Układy Cyfrowe.pdf
(
288 KB
)
Pobierz
Microsoft Word - Układy Cyfrowe
URZ
Ą
DZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ
dla kierunku
grafika - tryb zaoczny
opracował: Krzysztof OSET
TYLKO DO U
Ż
YTKU WEWN
Ę
TRZNEGO
Wydanie 1. Czerwiec 1999.
K. OSET: URZĄDZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ dla kierunku grafika - tryb zaoczny. TYLKO DO UŻYTKU WEWNĘTRZNEGO!
SPIS TRE
Ś
CI:
1.
PODSTAWY TEORII UKŁADÓW CYFROWYCH. ...............................................................................................3
1.1.
S
YSTEMY LICZBOWE
.
................................................................................................................................................3
1.2.
K
ODY
.
.....................................................................................................................................................................3
2.
UKŁADY KOMBINACYJNE. ....................................................................................................................................5
2.1.
F
UNKTORY LOGICZNE
(
BRAMKI
).
..............................................................................................................................5
2.2.
K
ODERY I DEKODERY
.
..............................................................................................................................................6
2.3.
M
ULTIPLEKSERY I DEMULTIPLEKSERY
.
.....................................................................................................................7
3.
UKŁADY SEKWENCYJNE........................................................................................................................................8
3.1.
P
RZERZUTNIKI
.
........................................................................................................................................................8
3.2.
L
ICZNIKI
.
.................................................................................................................................................................9
3.3.
R
EJESTRY
.
.............................................................................................................................................................11
4.
UKŁADY ARYTMETYCZNE. .................................................................................................................................12
4.1.
A
RYTMETYKA BINARNA
.
..........................................................................................................................................12
4.2.
U
KŁADY REALIZACJI ARYTMETYKI
.
..........................................................................................................................12
5.
TECHNOLOGIA TTL I CMOS................................................................................................................................14
6.
MIKROPOROCESORY. ...........................................................................................................................................16
6.1.
B
UDOWA MIKROPROCESORA
.
.................................................................................................................................16
6.2.
R
ODZINA MIKROPROCESORÓW
.
..............................................................................................................................17
7.
UKŁADY PAMI
Ę
CI...................................................................................................................................................18
7.1.
P
AMI
Ę
CI
RAM.
......................................................................................................................................................18
7.2.
P
AMI
Ę
CI
ROM.
.....................................................................................................................................................20
8.
FUNKCJE OBUDOWY KOMPUTERA KLASY PC. ............................................................................................21
8.1.
Z
ASILACZ
.
..............................................................................................................................................................21
8.2.
S
TANDARDY I ZŁ
Ą
CZA TRANSMISJI
.
.........................................................................................................................22
9.
FUNKCJE PŁYTY GŁÓWNEJ. ...............................................................................................................................23
9.1.
M
AGISTRALE
.
........................................................................................................................................................23
9.2.
BIOS
-
FUNKCJE
.
...................................................................................................................................................23
9.3.
K
ONTROLER
FDD.
................................................................................................................................................24
9.4.
K
ONTROLER
EIDE
I INTERFEJS
ATAPI.
..................................................................................................................24
9.5.
K
ONTROLER I INTERFEJS
SCSI.
..............................................................................................................................25
10.
PAMI
Ę
CI MASOWE.............................................................................................................................................26
10.1.
N
AP
Ę
DY
FDD.
.......................................................................................................................................................26
10.2.
N
AP
Ę
DY SPECJALNE
.
..............................................................................................................................................26
10.3.
D
YSKI
HDD.
.........................................................................................................................................................27
10.4.
CDROM
I
DVD.
...................................................................................................................................................27
11.
MONITORY. ..........................................................................................................................................................29
11.1.
M
ONITORY
CRT.
...................................................................................................................................................29
11.2.
M
ONITORY
LCD.
...................................................................................................................................................30
12.
KARTY GRAFICZNE...........................................................................................................................................30
13.
KARTY D
Ź
WI
Ę
KOWE. .......................................................................................................................................32
14.
DRUKARKI PLOTERY I SKANERY.................................................................................................................33
15.
LITERATURA. ......................................................................................................................................................34
Strona 2 z 34
K. OSET: URZĄDZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ dla kierunku grafika - tryb zaoczny. TYLKO DO UŻYTKU WEWNĘTRZNEGO!
1.
PODSTAWY TEORII UKŁADÓW CYFROWYCH.
Człowiek posługuje si
ę
w
ż
yciu codziennym systemem dziesi
ę
tnym. My
ś
li w ten sposób, poniewa
ż
jest tak
uwarunkowany od urodzenia (np. posiada dziesi
ęć
palców u r
ą
k). Maszyna te
ż
jest uwarunkowana „genetycznie” tzn.
działa lub nie. Technika cyfrowa to dział technologii, umo
ż
liwiaj
ą
cy przetwarzanie danych przez urz
ą
dzenia wykonawcze.
Kiedy
ś
były to elementy mechaniczne, dzi
ś
elektroniczne, a konkretnie przyrz
ą
dy półprzewodnikowe. Oznacza to,
ż
e
maszyna (jako niezbyt inteligentna) powinna mie
ć
mo
ż
liwo
ść
rozró
ż
nienia jak najprostszej postaci informacji. Najmniejsz
ą
liczb
ą
kombinacji jest 2 i ten system (dwójkowy lub binarny) przyj
ą
ł si
ę
jako "j
ę
zyk" wewn
ę
trzny maszyny. A co to s
ą
systemy liczbowe – o tym za chwil
ę
.
1.1.
Systemy liczbowe.
Có
ż
oznacza
system dziesi
ę
tny
? Po prostu - liczby przedstawione s
ą
za pomoc
ą
cyfr - tzn. symboli, które mog
ą
przyj
ąć
10 ró
ż
nych postaci. Np. liczba 1367 oznacza:
´
+
´
+
´
+
´
1
2
1
2
0
2
1
2
3
2
1
0
Inaczej mo
ż
na powiedzie
ć
,
ż
e
podstaw
ą
pot
ę
gi wagi pozycji cyfry jest 10
. Analogicznie liczba przedstawiona w
systemie
dwójkowym (binarnym) jako
1101 oznacza:
1
´
10
3
+
3
´
10
2
+
6
´
10
1
+
7
´
10
0
Człowiek zrozumie warto
ść
liczby jedynie po wykonaniu powy
ż
szego równania, co daje 13. Jednak maszynie to wystarcza.
Dla systemu binarnego
podstaw
ą
pot
ę
gi wagi pozycji cyfry jest 2
, a cyfra przyjmuje jedn
ą
z
dwóch
kombinacji 0 lub 1. Ta
podstawowa informacja to
bit
(ang. bit)
.
Ilo
ść
pozycji przekłada si
ę
na mo
ż
liw
ą
ilo
ść
kombinacji liczby. Wyra
ż
a si
ę
ona
wzorem:
L
=
2
n
k
gdzie: n - ilo
ŚĆ
pozycji
Przyj
ę
to wystarczaj
ą
c
ą
(na pocz
ą
tku) ilo
ść
kombinacji dla rozró
ż
nienia podstawowej liczby polece
ń
operatora (na styku
człowiek - maszyna) na 256. Jest to odpowiednik 8 pozycji binarnych. Tak te
ż
przyj
ę
ło si
ę
t
ę
liczb
ę
pozycji okre
ś
la
ć
jako
bajt
(ang. byte)
informacji. Poniewa
ż
ilo
ść
informacji przetwarzanej przez dzisiejsze komputery jest coraz wi
ę
ksza, stosuje
si
ę
wielokrotno
ś
ci bitu i bajtu. I tak:
·
1 kilobit [1 kb] = 1024 bity[1024 b]
w przypadku okre
Ś
lenia np. pojemno
Ś
ci pami
Ę
ci, ale
·
1 kilobit/sekund
ę
[1 kb/s] = 1000 bitów/sekund
ę
[1000 b/s]
w przypadku okre
Ś
lenia np. pr
Ę
dko
Ś
ci transmisji,
·
1 kilobajt [1 kB] = 1024 bajty [1024 B],
·
1 megabajt [1 MB] = 1024 kB = 1048576 B,
·
1 gigabajt [1 GB] = 1024 MB = 1048576 kB = 1073741824 B,
i tak dalej.
1.2.
Kody.
Co to jest kod? Kojarzy si
ę
z powie
ś
ciami Alistar’a Mc Lane’a i nie ma w tym przesady – jest to przedstawienie
informacji w sposób zrozumiały jedynie dla wtajemniczonych. Je
ż
eli przedstawienie ci
ą
gu liczb w postaci:
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
jest zrozumiałe dla wszystkich ludzi (no, mo
ż
e prawie wszystkich), to przedstawienie tego ci
ą
gu jako (spróbujmy w
słupku):
Strona 3 z 34
K. OSET: URZĄDZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ dla kierunku grafika - tryb zaoczny. TYLKO DO UŻYTKU WEWNĘTRZNEGO!
000
001
010
011
100
101
110
111
jest zrozumiałe jedynie przez Matematyków, Informatyków, Elektroników, Automatyków i przedstawicieli zawodów
pochodnych oraz, co było zało
ż
eniem twórców komputerów, przez t
ę
„głupi
ą
” maszyn
ę
. Powy
ż
szy ci
ą
g liczb
przedstawiony został w tzw.
naturalnym kodzie dwójkowym
. Je
ż
eli, po pewnej wprawie, rozró
ż
nienie liczb w zakresie
binarnym 0000 – 1111 nie powinno stanowi
ć
problemu dla przeci
ę
tnego człowieka, to zapami
ę
tanie i okre
ś
lenie warto
ś
ci
dziesi
ę
tnej liczby binarnej – na przykład: 11010010110000111011001000101101 mo
ż
e by
ć
zarówno oznak
ą
geniuszu jak i
podejrzeniem o oszustwo. Człowiek musi na ka
ż
dym kroku ułatwia
ć
sobie
ż
ycie, wi
ę
c stworzył nowy kod. Porównuj
ą
c
reprezentacje liczb w kodach binarnym i dziesi
ę
tnym w zakresie 0 – 15 dostrzegamy potrzeb
ę
zast
ą
pienia cyfr powy
ż
ej 9
jakim
ś
jednym znakiem (10 – to ju
ż
liczba). I tak powstał kod „jeden z szesnastu” czyli
kod heksadecymalny
. Przedstawia
on liczby z zakresu 0 – 15 w postaci znaków 0 – 9 oraz liter A, B, C, D, E, F :
Kod dziesi
ę
tny
Kod binarny
Kod heksadecymalny
0
0000
0
1
0001
1
2
0010
2
3
0011
3
4
0100
4
5
0101
5
6
0110
6
7
0111
7
8
1000
8
9
1001
9
10
1010
A
11
1011
B
12
1100
C
13
1101
D
14
1110
E
15
1111
F
I tak zacytowana powy
ż
ej liczba 11010010110000111011001000101101 mo
ż
e by
ć
podzielona na grupy czteropozycyjne,
zamienione na reprezentacje w kodzie heksadecymalnym:
11010010110000111011001000101101
1101 0010 1100 0011 1011 0010 0010 1101
D2C3B22D
Czy
ż
nie łatwiej zapami
ę
ta
ć
? Z liczeniem byłby wi
ę
kszy kłopot, ale od tego jest maszyna. Mo
ż
na mie
ć
, po poznaniu
powy
ż
szych kodów, dylemat: czym ró
ż
ni
ą
si
ę
liczby: 101, 101 oraz 101. To nie
ż
art. Musimy rozró
ż
ni
ć
zapis kodowy
liczby, i tak piszemy:
101,
je
ś
li jest to liczba w kodzie dziesi
ę
tnym ( = 101 ),
101B,
je
ś
li jest to liczba w kodzie binarnym ( = 5 ),
101H,
je
ś
li jest to liczba w kodzie binarnym ( = 17 )
Strona 4 z 34
K. OSET: URZĄDZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ dla kierunku grafika - tryb zaoczny. TYLKO DO UŻYTKU WEWNĘTRZNEGO!
Powy
ż
sze kody s
ą
dobre, je
ś
li chcemy wprowadza
ć
dane za pomoc
ą
przeł
ą
czników reprezentuj
ą
cych stan 1 i 0, ale czy
ż
nie lepiej wykorzysta
ć
stary wynalazek – maszyn
ę
do pisania ? Trzeba tylko zakodowa
ć
wi
ę
cej ni
ż
szesna
ś
cie znaków –
cyfry, litery małe i du
ż
e, znaki arytmetyczne, specjalne (np. $, %). Przyj
ę
to,
ż
e wystarczy 256 (mo
ż
e dla Amerykanów),
lecz znaki narodowe, charakterystyczne dla ka
ż
dego pa
ń
stwa przewy
ż
szały wymaganiami ten standard, zwany
kodem
ASCII
i dlatego te
ż
nale
ż
ało wprowadzi
ć
strony kodowe
, „podmieniaj
ą
ce” zestawy liter i znaków specjalnych. Problem
pozostawał nie rozwi
ą
zany do dzi
ś
– trudno było pisa
ć
w kilku j
ę
zykach na raz, w jednym programie, a lekarstwem na to
jest zestaw znaków w standardzie
UNICODE
.
2.
UKŁADY KOMBINACYJNE.
Układami kombinacyjnymi nazywamy te elementy techniki cyfrowej, dla których dana kombinacja stanów
wej
ś
ciowych (argumentów funkcji) okre
ś
la w sposób jednoznaczny kombinacj
ę
sygnałów wyj
ś
ciowych. Nale
żą
do nich:
¨
bramki,
¨
kodery i dekodery,
¨
multipleksery i demultipleksery
2.1.
Funktory logiczne (bramki).
Podstawowe bramki spełniaj
ą
wszystkie podstawowe funkcje algebry Boole’a oraz dodatkowe, ułatwiaj
ą
ce syntez
ę
układów. Nale
żą
do nich:
BRAMKA NOT (NIE)
A
Y
A
Y
0
0
0
0
BRAMKA AND (I)
A
B
Y
A
0
0
0
Y
0
1
0
B
1
0
0
1
1
1
BRAMKA OR (LUB)
A
B
Y
A
0
0
0
Y
0
1
1
B
1
0
1
1
1
1
BRAMKA NAND (NIE-I)
A
B
Y
A
0
0
1
Y
0
1
1
B
1
0
1
1
1
0
BRAMKA NOR (NIE-LUB)
A
B
Y
A
0
0
1
Y
0
1
0
B
1
0
0
1
1
0
Strona 5 z 34
Plik z chomika:
k.s29
Inne pliki z tego folderu:
To się lubi co się ma....pdf
(640 KB)
Diody.pdf
(910 KB)
Katalogowe Parametry Przykładowych Elementów Energoelektronicznych.pdf
(2010 KB)
SMD Code - Diodes.pdf
(380 KB)
Katalogi Osprzętu Elektyrcznego.rar
(26247 KB)
Inne foldery tego chomika:
$$$ Splitter Wsady $$$
• Programy do kalibracji ekranu
◄► Programy do PIC, EEprom, Flash, LCD, kart SIM
8051
Analizator wg SQ4AVS oparty na NWT - AVT2939
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin