Tema lekcije: „Uređaji za digitalnu obradu informacija: digitalna video kamera. Digitalni uređaji

Tokom razvoja digitalne tehnologije razvijeni su računari raznih tipova. Mnogi od njih su odavno zaboravljeni, ali su drugi imali snažan uticaj na razvoj modernih računarskih sistema. Ovdje ćemo dati kratak pregled nekih od faza u razvoju računara kako bismo pokazali kako je ljudska misao došla do modernog razumijevanja kompjuterske tehnologije.

Odavno su poznati uređaji koji olakšavaju brojanje ili pamćenje njegovih rezultata, ali će nas zanimati samo računarski uređaji koji automatski izvršavaju programe koji su u njih ugrađeni. Stoga ovdje ne razmatramo uređaje kao što su abakus, mehaničke mašine za sabiranje i elektronski kalkulatori.

Prvi pohranjeni programski kalkulator napravio je francuski naučnik Blaise Pascal 1642. godine, bio je mehanički s ručnim pogonom i mogao je izvoditi operacije sabiranja i oduzimanja. nemački matematičar Gottfried Leibniz 1672. godine napravio je mehaničku mašinu koja je takođe mogla da radi množenje i deljenje. Po prvi put mašinu koja radi po programu razvijena je 1834. godine od strane jednog engleskog naučnika Charles Babbage. Sadržao je memorijski uređaj, računarski uređaj, uređaj za unos bušene kartice i uređaj za štampanje. Komande su čitane sa bušene kartice i vršeno čitanje podataka iz memorije u računarski uređaj i zapisivanje rezultata proračuna u memoriju. Svi uređaji Babbageove mašine, uključujući memoriju, bili su mehanički i sadržavali su hiljade zupčanika, čija je izrada zahtevala preciznost koja nije bila dostupna u 19. veku. Mašina je implementirala sve programe napisane na bušenoj kartici, tako da je po prvi put od programera bilo potrebno da napiše takve programe. Prvi programer je bila Engleskinja Ada Lovelace, u čast kojeg je programski jezik Ada već nazvan u naše vrijeme.

U XX veku. elektronika je počela da se razvija i njene mogućnosti su odmah usvojili programeri računara. Odbrojavanje generacija digitalnih računara počinje izgradnjom računara čiji je osnovni sistem elemenata izgrađen na elektronskim komponentama. Napominjemo da je podjela perioda razvoja digitalne tehnologije na faze uglavnom povezana sa transferom osnovnog sistema elemenata na nove tehnologije za proizvodnju elektronskih komponenti.

Prva generacija -

vakuumske cijevi (1945-1955)

Osnovni sistem elemenata ove generacije računara bio je zasnovan na vakuumskim cevima. Njihova upotreba odredila je i prednosti i nedostatke digitalnih uređaja.Elektronske cijevi su davale veliku brzinu prebacivanja logičkih elemenata, što je povećalo brzinu računanja u poređenju sa pokušajima stvaranja računara čiji je osnovni element izgrađen na bazi elektromehanički relej. Vakumske cijevi su bile dovoljno izdržljive da omoguće pouzdan rad računara. Nažalost, bilo je dosta nedostataka i kod cevnih računara. Vakumske cijevi su radile s naponima od desetina volti i trošile su mnogo energije, osim toga, veličina vakuumskih cijevi, prema modernim mikroelektronskim konceptima, bila je ogromna - nekoliko desetina kubnih centimetara. Hiljade logičkih elemenata bile su potrebne za izradu računara, pa je veličina cevnih računara u odnosu na zauzetu površinu bila desetine kvadratnih metara, a potrošnja energije se kretala od jedinica do desetina ili čak stotina kilovata. Ova snaga je dovela do pregrijavanja lampi, koje su bile prilično kompaktno postavljene, i postavila je zadatak efikasnog hlađenja elektronskih komponenti mašine. Brzina obrade informacija u cijevnim mašinama kretala se od nekoliko stotina do nekoliko hiljada operacija u sekundi.

Druga generacija - tranzistori (1955-1965)

Poluprovodnički uređaji - tranzistori su izumljeni 1948. godine. Od vakumskih cijevi razlikovali su se po maloj veličini, niskom naponu napajanja i maloj potrošnji energije. Sve ove prednosti poluvodičkih uređaja revolucionirale su elektroničku industriju. Počeli su se pojavljivati ​​minijaturni radio i televizijski uređaji za odašiljanje i prijem, postalo je moguće ugraditi upravljačke uređaje direktno u upravljačke objekte itd. Nova baza elemenata za računare zasnovane na tranzistorima je revolucionirala proizvodnju računara. Značajno smanjenje veličine, potrošnje energije i smanjenje troškova omogućilo je stvaranje računarskih arhitektura sa velikom funkcionalnošću, dramatično povećanje brzine računara na stotine hiljada, pa čak i milione operacija u sekundi. Povećanje produktivnosti omogućeno je kako zbog veće brzine rada tranzistora u odnosu na vakuumske cijevi, tako i uvođenjem više uređaja za obradu koji rade paralelno u računar. Površina potrebna za smještaj računara smanjena je na_ nekoliko kvadratnih metara, pokušali su se napraviti desktop verzije. Pad troškova povećao je broj potencijalnih korisnika računara. Pojavile su se velike firme za proizvodnju računara opšte namene: International Business Machines (IBM), Control Data Corporation (CDC) Digital Equipment Corporation (DEC) i dr. Treba istaći računar PDP-8 kompanije DEC - prvi mini-računar sa zajedničkom magistralom, koji je imao veliki uticaj na razvoj arhitekture personalnih računara.

Treća generacija - integralne šeme (1965-1980)

Poluprovodničke elemente i druge elektronske komponente je elektronska industrija proizvodila kao zasebne elemente. Dakle, poluvodički kristal na kojem se nalazio tranzistor bio je zatvoren u posebnom metalnom ili plastičnom kućištu. Zahtjev za smanjenjem veličine elektronike

uređaji su doveli do toga da su se u početku poluvodički uređaji počeli proizvoditi u dizajnu otvorenog okvira, a zatim je 1958. godine pokušano da se sve komponente jedne funkcionalne jedinice smjeste u jedan poluvodički kristal. Tako su se pojavila integrirana kola (IC), što je omogućilo dramatično smanjenje veličine poluvodičkih kola i smanjenje potrošnje energije. Na bazi IC-a izgrađeni su mini-računari, koji su napravljeni u obliku jednog reka i perifernih uređaja. Snaga koju troši IC računar smanjena je na stotine vati. Povećanje brzine čvorova izgrađenih na IC-ima omogućilo je povećanje brzine računara na desetine miliona operacija u sekundi. Elektronička industrija započela je masovnu proizvodnju elektronskih komponenti na IC, što je omogućilo smanjenje njihove cijene i dramatično smanjenje troškova hardverske komponente računara. Smanjenje troškova dovelo je do razvoja i praktične implementacije moćnih računarskih sistema koji koriste paralelnu obradu: višeprocesorskih i cevovodnih računara.

4. generacija - integrirana kola vrlo velikih razmjera (od 1980.)

Mikrominijaturizacija elektronskih uređaja dovela je do pojave nove industrije - mikroelektronika, koji spada u oblast visokih tehnologija. Koristeći najnovija naučna i tehnička dostignuća fizike, hemije, kristalografije, nauke o materijalima, pa čak i astronautike (u nultoj gravitaciji se mogu dobiti poluvodički kristali vrlo visoke čistoće), postigli smo postavljanje na jednom kristalu veličine nekoliko kvadratnih milimetara, prvih stotina , zatim hiljade i konačno milioni tranzistora i drugih elektronskih komponenti. Sada poluvodičko kolo više nije sadržavalo skup od nekoliko logičkih elemenata, od kojih su tada građene funkcionalne jedinice računala, već potpuno funkcionalne jedinice i prije svega CPU, koji je, s obzirom na svoju veličinu, dobio ime mikroprocesor, vanjski kontroleri uređaja - kontrolori eksternih uređaja. Takva integrirana kola su prvo dobila naziv velika integrisana kola(BIS), a zatim integrisana kola veoma velikih razmera(VLSI).

Rezultat tako brzog razvoja mikroelektronike bila je pojava računara sa jednom pločom, gdje je na jednoj ploči, veličine nekoliko desetina kvadratnih centimetara, postavljeno nekoliko VLSI, koje sadrže sve funkcionalne blokove računala. Jednopločni računari su ugrađeni u različite industrijske, medicinske i kućne uređaje za operativnu obradu i kontrolu informacija. Troškovi računara na jednoj ploči su toliko pali da ih je postalo moguće nabaviti od strane pojedinaca, engleski inženjeri su iskoristili ovu priliku Steve Jobe i Steve Wozniak. Koristeći funkcionalne jedinice koje proizvodi industrija: mikro-kompjutersku ploču sa procesorom i memorijom, tastaturu, displej, sastavili su jeftin desktop računar - mikroračunar. Njegova privlačnost za neprofesionalne korisnike bila je to što je to bio uređaj spreman za upotrebu koji sadrži sav potreban hardver i softver za rad. Ovaj mikroračunar je dobio ime Aplikacija! E i postao prvi na svetu PC.

Velika kompanija koja se bavi proizvodnjom moćnih računarskih sistema zainteresovala se za personalne računare, koji su postali široko rasprostranjeni na tržištu računara - 1VM, i odlučila da pokrene proizvodnju sopstvenog modela personalnog računara. Zajedno sa kompanijom Intel, koji je razvio komplet mikroprocesora i Microsoft, koji je kompjuter opremio operativnim sistemom MS DOS, IVM je kreirao personalni računar IBM RS. Značajan potencijal kompanije IBM omogućio je proizvodnju velikog broja ovakvih računara u kratkom vremenu. Njihova atraktivna cijena za kupce i neke inovacije, na primjer, veća, u odnosu na personalne računare drugih kompanija proizvedenih u to vrijeme, količina RAM-a, omogućile su IBM PC-u da postane najpopularniji personalni računar na svijetu.

2.6. Arhitektura računara za koncentrisanu obradu informacija

Moderno računalo se sastoji od nekoliko funkcionalnih jedinica: procesora, memorije, kontrolera uređaja itd. Svaki čvor je složen elektronski uređaj koji može uključivati ​​milione logičkih kapija. Radi boljeg razumevanja principa rada svakog čvora i računara u celini, uvodi se koncept nivoa kompjuterske reprezentacije.

Digitalni logički nivo - nivo logičkih kola osnovnog sistema elemenata.

Mikroarhitektonski nivo- nivo organizacije obrade informacija unutar funkcionalne jedinice. Ovo uključuje registre za različite namene, uređaj za obradu dolaznih komandi, uređaj za konverziju podataka i kontrolni uređaj.

Komandni nivo- skup funkcionalnih jedinica i veza između njih, sistem komandi i podataka koji se prenose između uređaja.

Poziva se skup blokova, veza između njih, tipova podataka i operacija svakog nivoa nivo arhitekture.

Arhitektura na nivou komande obično se naziva arhitektura računara ili organizacija računara. U ovom odeljku ćemo pogledati različite arhitekture računara. Ostale arhitekture slojeva će biti razmatrane u narednim odjeljcima.

2.6.1. Fiksne arhitekture uređaja

Računari sa koncentrisanom obradom To su računarski sistemi u kojima je jedan ili više uređaja za obradu (procesora) kompaktno smješteni i koriste interne magistrale za prijenos podataka za razmjenu informacija. Računari prve i druge generacije imali su zatvorenu arhitekturu sa ograničenim skupom eksterne opreme. Ova arhitektura je tipična za računare čiji je osnovni sistem logičkih elemenata izgrađen na diskretnim elektronskim komponentama (vakumske cijevi, tranzistori). Uvođenje bilo kakvog dodatnog funkcionalnog bloka u takve arhitekture bilo je povezano sa povećanjem potrošnje energije, zauzetim prostorom i dramatično povećanim troškovima cijelog sistema. Dakle, kompjuter napravljen prema ovoj arhitekturi nije imao mogućnost povezivanja dodatnih uređaja koje nije obezbijedio programer.

Uvećani dijagram takve kompjuterske arhitekture prikazan je na Sl. 2.9. Operativna memorija čuva komande i podatke izvršnih programa, ALU obezbeđuje ne samo numeričku obradu, već i učestvuje u procesu unosa-izlaza informacija, vršeći njihov unos u operativnu memoriju. Ulazno/izlazni kanal je specijalizirani uređaj koji radi na naredbe koje daje kontrolni uređaj. Kanal omogućava povezivanje određenog broja eksternih uređaja. Upravljačka jedinica osigurava izvršavanje programskih naredbi i kontrolira sve čvorove sistema.

Rice. 2.9. Arhitektura računara zatvorenog kola

Računari ove arhitekture su efikasni u rješavanju čisto računskih problema. Slabo su pogodni za implementaciju kompjuterskih tehnologija koje zahtijevaju povezivanje dodatnih vanjskih uređaja i veliku brzinu razmjene informacija s njima.

6.2. Računalni sistemi otvorene arhitekture

Početkom 70-ih. by DEC (Digital Equipment Corporation) predložen je kompjuter potpuno drugačije arhitekture. Ova arhitektura je omogućila slobodno povezivanje bilo kojeg perifernog uređaja, što je odmah zainteresiralo programere upravljačkih sistema za različite tehničke sisteme, jer je omogućilo besplatno povezivanje na računar bilo kojeg broja senzora i aktuatora. Glavna inovacija je povezivanje svih uređaja, bez obzira na njihovu namjenu, na zajednički autobus prenos informacija. Uređaji su povezani na sabirnicu u skladu sa standard autobusa. Standard sabirnice bio je slobodno distribuiran dokument koji je proizvođačima periferne opreme omogućio da razviju kontrolere za povezivanje svojih uređaja na sabirnice različitih standarda. Arhitektura računara otvorenog tipa zasnovana na upotrebi zajedničke magistrale prikazana je na Sl. 2.10. Opće upravljanje cjelokupnim

Moderni digitalni uređaji: ekrani osetljivi na dodir skeneri kamere video kamere mobilni telefoni web kamere dokument kamere video projektori bežični uređaji za prenos podataka sistemi za video nadzor e-knjige digitalni mikroskopi

Ekrani osjetljivi na dodir mogu biti opremljeni televizorima, kompjuterskim monitorima i drugim ekranskim uređajima. Mogu se ugraditi u platne terminale, u opremu za automatizaciju trgovine, u džepne računare, u operaterske panele u industriji.

Uređaji za skeniranje Skener je uređaj dizajniran da unese u računar različite kolor i crno-bijele slike (fotografije, crteži, slajdovi), kao i tekstualne informacije sa lista papira, sa stranice knjige ili časopisa. Skener se koristi kada postoji potreba da se tekst i/ili grafička slika sa postojećeg originala unese u računar radi dalje obrade (uređivanja i sl.).

Skener je uređaj za unos informacija sa papira u memoriju računara i dalje uređivanje teksta ili slika.

Područja primjene kamera Široko se koriste u štamparskoj industriji, naučnim istraživanjima, medicini, geologiji, forenzici. U ovim i mnogim drugim industrijama, često je potrebno da se slike dobiju gotovo trenutno, nakon čega slijedi njihova obrada i slanje na velike udaljenosti putem interneta.

Web kamere su digitalne kamere sposobne da snimaju slike u realnom vremenu, koje se zatim prenose putem interneta ili druge video aplikacije.

Dokument kamera je posebna video kamera. Koristi se kada je potrebno prikazati nešto malo što postoji u jednom primjerku (knjige, slike, slike sa mikroskopa). Povezuje se na TV, projektor, kompjuter.

E-knjige su klasifikovane kao tip tablet računara. Njihova pojava je posljedica razvoja i specijalizacije tablet računara općenito. Neki moderni uređaji opremljeni su ekranom osjetljivim na dodir i imaju prošireni skup funkcija, te omogućavaju ne samo čitanje, već i uređivanje teksta.

Prednosti Kompaktan i prenosiv. Jedan uređaj može pohraniti stotine i hiljade knjiga. Osim toga, uređaj je obično manji i lakši od papirne knjige. Postavke slike. Na zahtjev korisnika, možete promijeniti stil i veličinu fonta i izlazni format (u jednoj ili u dvije kolone, portret ili pejzaž). Mogućnost promjene veličine fonta omogućava čitanje knjiga ljudima kojima nije dozvoljeno čitanje malim, nereguliranim fontom papirnih knjiga. Dodatne mogućnosti. Uređaj se može koristiti za pretragu teksta, hiperveze, prikaz privremenih odabira i bilješki, elektronske oznake, rječnik.

Prednosti Ugrađeni programi - sintisajzeri govora omogućavaju čitanje tekstova. E-knjiga omogućava ne samo čitanje tekstova, već i prikazivanje animiranih slika, multimedijalnih isječaka ili puštanje audio knjiga. Cijena teksta. Mnogi tekstovi u elektronskom obliku su besplatni ili jeftiniji nego u papirnatom obliku. Dostupnost. Ako imate internet vezu, tekstovi su dostupni za preuzimanje u bilo koje vrijeme sa odgovarajućih stranica (elektronske biblioteke).

Prednosti Ekološki prihvatljivo. Za čitanje tekstova u e-knjigi nije vam potreban papir za čiju proizvodnju se sječe šume. Bezbedan za astmatičare, alergičare, kućnu prašinu i papirnu prašinu.

Nedostaci E-čitači sa TFT ekranima imaju negativan uticaj na ljudski vid, slično kao računar. Relativno loš kvalitet slike, ne može se porediti sa papirnim knjigama objavljenim na skupom visokokvalitetnom papiru [izvor neodređen 42 dana]. Kao i svaki elektronski uređaj, čitači e-knjiga su mnogo osjetljiviji na fizički udar (oštećenje) od papirnih knjiga.Visoka cijena. Neki izdavači objavljuju elektronsku verziju knjige sa zakašnjenjem. Neke od knjiga uopće nisu službeno objavljene kao elektronska verzija.

Nedostaci U nekim modelima [pojasniti] se koristi DRM, što nameće ograničenja i na poštenu upotrebu, pa upotreba DRM-a dovodi do situacije da se nijedna knjiga ne može čitati ni na jednom uređaju. Jedan od upečatljivih primjera bilo je daljinsko brisanje legalno kupljenih knjiga sa uređaja korisnika. Međutim, budući da nije teško kupiti e-knjigu koja čita formate koji ne podržavaju DRM (na primjer, fb 2, rtf, txt, itd.), a nemaju sve e-knjige komunikacijske mogućnosti, to se teško može smatra se nedostatkom e-knjiga.kao klase uređaja. Uređaji za čitanje e-knjiga zahtijevaju periodično punjenje ugrađenih punjivih baterija (baterije).

Digitalni mikroskop Digitalni mikroskop je mikroskop opremljen digitalnim sistemom za obradu slika koji prenosi slike na računar. Digitalni mikroskop omogućava ne samo posmatranje mikro objekata, već i dokumentovanje slika pomoću ulaznog sistema koji je instaliran na mikroskopu, a po potrebi i merenje na slikama i njihovu analizu pomoću softvera.

Digitalni mikroskop Digitalne video kamere, digitalne kamere ili analogni ulazni sistemi mogu se koristiti za prenos slika sa mikroskopa ili stereomikroskopa na računar. Uz pomoć ovih uređaja, slika sa mikroskopa se prenosi na kompjuter za naknadno arhiviranje ili obradu, ako je potrebno. Izbor ulaznog sistema zavisi od zadataka koji se rešavaju i zahteva za kvalitetom slike.

Digitalni mikroskop Digitalni mikroskopi vam omogućavaju da prenosite slike sa različitim uvećanjima od višestrukog povećanja do stotine hiljada puta uvećanja

Grafički tablet, odnosno digitalizator, dizajniran je za unos grafičkih slika u računar, a koristi se pri radu sa profesionalnim grafičkim i CAD programima, kao i za kreiranje ili kopiranje crteža ili fotografija. Omogućava vam da kreirate crteže baš kao na komadu papira. Ovaj ulazni uređaj se sastoji od tableta i pokazivača. Slika se pretvara u digitalni oblik, pa otuda i naziv uređaja (od engleske cifre - broj).

Grafički tablet Princip rada digitalizatora zasniva se na fiksiranju koordinata kursora na površini tableta pomoću ugrađene mreže koja se sastoji od žice ili štampanih provodnika. Uređaj vam omogućava da konvertujete kretanje pokazivača na tabletu u vektorsku grafiku. Digitalizator precizno određuje apsolutne koordinate pokazivača na tabletu i prevodi ih u koordinate tačke na ekranu monitora.

Grafički tablet Posebni kružni kursori i olovke se koriste kao pokazivači. Poput miševa, pokazivači su opremljeni dugmadima. Kursori vam omogućavaju da precizno postavite koordinate tačke, često se koriste pri radu u CAD-u. Olovke se koriste pri radu u grafičkim uređivačima, neke od njih su osjetljive na pritisak i omogućavaju promjenu parametara linija

Grafički tablet Tableti su kruti i fleksibilni. Fleksibilne tablete se mogu smotati u tubu, pogodne su za transport i skladištenje, lakše su, kompaktnije i skuplje, ali u isto vrijeme imaju nižu rezoluciju i pouzdanost od krutih.

Grafički tablet Rezultat rada digitalizatora se reprodukuje na ekranu monitora i, ako je potrebno, može se odštampati na štampaču. Digitalizatore obično koriste arhitekti i dizajneri. Visoka cijena profesionalnih digitalizatora s velikim formatom tableta i kvalitetnim, uravnoteženim pokazivačem ograničava upotrebu ovog ulaznog uređaja

Uređaj za digitalnu obradu informacija i „mozak“ čitavog izdavačkog sistema je računar, koji je takođe struktura na više nivoa. Uključuje i elemente za obradu (procesor) i nekoliko tipova uređaja za skladištenje informacija (RAM, hard disk, video memorija), kao i niz pomoćnih elemenata (portovi i druge komponente)

Rad sa grafikom, posebno za potrebe štampanja, zahteva prilično značajne parametre računara koji se koristi. Nažalost (samo za autora), tempo tehnološkog napretka u ovoj oblasti je neobično visok, a vrijeme pisanja, pripreme, štampanja i distribucije knjige ne ide u korak s njima, pa ćemo razmotriti samo osnovne parametre koji moraju razumjeti svaki dizajner koji sjedne za kompjuter.

Personalni računar je, pre svega, sistemska jedinica u kojoj se nalaze sve glavne komponente računara. "Mozak" kompjutera je mikroprocesor - Centralni uređaj računara je elektronsko kolo, veličine nekoliko kvadratnih centimetara, koje obezbeđuje izvršavanje svih aplikativnih programa i kontrolu svih uređaja. Mikroprocesor je napravljen u obliku izuzetno velikog (ne po veličini, već po broju elektronskih komponenti, čiji broj dostiže nekoliko miliona) integrisanog kola smještenog na silikonskoj ploči.

Mikroprocesori se mogu razlikovati u sljedećim glavnim parametrima:

Vrsta (model) znači generaciju mikroprocesora, na primjer, postoje procesori serije, koji se zajednički nazivaju "286", "386", "486", "Pentium".

Sat frekvencija određuje broj izvedenih elementarnih operacija u sekundi. Mjeri se u hercima (Hz). Brzina takta je glavni parametar koji osigurava performanse procesora. Što je viši tip procesora, to je veća brzina takta. Jedan od prvih modela personalnih računara imao je procesor sa taktom od 4,77 MHz, a najnoviji procesori su prešli granicu od 1 GHz.

Dubina bita određuje broj bitova koji se simultano (sinhrono) prenose preko sabirnica podataka. Performanse računara su takođe direktno povezane sa dubinom bita. Ovaj parametar se mijenja u skokovima i granicama: 8 bita, zatim 16, 32 bita i na kraju 64-bitne magistrale.

Računar u cjelini karakterizira niz drugih parametara koji utiču na njegove performanse.

Operativni pamćenje ( ili RAM - random access memory) definiše količinu memorije kojom procesor "raspolaže". Memorija slučajnog pristupa je brza i nestabilna (pri prekidu napajanja informacija se potpuno gubi) memorija u kojoj se nalazi trenutno izvršni program i podaci potrebni za to. Što je ova vrijednost veća, više informacija može biti istovremeno dostupno za obradu. Količina RAM-a u relativno kratkom istorijskom periodu porasla je sa 640 KB na desetine MB u modernim sistemima (čak iu najskromnijim konfiguracijama). Performanse (brzina) računara direktno zavise od količine RAM-a.

Video memorija - to je zasebna RAM memorija smještena na namjenskoj video kartici. Ova memorija sadrži podatke koji odgovaraju trenutnoj slici na ekranu.

U modernom personalnom računaru implementiran je princip otvorene arhitekture, koji vam omogućava da praktično slobodno mijenjate sastav uređaja (modula). Veliki broj perifernih uređaja povezan je na glavni informacioni autoput. U ovom slučaju vrlo je važno da se neki uređaji mogu zamijeniti drugim. Čak ni mikroprocesor i memorijski čipovi nisu izuzetak.

Hardversko povezivanje perifernih uređaja na informacioni autoput vrši se preko posebnog bloka, koji se zove kontroler(ponekad se naziva i adapter). A softverska kontrola rada vanjskih uređaja također je omogućena posebnim programima - vozači, koji su obično integrisani u operativni sistem.

Digitalni uređaji

Analogni uređaji

Analogni uređaji uključuju funkcionalne elektronske jedinice dizajnirane za obavljanje različitih operacija i konverzija na analognim signalima. Strukturno, analogni uređaji se mogu predstaviti kao:

1. Dva terminala

Ima 2 para ulaznih stezaljki na koje su spojeni izvori signala, a opterećenje na izlazne terminale. To je prijenosna veza sa kontrolnim parametrima.

Digitalni uređaji uključuju funkcionalne jedinice dizajnirane za obavljanje operacija na informacijskim objektima u obliku digitalnih signala. Kodne riječi se koriste za predstavljanje digitalnih signala. Karakteristike: za konstrukciju se koristi najjednostavniji alfabet - dva slova, označena simbolima 0 i 1. Kodna riječ je broj u 2 SS. Broj slova u kodnoj riječi je fiksan.

Riječ sadrži n slova ili cifara. U digitalnim uređajima, objekt informacija su binarni brojevi, a ne funkcije vremena.

Principi funkcionisanja digitalnih uređaja:

1) Za izvršenje naredbe dodijeljeno je određeno vrijeme, za to se koristi generator taktnih impulsa, koji formuliše kontrolni signal

2) Nakon početka operacije, sve ulazne kodne riječi se pretvaraju u traženi izlaz

3) Izlazne kodne riječi se šalju u memoriju digitalnog sistema ili na eksterne uređaje radi izvršavanja radnji

Načini rukovanja kodnim riječima:

Za implementaciju operacija nad kodnim riječima izuzetno im je važno u obliku električnih signala. Potencijalni način predstavljanja je postao široko rasprostranjen. Logička nula odgovara niskom nivou signala (naponu), logička jedinica - visokom. Operacije nad kodnim riječima mogu se izvoditi na dva načina: sekvencijalno (bit po bit) i paralelno.

Najjednostavniji pretvarači informacija:

Računar se sastoji od miliona elemenata: tranzistora, dioda, registara, koji su dio integriranih kola. Ali proučavanje rada računara olakšava pravilnost njegove strukture, što znači: računar se sastoji od velikog broja najjednostavnijih elemenata, svih nekoliko vrsta. Elementi formiraju mali broj tipičnih kola.

Prema stepenu složenosti izvršenih funkcija, razlikuju se:

1) Elementi - najjednostavniji dio koji izvodi operacije na pojedinačnim bitovima. Razlikovati logički (i, ili, ne, i-ne, ili-ne), pohranu (okidači raznih vrsta) i pomoćne, koje služe za pojačavanje i generiranje signala.

2) Čvorovi - sastoje se od elemenata i vrše operacije nad riječima. Razlikovanje između kombinovanog i kumulativnog (sekvencijalnog)

Kombinacije se grade isključivo na logičkim elementima;

Akumulatori uključuju logička vrata i memorijska vrata;

PC čvorovi uključuju: registre, brojače, sabirače, multipleksere itd.

3) Uređaji - sastoje se od više čvorova, vrše jednu ili više sličnih operacija nad mašinskim riječima.Uređaji uključuju ALU, memorijski uređaj, kontrolni uređaj, memorijski uređaj, ulazno/izlazni uređaj.

Digitalni uređaji - koncept i vrste. Klasifikacija i karakteristike kategorije "Digitalni uređaji" 2017, 2018.