulslar ketma-ketligi sifatida osongina ifodalash mumkin.

Rasmda +5,0V kuchlanish kuchlanishi ko'rsatilgan. Bir vaqtlar radio havaskorlar orasida juda mashhur bo'lgan past darajadagi integratsiyaga ega tranzistor-tranzistorli mantiq (TTL) integral mikrosxemalar ushbu ta'minot kuchlanishida ishlaydi. Ular hali ham oddiy uy qurilishi mahsulotlarida qo'llaniladi. Bular K155, K133 seriyali mikrosxemalar va yuqori tezlikli va yuqori chastotali KR1533 va K555 mikrosxemalari. Ular Schottky diodlaridan foydalanganlar .
Mantiqiy bir daraja, rasmda ko'rsatilganidek, +5.0V darajasi bo'lishi shart emas. Mantiqiy + 2,4V dan +5V gacha, mantiqiy nol esa 0V dan +0,4V oralig'ida bo'lishi mumkin. Agar mikrosxemaning chiqishida uni osiloskop bilan tekshirishda chiqish kuchlanishi +0,4 dan +2,4 gacha bo'lgan bo'lsa, unda bu holat "kulrang" daraja deb ataladi. Bu degani:

• 
  a) bu mikrosxema noto'g'ri;
  
• 
  v) bu mikrosxema keyingi mikrosxema bilan almashtiriladi.
  

Mikrosxemalar turli xil kuchlanish kuchlanishlari bilan ta'minlanganligi sababli, mantiqiy nol va mantiqiy darajalar turli qiymatlarga ega bo'ladi. Mantiqiy birlik ijobiy bo'lgan mantiq odatda ijobiy mantiq deb ataladi. Mantiqiy nolga teng bo'lgan sxemalar mavjud va mantiqiy nol salbiy qutbli impulsdir.
Endi siz raqamli elektronika asoslari bilan tanishganingizdan so'ng, asosiy mantiqiy eshiklar va RS flip-flop nima ekanligini bilish uchun vaqt ajrating .