دستگاه هایی برای پردازش، ذخیره و انتقال اطلاعات دیجیتال. "دستگاه های پردازش اطلاعات دیجیتال: دوربین دیجیتال" - درس

دستگاه های دیجیتال

دستگاه های آنالوگ

دستگاه های آنالوگ شامل عملکردی هستند قطعات الکترونیکی، برای انجام عملیات و تبدیل های مختلف بر روی سیگنال های آنالوگ طراحی شده است. از نظر ساختاری، دستگاه های آنالوگرا می توان به صورت زیر نشان داد:

1. شبکه دو ترمینال

دارای 2 جفت ترمینال ورودی است که منابع سیگنال به آنها وصل شده و یک بار به پایانه های خروجی وصل می شود. این یک لینک انتقال با پارامترهای کنترلی است.

دستگاه های دیجیتال شامل واحدهای کاربردی هستند که برای انجام عملیات بر روی اشیاء اطلاعاتی در فرم طراحی شده اند سیگنال های دیجیتال. کلمات کد برای نشان دادن سیگنال های دیجیتال استفاده می شود. ویژگی ها: ساده ترین الفبا برای ساخت استفاده می شود - دو حرف که با نمادهای 0 و 1 نشان داده می شوند. کلمه رمز یک عدد در 2 SS است. تعداد حروف در کلمه رمز ثابت است.

کلمه حاوی n حرف یا رقم است. در دستگاه های دیجیتال، موضوع اطلاعات اعداد باینری هستند، نه توابع زمان.

اصول عملکرد دستگاه های دیجیتال:

1) زمان معینی برای اجرای دستور اختصاص داده شده است؛ برای این کار از یک مولد پالس ساعت استفاده می شود که یک سیگنال کنترل را فرموله می کند.

2) پس از شروع عملیات، همه کدهای ورودی به خروجی مورد نیاز تبدیل می شوند

3) کلمات کد خروجی برای ذخیره در حافظه سیستم دیجیتال یا در ارسال می شوند دستگاه های خارجیبرای انجام اقدامات

روش های پردازش کلمات کد:

برای اجرای عملیات در کلمات رمزی، داشتن آنها در فرم بسیار مهم است سیگنال های الکتریکی. یک روش بالقوه ارائه گسترده شده است. صفر منطقی مطابقت دارد سطح پایینسیگنال (ولتاژ)، منطقی یک - بالا. عملیات روی کلمات رمز می تواند به دو صورت انجام شود: متوالی (بیتی) و موازی.

ساده ترین مبدل های اطلاعات:

یک کامپیوتر از میلیون ها عنصر تشکیل شده است: ترانزیستورها، دیودها، رجیسترهایی که تشکیل می دهند مدارهای مجتمع. اما یادگیری نحوه کار یک رایانه شخصی به دلیل منظم بودن ساختار آن آسان تر می شود، به این معنی که: یک رایانه شامل موارد زیر است مقدار زیادساده ترین عناصر، فقط چند نوع. عناصر تعداد کمی از مدارهای معمولی را تشکیل می دهند.

با توجه به میزان پیچیدگی عملکردهای انجام شده، آنها متمایز می شوند:

1) عناصر - ساده ترین قسمت، که عملیات را روی بیت های جداگانه انجام می دهد. حافظه منطقی (و، یا، نه، و نه، یا نه)، (محرک) وجود دارد. انواع مختلف) و کمکی که برای تقویت و شکل دادن به سیگنال ها خدمت می کنند.

2) گره ها - از عناصر تشکیل شده و عملیات را روی کلمات انجام می دهند. ترکیبی و تجمعی (متوالی) وجود دارد

ترکیبی منحصراً بر روی عناصر منطقی ساخته شده است.

عناصر انباشته شامل عناصر منطقی و عناصر حافظه است.

اجزای کامپیوتر عبارتند از: ثبات، شمارنده، جمع کننده، مالتی پلکسر و غیره.

3) دستگاه ها - از چندین گره تشکیل شده اند، یک یا تعدادی عملیات مشابه را روی کلمات ماشین انجام می دهند.دستگاه ها عبارتند از ALU، دستگاه حافظه، دستگاه کنترل، حافظه، دستگاه ورودی/خروجی.

دستگاه های دیجیتال - مفهوم و انواع. طبقه بندی و ویژگی های دسته "دستگاه های دیجیتال" 2017، 2018.

بخش 2. طراحی مدار دستگاه های الکترونیکی دیجیتال

مفاهیم اولیه الکترونیک دیجیتال

همانطور که مشخص است هدف دستگاه های رادیویی الکترونیکی دریافت، تبدیل، انتقال و ذخیره اطلاعات ارائه شده در قالب سیگنال های الکتریکی است. سیگنال های فعال در دستگاه های الکترونیکی و بر این اساس خود دستگاه ها به دو دسته تقسیم می شوند گروه های بزرگ: آنالوگ و دیجیتال.

سیگنال آنالوگ - یک سیگنال پیوسته در سطح و زمان، به عنوان مثال. چنین سیگنالی در هر زمان وجود دارد و می تواند هر سطحی را از یک محدوده معین بگیرد.

سیگنال کوانتیزه - سیگنالی که فقط می تواند مقادیر کوانتیزه خاصی را که مربوط به سطوح کوانتیزه شدن هستند دریافت کند. فاصله بین دو سطح مجاور مرحله کوانتیزاسیون است.

سیگنال نمونه برداری شده - سیگنالی که مقادیر آن فقط در لحظاتی از زمان مشخص می شود، به نام لحظه های نمونه گیری. فاصله بین لحظه های نمونه گیری مجاور – مرحله نمونه برداری
. ثابت
قضیه کوتلنیکوف صدق می کند:
، جایی که - بالا فرکانس قطعطیف سیگنال

سیگنال دیجیتال - یک سیگنال در سطح کوانتیزه شده و در زمان گسسته شده است. مقادیر کوانتیزه شده یک سیگنال دیجیتال معمولاً با مقداری کد کدگذاری می شوند و هر نمونه انتخاب شده در طول فرآیند نمونه برداری با کلمه کد مربوطه جایگزین می شود که نمادهای آن دو مقدار دارند - 0 و 1.

نمایندگان معمولی دستگاه های الکترونیکی آنالوگ دستگاه های ارتباطات، پخش رادیویی و تلویزیون هستند. الزامات کلی برای دستگاه های آنالوگ حداقل اعوجاج است. تمایل به برآوردن این الزامات منجر به افزایش پیچیدگی می شود نمودارهای الکتریکیو طرح های دستگاه یکی دیگر از مشکلات الکترونیک آنالوگ، دستیابی به ایمنی لازم در برابر نویز است، زیرا نویز در یک کانال ارتباطی آنالوگ اساسا غیر قابل کاهش است.

سیگنال‌های دیجیتال توسط مدارهای الکترونیکی تولید می‌شوند، ترانزیستورهایی که در آن‌ها یا بسته هستند (جریان نزدیک به صفر) یا کاملاً باز هستند (ولتاژ نزدیک به صفر)، بنابراین توان کمی را تلف می‌کنند و قابلیت اطمینان دستگاه‌های دیجیتال بالاتر از آن است. از آنالوگ ها

دستگاه‌های دیجیتال نسبت به دستگاه‌های آنالوگ در برابر نویز مقاوم‌تر هستند، زیرا اختلالات کوچک خارجی باعث عملکرد اشتباه دستگاه‌ها نمی‌شود. خطاها فقط با چنین اختلالاتی ظاهر می شوند که سطح سیگنال پایین به عنوان بالا یا بالعکس درک می شود. در دستگاه های دیجیتال نیز می توانید از کدهای مخصوص برای تصحیح خطاها استفاده کنید. دستگاه های آنالوگ این گزینه را ندارند.

دستگاه های دیجیتال نسبت به گسترش (در محدوده قابل قبول) پارامترها و ویژگی های ترانزیستورها و سایر عناصر مدار حساس نیستند. بدون تردید ساخته شده است دستگاه های دیجیتالنیازی به پیکربندی نیست و ویژگی های آنها کاملاً قابل تکرار است. همه اینها در تولید انبوه دستگاه ها با استفاده از فناوری یکپارچه بسیار مهم است. مقرون به صرفه بودن تولید و بهره برداری از مدارهای مجتمع دیجیتال به این واقعیت منجر شده است که در دستگاه های رادیویی الکترونیکی مدرن نه تنها سیگنال های دیجیتال، بلکه سیگنال های آنالوگ نیز در معرض پردازش دیجیتال قرار می گیرند. فیلترهای دیجیتال، رگولاتورها، ضرب کننده ها و ... رایج هستند پردازش دیجیتالسیگنال های آنالوگ با استفاده از مبدل های آنالوگ به دیجیتال (ADC) به دیجیتال تبدیل می شوند. تبدیل معکوس - بازیابی سیگنال های آنالوگدیجیتال - با استفاده از مبدل های دیجیتال به آنالوگ (DAC) انجام می شود.

با تمام مشکلات حل شده توسط دستگاه های الکترونیک دیجیتال، عملکرد آنها در سیستم های اعدادی رخ می دهد که تنها با دو رقم کار می کنند: صفر (0) و یک (1). بر اساس نوع کدگذاری ارقام باینریبا سیگنال های الکتریکی، عناصر تکنولوژی دیجیتال به پتانسیل (استاتیک) و پالسی (دینامیک) تقسیم می شوند.

که در پتانسیل عناصر صفر و یک با دو سطح ولتاژ کاملاً متفاوت مطابقت دارند. در این حالت ولتاژها نسبت به محفظه می توانند مثبت و منفی باشند که پتانسیل الکتریکی آن صفر در نظر گرفته می شود. عناصری هستند که در منطق مثبت و منفی عمل می کنند. در عناصر با منطق مثبت، انتقال از 0 به 1 با افزایش پتانسیل رخ می دهد. در منطق منفی، ولتاژ منفی تر به صورت منطقی 1 در نظر گرفته می شود.

که در نبض عناصر، یک واحد منطقی مربوط به حضور، و یک صفر منطقی - عدم وجود یک پالس است.

عملکرد دستگاه های دیجیتال معمولاً می باشد ساعتیک مولد ساعت به اندازه کافی با فرکانس بالا. در طول یک چرخه ساعت، ساده ترین ریزعملیات اجرا می شود - خواندن، تغییر، فرمان منطقی و غیره. اطلاعات در قالب یک کلمه دیجیتال ارائه می شود. برای انتقال کلمات از دو روش استفاده می شود: موازی و سریال. کدگذاری متوالی هنگام تبادل اطلاعات بین دستگاه های دیجیتال (به عنوان مثال، در شبکه های کامپیوتری، اتصال مودم). پردازش اطلاعات در دستگاه های دیجیتال معمولاً با استفاده از کدگذاری اطلاعات موازی اجرا می شود که حداکثر کارایی را تضمین می کند.

پایه عنصر برای ساخت دستگاه های دیجیتال از مدارهای مجتمع دیجیتال (IC ها) تشکیل شده است که هر کدام با استفاده از تعداد معینی پیاده سازی می شوند. عناصر منطقی(LE) - ساده ترین دستگاه های دیجیتالی که عملیات منطقی ابتدایی را انجام می دهند.

تمام دستگاه های دیجیتال را می توان به یکی از دو کلاس اصلی تقسیم کرد: ترکیبی (بدون حافظه) و ترتیبی (با حافظه). ترکیبیدستگاه هایی هستند که وضعیت خروجی آنها در هر زمان به طور منحصر به فرد توسط مقادیر متغیرهای ورودی در همان زمان تعیین می شود. اینها عناصر منطقی، مبدل‌های کد (شامل رمزگذارها و رمزگشاها)، توزیع‌کننده‌های کد (مالتی پلکسرها و دی مالتی پلکسرها)، مقایسه‌کننده‌های کد، دستگاه‌های حسابی-منطقی (جمع‌کننده، تفریق‌کننده، ضرب‌کننده، خود ALU)، حافظه‌های فقط خواندنی (ROM)، منطق قابل برنامه‌ریزی هستند. ماتریس دستگاه ها (PLM).

وضعیت خروجی متوالی دستگاه دیجیتال (ماشین حالت محدود) در این لحظهزمان نه تنها توسط متغیرهای منطقی در ورودی‌های آن تعیین می‌شود، بلکه به ترتیب (توالی) رسیدن آنها در لحظات قبلی نیز بستگی دارد. به عبارت دیگر، ماشین‌های حالت محدود لزوماً باید حاوی عناصر حافظه باشند که کل تاریخ دریافت سیگنال‌های منطقی را منعکس می‌کنند و روی فلیپ فلاپ‌ها اجرا می‌شوند، در حالی که دستگاه‌های دیجیتال ترکیبی می‌توانند به طور کامل فقط بر روی عناصر منطقی ساخته شوند. دستگاه های دیجیتال از نوع ترتیبی شامل فلیپ فلاپ ها، ثبات ها، شمارنده ها، حافظه دسترسی تصادفی (RAM)، دستگاه های ریزپردازنده (ریزپردازنده ها و میکروکنترلرها) می باشد.

قبل از مطالعه دستگاه های دیجیتال مختلف، بیایید با عناصر دستگاه ریاضی مورد استفاده در ساخت آنها آشنا شویم. اجزای آن ایده سیستم های اعداد و روش هایی برای توصیف و تبدیل توابع منطقی است.

9. مبانی ریاضی الکترونیک دیجیتال

9.1. سیستم های موقعیتحساب مرده

سیستم شماره روشی را برای نمایش یک عدد دلخواه با مجموعه محدودی از نمادها به نام رقم فراخوانی کنید. عدد موقعیتی که تعیین کننده وزنی است که یک رقم معین در یک عدد اضافه می شود، نامیده می شود تخلیه، و سیستم های اعداد با ویژگی ذکر شده هستند موضعی

که در مورد کلی n- عدد مثبت رقمی ن V سیستم دلخواهعلامت گذاری با پایه آربا مجموع فرم نشان داده می شود

(9.1)

جایی که آ ک- ارقام مجزا در یک رکورد عددی که مقادیر آن برابر با اعضای سری طبیعی در محدوده 0 تا ( آر– 1).

هنگام انجام محاسبات، دستگاه های الکترونیکی دیجیتال از عناصر دوپایه استفاده می کنند. به همین دلیل، سیستم اعداد باینری موقعیتی (پایه 2) در فناوری دیجیتال گسترده شده است. در هر رقم باینری، فراخوانی می شود بیت، می تواند 1 یا 0 باشد. خود عدد (کد باینری) دنباله ای از یک ها و صفرها است. برای تشخیص یک عدد باینری از یک عدد اعشاری، آن را در سمت راست با پسوند تکمیل می کنیم که در(باینر، همانطور که در زبان های برنامه نویسی ویژه ماشین گرا به نام اسمبلر مرسوم است.

وزن بیت های مجاور کد باینری یک عدد با ضریب دو متفاوت است و سمت راست ترین بیت (کم اهمیت ترین) وزنی برابر با 1 دارد. بنابراین، برای مثال

101101 ولت = 1. 2 5 + 0 . 2 4 + 1. 2 3 +1 . 2 2 + 0 . 2 1 + 1 . 2 0 = 45.

چهار بیت مجاور نامیده می شوند نوت بوک، یک گروه 8 بیتی نامیده می شود بایتو از 16 بیت - در کلمات ماشینی. مجموعه ای از 1024 (2 10) بایت یک کیلوبایت، 1024 کیلوبایت - یک مگابایت، از 1024 مگابایت - یک گیگابایت نامیده می شود.

1 گیگابایت = 2 10 مگابایت = 2 20 کیلوبایت = 2 30 بایت .

رایانه های شخصی مدرن می توانند در حافظه خود ذخیره کنند مغناطیسی سختدیسک های حاوی ده ها گیگابایت اطلاعات دیجیتال.

عملیات حسابی در سیستم دودوییمحاسبات بسیار ساده و آسان برای پیاده سازی در سخت افزار هستند. با این حال، هنگام ورود و خروج اطلاعات به یک دستگاه دیجیتال، باید در یک سیستم اعداد اعشاری آشناتر برای انسان ارائه شود. تمایل به ساده سازی روند بازشماری اعداد باینریبه معادل اعشاری منجر به استفاده شد BCDکد در این کد، تترادهای عدد باینری آنها برای ثبت ارقام جداگانه یک عدد اعشاری استفاده می شود.

دستگاه های دیجیتال مدرن: صفحه نمایش لمسی، اسکنر، دوربین، دوربین فیلمبرداری تلفن های همراهدوربین های مدار بسته وب کم دوربین های ویدئو پروژکتور دستگاه ها انتقال بی سیماطلاعات سیستم های نظارت تصویری کتاب های الکترونیکی میکروسکوپ دیجیتال

تلویزیون ها را می توان به صفحه نمایش لمسی مجهز کرد، مانیتورهای کامپیوترو سایر دستگاه های صفحه نمایش آنها را می توان در پایانه های پرداخت، در تجهیزات اتوماسیون تجاری، در رایانه های جیبی، در پانل های اپراتور در صنعت نصب کرد.

دستگاه های اسکن اسکنر دستگاهی است که برای وارد کردن رنگ های مختلف طراحی شده است تصاویر سیاه و سفید(عکس، نقاشی، اسلاید)، و همچنین اطلاعات متنیاز یک ورق کاغذ، از صفحه یک کتاب یا مجله. اسکنر زمانی استفاده می شود که نیاز به وارد کردن متن و/یا تصویر گرافیکی از یک نسخه اصلی موجود در رایانه برای پردازش بیشتر (ویرایش و غیره) باشد.

اسکنر وسیله ای برای وارد کردن اطلاعات از کاغذ به حافظه کامپیوتر و ویرایش بیشتر متن یا تصاویر است.

زمینه های کاربرد دوربین ها که به طور گسترده در چاپ استفاده می شود، تحقیق علمی، پزشکی، زمین شناسی، جرم شناسی. در این و بسیاری از صنایع دیگر، اغلب نیاز به دریافت تصاویر تقریباً آنی و سپس پردازش و ارسال آنها به مسافت های طولانیاز طریق اینترنت.

وب کم - دوربین های دیجیتال، قادر به گرفتن تصاویر در زمان واقعی است که سپس از طریق اینترنت یا یک برنامه ویدیویی دیگر منتقل می شود.

دوربین مدارک – دوربین فیلمبرداری ویژه. زمانی استفاده می شود که لازم باشد چیزی کوچک که در یک نسخه وجود دارد نشان داده شود (کتاب، تصاویر، تصاویر میکروسکوپ). قابل اتصال به تلویزیون، پروژکتور، کامپیوتر.

کتاب های الکترونیکی به عنوان یک نوع طبقه بندی می شوند رایانه های لوحی. ظاهر آنها به دلیل توسعه و تخصصی شدن رایانه های تبلت به طور کلی است. مقداری دستگاه های مدرنمجهز بودن صفحه لمسیو دارای مجموعه گسترده ای از توابع است و به شما امکان می دهد نه تنها بخوانید، بلکه متن را نیز ویرایش کنید.

مزایا جمع و جور و قابل حمل. صدها و هزاران کتاب را می توان در یک دستگاه ذخیره کرد. علاوه بر این، دستگاه معمولا کوچکتر و سبکتر از یک کتاب کاغذی است. تنظیمات تصویر بنا به درخواست کاربر، می توانید سبک و اندازه فونت و فرمت خروجی (یک یا دو ستون، عمودی یا افقی) را تغییر دهید. امکان تغییر اندازه فونت، خواندن کتاب برای افرادی را که فونت کوچک و نامنظم کتاب های کاغذی اساساً اجازه خواندن برای آنها را نمی دهد، ممکن می سازد. ویژگی های اضافی. این دستگاه می‌تواند جستجوی متن، پیمایش لینک، نمایش نکات برجسته و یادداشت‌های موقت، نشانک‌های الکترونیکی و فرهنگ لغت را پیاده‌سازی کند.

مزایا برنامه های داخلی - سینت سایزرهای گفتار به شما امکان می دهند متون را صدا کنید. یک کتاب الکترونیکی نه تنها به شما امکان می‌دهد متن‌ها را بخوانید، بلکه تصاویر متحرک، کلیپ‌های چندرسانه‌ای یا پخش کتاب‌های صوتی را نیز نمایش دهید. هزینه متن بسیاری از متون در در قالب الکترونیکیرایگان یا ارزان تر از کاغذی. دسترسی. اگر به اینترنت متصل هستید، متون برای دانلود از سایت های مناسب (کتابخانه های الکترونیکی) در هر زمان در دسترس هستند.

مزایای سازگار با محیط زیست برای خواندن متون در کتاب الکترونیکی به کاغذی نیاز ندارید که برای تولید آن جنگل ها قطع می شود. ایمنی برای مبتلایان به آسم، مبتلایان به آلرژی، حساس به گرد و غبار خانه و کاغذ.

معایب کتاب های الکترونیکی با صفحه نمایش TFT مانند کامپیوتر، تاثیر نامطلوبی بر بینایی انسان دارند. کیفیت تصویر نسبتا پایین، قابل مقایسه با کتاب های کاغذی منتشر شده بر روی کاغذ گران قیمت با کیفیت بالا [منبع نامشخص 42 روز]. مانند هر لوازم برقی، وسایل خواندن کتاب های الکترونیکیبسیار حساس تر به تاثیر فیزیکی(آسیب) از کتابهای کاغذی قیمت بالا. برخی ناشران منتشر می کنند نسخه الکترونیکیکتاب های تاخیری برخی از کتاب ها اصلا به صورت رسمی به صورت الکترونیکی منتشر نمی شوند

معایب برخی از مدل‌ها از DRM استفاده می‌کنند که محدودیت‌هایی از جمله استفاده منصفانه را اعمال می‌کند، بنابراین استفاده از DRM منجر به وضعیتی می‌شود که هر کتابی را نمی‌توان در هر دستگاهی خواند. یکی از بارزترین نمونه ها حذف از راه دور کتاب های خریداری شده قانونی از دستگاه های کاربران بود. با این حال، از آنجایی که خرید کتاب الکترونیکی که فرمت‌هایی را که از DRM پشتیبانی نمی‌کنند بخواند (مثلاً fb 2، rtf، txt و غیره) دشوار نیست. قابلیت های ارتباطیهمه کتاب‌خوان‌های الکترونیکی این را ندارند، که به سختی می‌توان آن را نقطه ضعف کتابخوان‌های الکترونیکی به عنوان یک کلاس از دستگاه‌ها دانست. دستگاه های خواندن کتاب های الکترونیکی نیاز به شارژ دوره ای باتری های قابل شارژ داخلی (باتری) دارند.

میکروسکوپ دیجیتال میکروسکوپ دیجیتال میکروسکوپی است که مجهز به سیستم دیجیتالورودی تصویر، که از طریق آن تصاویر به کامپیوتر منتقل می شوند. میکروسکوپ دیجیتال نه تنها رصد اجسام ریز، بلکه مستندسازی تصاویر را با استفاده از سیستم ورودی نصب شده بر روی میکروسکوپ، و در صورت لزوم اندازه گیری روی تصاویر و تجزیه و تحلیل آنها با استفاده از نرم افزار امکان پذیر می کند.

میکروسکوپ دیجیتال می تواند برای انتقال تصاویر از میکروسکوپ یا میکروسکوپ استریو به کامپیوتر استفاده شود. دوربین های فیلمبرداری دیجیتال، دوربین های دیجیتال یا سیستم های آنالوگورودی با کمک این دستگاه‌ها، تصویر میکروسکوپ به کامپیوتر منتقل می‌شود تا در صورت لزوم بایگانی یا پردازش شود. انتخاب سیستم ورودی به وظایفی که باید حل شوند و الزامات کیفیت تصویر بستگی دارد.

میکروسکوپ دیجیتال میکروسکوپ های دیجیتالبه شما امکان می دهد تصاویر را از بزرگنمایی های مختلفاز افزایش چند برابری به افزایش صدها هزار برابری

تبلت گرافیکی یا دیجیتایزر که برای ورود به کامپیوتر طراحی شده است. تصاویر گرافیکیو هنگام کار با گرافیک های حرفه ای و برنامه های CAD و همچنین برای ایجاد یا کپی نقاشی یا عکس استفاده می شود. این به شما امکان می دهد مانند یک تکه کاغذ نقاشی ایجاد کنید. این دستگاه ورودی اطلاعات از یک تبلت و یک اشاره گر تشکیل شده است. تصویر به فرم دیجیتال، از این رو نام دستگاه (از رقم انگلیسی - شماره).

تبلت گرافیکی اصل کار دیجیتایزر بر پایه تثبیت مختصات مکان نما بر روی سطح تبلت با استفاده از یک شبکه داخلی متشکل از سیم یا هادی های چاپی است. این دستگاه به شما امکان می دهد حرکت اشاره گر روی تبلت را به فرمت تبدیل کنید گرافیک برداری. دیجیتایزر به طور دقیق مختصات مطلق اشاره گر را روی تبلت تعیین می کند و آنها را به مختصات یک نقطه روی صفحه نمایشگر تبدیل می کند.

تبلت های گرافیکی از نشانگرها و قلم های دایره ای خاص به عنوان اشاره گر استفاده می شود. مانند موش ها، اشاره گرها دارای دکمه هستند. نشانگرها به شما این امکان را می دهند که مختصات یک نقطه را دقیقاً مشخص کنید؛ آنها اغلب هنگام کار در CAD استفاده می شوند. هنگام کار در داخل از پرها استفاده می شود ویرایشگرهای گرافیکی، برخی از آنها به فشار حساس هستند و به شما امکان می دهند پارامترهای خط را تغییر دهید

تبلت های گرافیکی می توانند سفت یا انعطاف پذیر باشند. تبلت‌های انعطاف‌پذیر را می‌توان به صورت لوله درآورد، برای حمل و نقل و ذخیره‌سازی راحت هستند، سبک‌تر، فشرده‌تر و گران‌تر هستند، اما در عین حال وضوح و قابلیت اطمینان کمتری نسبت به انواع سفت دارند.

تبلت گرافیکی نتیجه دیجیتایزر روی صفحه نمایشگر بازتولید می شود و در صورت لزوم می توان آن را روی چاپگر چاپ کرد. دیجیتایزرها معمولاً توسط معماران و طراحان استفاده می شود. قیمت بالای دیجیتایزرهای حرفه ای با فرمت تبلت بزرگ و اشاره گر با کیفیت بالا و متعادل استفاده از این دستگاه ورودی اطلاعات را محدود می کند.

در طول دوره توسعه فن آوری های دیجیتال، کامپیوترها از بیشترین انواع متفاوت. بسیاری از آنها مدت هاست که فراموش شده اند، اما برخی از آنها تأثیر زیادی بر توسعه سیستم های محاسباتی مدرن داشتند. در اینجا مروری کوتاه بر برخی از مراحل توسعه ماشین‌های محاسباتی خواهیم داشت تا نشان دهیم که چگونه فکر بشر به درک مدرن از فناوری رایانه رسید.

دستگاه‌هایی که شمارش یا به خاطر سپردن نتایج آن را تسهیل می‌کنند مدت‌هاست که شناخته شده‌اند، اما ما فقط به دستگاه‌هایی برای محاسبات علاقه‌مندیم که به‌طور خودکار برنامه‌های تعبیه‌شده در آنها را اجرا کنند، بنابراین دستگاه‌هایی مانند چرتکه، ماشین‌های اضافه مکانیکی و الکترونیکی را در نظر نمی‌گیریم. ماشین حساب ها

اولین ماشین حساببرنامه ذخیره شده توسط یک دانشمند فرانسوی ساخته شده است بلز پاسکالدر سال 1642 به صورت دستی هدایت می شد و می توانست عملیات جمع و تفریق را انجام دهد. ریاضیدان آلمانی گوتفرید لایب نیتسدر سال 1672 او یک ماشین مکانیکی ساخت که می توانست عملیات ضرب و تقسیم را نیز انجام دهد. اولین ماشینی که طبق برنامه کار می کرد در سال 1834 توسط یک دانشمند انگلیسی ساخته شد چارلز بابیج. این شامل یک دستگاه ذخیره سازی، یک دستگاه محاسباتی، یک دستگاه ورودی کارت پانچ و یک دستگاه چاپ بود. دستورات از یک کارت پانچ خوانده شده و داده ها از حافظه در یک دستگاه محاسباتی خوانده شده و نتایج محاسبات در حافظه نوشته شده است. تمام دستگاه‌های دستگاه بابیج، از جمله حافظه، مکانیکی بودند و حاوی هزاران چرخ دنده بودند، که ساخت آن‌ها به دقت غیرقابل دسترسی در قرن نوزدهم نیاز داشت. این دستگاه می توانست هر برنامه ای را که روی کارت پانچ نوشته شده بود پیاده سازی کند، بنابراین برای اولین بار به یک برنامه نویس برای نوشتن چنین برنامه هایی نیاز بود. اولین برنامه نویس یک زن انگلیسی بود آدا لاولیس، پس از آن زبان برنامه نویسی Ada قبلاً در زمان ما نامگذاری شده بود.

در قرن بیستم، الکترونیک شروع به توسعه کرد و قابلیت های آن بلافاصله توسط توسعه دهندگان کامپیوتر پذیرفته شد. با ساخت رایانه‌هایی که سیستم اصلی عناصر آن بر روی قطعات الکترونیکی ساخته شده بود، شمارش معکوس نسل‌های رایانه‌های دیجیتال آغاز می‌شود. توجه داشته باشید که تقسیم دوره توسعه فناوری دیجیتال به مراحل عمدتاً با ترجمه مرتبط است سیستم پایهعناصر برای فناوری های جدید برای تولید قطعات الکترونیکی.

نسل اول - لوله های خلاء (1945-1955)

سیستم اصلی عناصر این نسل از رایانه ها بر پایه لوله های خلاء بود. استفاده از آنها مزایا و معایب دستگاه های دیجیتال را تعیین کرد. لوله های الکترونی ارائه شده است سرعت بالاتغییر عناصر منطقی، که سرعت محاسبه را در مقایسه با تلاش برای ایجاد یک کامپیوتر افزایش می دهد. عنصر پایهکه بر اساس رله الکترومکانیکی ساخته شده است. لوله های الکترونی کاملاً بادوام بودند و عملکرد قابل اعتماد رایانه را تضمین می کردند. متأسفانه رایانه های لوله ای نیز معایب زیادی داشتند. اولا، لوله های خلاء با ولتاژ ده ها ولت کار می کردند و علاوه بر اندازه، انرژی زیادی مصرف می کردند. لوله های خلاء، با توجه به مفاهیم میکروالکترونیک مدرن، بسیار بزرگ بود - چند ده سانتی متر مکعب. برای ساخت یک کامپیوتر، هزاران عنصر منطقی مورد نیاز بود، بنابراین اندازه کامپیوترهای لوله ای از نظر مساحت اشغال شده، ده ها متر مربع و مصرف برق از چند تا ده ها و حتی صدها کیلووات متغیر بود. چنین قدرتی منجر به گرم شدن بیش از حد لامپ ها شد که کاملاً فشرده قرار گرفتند و مشکل خنک سازی مؤثر اجزای الکترونیکی دستگاه را ایجاد کرد. سرعت پردازش اطلاعات در ماشین های لوله ای از چند صد تا چند هزار عملیات در ثانیه متغیر بود.

موضوع درس:دستگاه های پردازش اطلاعات دیجیتال: دوربین دیجیتال»

هدف از درس:

شرایطی را برای دانش آموزان ایجاد کنید تا درک درستی از انواع و اهداف دستگاه های دیجیتال برای پردازش اطلاعات ایجاد کنند.

توسعه مهارت در پردازش اطلاعات با استفاده از دستگاه های مختلف؛

نگرش دلسوزانه را در خود پرورش دهید فناوری رایانه، رعایت قوانین رفتار ایمن.

دانش آموزان باید بدانند:

امکان استفاده از دوربین های دیجیتال.

تدارک درس:

ارائه "دوربین دیجیتال"؛

پروژکتور و صفحه نمایش چند رسانه ای؛

دوربین دیجیتال؛

در طول کلاس ها:

زمان سازماندهی

سلام، سازماندهی دانش آموزان برای فعالیت های تولیدی مشترک.

توضیح مطالب جدید

سوال رایج ترین دستگاه های پردازش اطلاعات دیجیتالی که می شناسید کدامند؟

امروز به بررسی دوربین های دیجیتال می پردازیم. شما مطالب را به روش زیر مطالعه خواهید کرد: هر یک از شما یک کارت با یک کار می کشد و مطالب را مطالعه می کند. سپس با استفاده از شماره کارت، به گروه‌هایی (جفت) تبدیل می‌شوید، با هم در مورد مطالب بحث می‌کنید و راهی را برای انتقال آن به دیگران انتخاب می‌کنید. در پایان درس باید تصوری از دوربین دیجیتال به عنوان وسیله ای برای پردازش و انتقال اطلاعات به کامپیوتر بر اساس طرح زیر داشته باشیم:

نمای کلی، اجزاء

مزایای.

ویژگی های اضافی.

روش های ذخیره سازی اطلاعات

ارتباط با کامپیوتر و دستگاه های دیگر.

کارت شماره 1

نمای کلی، اجزاء:

اساساً طراحی دوربین دیجیتال از طراحی آنالوگ پیروی می کند. تفاوت اصلی آنها در عنصر حساس به نور است که تصویر روی آن شکل می گیرد: در دوربین های آنالوگ فیلم است، در دوربین های دیجیتال ماتریس است. نور از طریق لنز به ماتریس می گذرد، جایی که یک تصویر تشکیل می شود و سپس در حافظه ثبت می شود. دوربین از دو بخش اصلی تشکیل شده است - بدنه و لنز. بدنه شامل یک ماتریس، یک شاتر (مکانیکی یا الکترونیکی، و گاهی اوقات هر دو)، یک پردازنده و کنترل است. یک لنز، جداشدنی یا سخت، از گروهی از لنزها تشکیل شده است که در یک محفظه پلاستیکی یا فلزی قرار دارند.

کارت شماره 2

مزایای

دید و کارایی. هنگام عکاسی دیجیتال، بلافاصله پس از فشار دادن دکمه شاتر، نتیجه را مشاهده می کنید.

مقرون به صرفه. قیمت یک دوربین دیجیتال به همان قیمت یک دوربین فیلمبرداری معمولی کاهش می یابد. شما همچنین باید هزینه را در نظر بگیرید تدارکات(فیلم، معرف و غیره)

فشردگی. اندازه های کوچکدوربین ها یکی از بهترین ها هستند معیارهای مهمبرای عکاس آماتور

استقلال، قابلیت اطمینان، سهولت ذخیره سازی. هیچ وابستگی به جادوگر چاپ عکس وجود ندارد، بیشتر بلند مدتذخیره سازی

ویژگی های اضافی. دوربین های دیجیتال مدرن اغلب دارای تعدادی ویژگی اضافی هستند که اساساً برای همتایان فیلم آنها غیرقابل دسترسی است. در میان آنها، به عنوان مثال، ضبط ویدئو، حالت عکسبرداری پانوراما یا ضبط تفسیر صوتی. علاوه بر این، الگوریتم های ویژه پردازش تصویر در نرم افزار پیاده سازی شده است ارائه دوربین، جایگزینی جزئی چنین ابزارهای عکاسی سنتی مانند فیلترها و فیلم ها را برای انواع مختلف نور ممکن می کند.

پردازش دیجیتال

مهر. تقریباً تمام دوربین‌ها و چاپگرهای دیجیتال مدرن از پروتکل PictBridge پشتیبانی می‌کنند که تبادل مستقیم اطلاعات بین دوربین و دستگاه چاپ را فراهم می‌کند.

کارت شماره 3

ویژگی های اضافی

تیراندازی با سرعت بالا. عکاسی با سرعت بالا حالتی است که در آن دوربین فریم ها را نه یک به یک، طبق معمول، بلکه به صورت سری می گیرد - به این امید که حداقل یک فریم در سری موفق باشد.

براکتینگ (براکتینگ) فوکوس خودکار (نور، تعادل رنگ سفید، فلاش). این حالت ویژه، که در آن دوربین چندین (معمولاً 3) عکس را پشت سر هم با تغییر یک یا آن پارامتر می گیرد.

عکسبرداری پانوراما ("دستیار دوخت"). این عملکرد عکاسی پانوراما را آسان تر می کند. پانوراما مجموعه‌ای از فریم‌ها است که با مقداری جابه‌جایی افقی یا عمودی گرفته می‌شوند و متعاقباً روی یک کامپیوتر به هم چسبیده و به یک تصویر بزرگ تبدیل می‌شوند.

عکاسی ماکرو. عملکرد ماکرو (حالت ماکرو) یک حالت فوکوس خودکار خاص است که در آن فوکوس بر روی اشیاء بسیار نزدیک امکان پذیر می شود.

سنسور جهت یابی بسیاری از دوربین ها دارای حسگر موقعیت یا جهت گیری هستند. ماهیت کار آن ساده است: در لحظه عکاسی، سنسور تعیین می کند که دوربین در چه موقعیتی قرار دارد - عادی یا پرتره (چرخش 90 درجه). اگر موقعیت پرتره ثابت است، پس از رها کردن شاتر دو گزینه وجود دارد (بسته به سازنده دستگاه). یا فایل "همانطور که هست" ضبط می شود، اما یادداشت خاصی در مورد "پرتره" در هدر آن نوشته می شود یا چرخش 90 درجه ای لازم توسط پردازنده دوربین انجام می شود و بلافاصله قاب "آنطور که باید" نوشته می شود.

نظرات صوتی برای تصاویر برخی از دوربین ها به شما امکان می دهند فیلم تازه گرفته شده را با نظرات صوتی کوتاه همراهی کنید. با وجود همه ظواهر ظاهری، کاملاً است فرصت مفید. به عنوان مثال، در طول یک گشت و گذار در یک شهر ناآشنا، یک عکاس می تواند از چه نقطه عطفی که به تازگی عکاسی کرده است، علامت گذاری کند و در آینده این کار تجزیه و تحلیل فیلم را بسیار تسهیل می کند.

ویدئو. تقریباً تمام دوربین های دیجیتال (به جز دوربین های DSLR) موجود در بازار به شما امکان فیلمبرداری را می دهند.

جلوه های ویژه. تقریباً همه دستگاه ها دارای مجموعه ای از جلوه های ویژه (یا به اصطلاح فیلترها) به عنوان یک ویژگی اضافی هستند. اینها معمولاً شامل دور انداختن اطلاعات رنگی (تصویر تک رنگ)، سپیا، افزایش یا کاهش شدت رنگ و غیره است.

کارت شماره 4

روش های ذخیره سازی اطلاعات

الف) حافظه داخلی دوربین (معمولاً بسیار کوچک، به شما امکان می دهد تا 10 عکس را ذخیره کنید)

ب) فلش مموری یا کارت های حافظه

در حال حاضر، در میان فرمت های فلش مموری سه پیشرو بلامنازع وجود دارد - Secure Digital، CompactFlash و Memory Stick.

Secure Digital استانداردی است که توسط اتحاد SanDisk، Matsushita Electric (Panasonic) و Toshiba ایجاد شده است. ابعاد فیزیکیماژول ها بسیار کوچک هستند و ابعاد 24x32x1.4 میلی متر دارند که امکان استفاده از این نوع حافظه را در دوربین های فوق کامپکت فراهم می کند. علاوه بر این، این استاندارد محافظت در برابر کپی غیرمجاز را فراهم می کند (که به عنوان مثال امکان انتشار کتاب در این قالب را فراهم می کند) و همچنین محافظت در برابر بازنویسی تصادفی (یک سوئیچ مکانیکی روی ماژول حافظه وجود دارد). از سال 2004، Secure Digital محبوب ترین فرمت در بازار است.

ماژول حافظه دیجیتال امن

استاندارد CompactFlash که توسط SanDisk ایجاد شده است، دو نوع ماژول (نوع I و نوع II) را ارائه می دهد که از نظر ضخامت متفاوت هستند. اندازه های کارت به ترتیب 42.8 x 36.4 x 3.3 میلی متر و 42.8 x 36.4 x 5 میلی متر است. CompactFlash کم حجم ترین فرمت است، اما علاوه بر حافظه، تعداد زیادی لوازم جانبی مختلف برای رایانه های جیبی تولید می کند: مودم، ماژول های GPS، آداپتورهای WiFi و بلوتوث و غیره. علاوه بر این، مینیاتورهایی نیز در این قالب تولید می شوند دیسک های سخت IBM/Hitachi Microdrive و Sony Microdrive از 2 تا 4 گیگابایت (درایو 6 گیگابایتی از Western Digital نیز پیش بینی می شود). با این حال، توصیه خرید هارد دیسک های فشرده (با توجه به سقوط قیمت فلش مموری) کاملاً مشکوک است.

ماژول حافظه فشرده فلش

فرمت Memory Stick متعلق به سونی است. این قالب دارای دو است نوع پایهموارد – Memory Stick و Memory Stick Duo. ابعاد اولی 50x21.5x2.8 میلی متر و دومی 31x20x1.6 میلی متر است. در همین فرم فاکتورها نیز تغییراتی با سرعت بالا با قابلیت آدرس دهی بیش از 128 مگابایت وجود دارد. آنها توسط شاخص Pro (به ترتیب Memory Stick Pro و Memory Stick Pro Duo) مشخص می شوند.

مدول حافظهاستیک پرو

Secure Digital و CompactFlash استانداردهای باز و بدون هیچ گونه هزینه مجوز هستند. Memory Stick یک استاندارد بسته و دارای مجوز است، بنابراین به طور گسترده در خارج از محصولات سونی استفاده نمی شود. ماژول‌های این قالب تقریباً دو برابر سایر ماژول‌ها هزینه دارند، زیرا قیمت آنها شامل هزینه مجوز (حق امتیاز) می‌شود.

انواع دیگری از حافظه نیز در بازار وجود دارد (به عنوان مثال، استاندارد xD، که در سال های نه چندان دور توسط Olympus و Fujifilm توسعه یافته است)، استانداردهای منسوخ MMC و SmartMedia و غیره. با این حال، آنها بسیار کمتر رایج هستند، و ما در مورد آنها به طور مفصل صحبت نمی کنیم.

شماره کارت.5

رابط با کامپیوتر و چاپگر

دوربین برای کپی کردن فیلم از حافظه فلش و همچنین، در صورت لزوم، برای به روز رسانی نرم افزار دوربین ("سیستم افزار") به رایانه متصل است. برای چاپ مستقیم از دوربین با استفاده از پروتکل PictBridge واضح است که اتصال به چاپگر ضروری است.

اکثریت قریب به اتفاق دوربین ها از طریق به کامپیوتر یا چاپگر متصل می شوند رابط USB(اتوبوس سریال جهانی). برای این کار (در سمت دوربین)، از یک رابط استاندارد "mini-B" یا یک کانکتور اختصاصی غیر استاندارد استفاده می شود. بدیهی است که گزینه اول تا حدودی ارجح است، زیرا "اگر اتفاقی بیفتد" می توانید به راحتی یک کابل استاندارد را در هر فروشگاهی با پول اسمی خریداری کنید، در حالی که باید برای یک کابل مارک استفاده کنید (و هزینه آن بسیار بیشتر خواهد بود).

در حال حاضر دو نسخه موجود است استاندارد USB: 1.1 و جدیدتر 2.0. اولی توان خروجی 12 مگابیت بر ثانیه و دومی 480 مگابیت بر ثانیه را ارائه می دهد. بر این اساس، اگر از حافظه فلش به اندازه کافی سریع استفاده می کنید، USB 2.0 ترجیح داده می شود. با این حال، همیشه می توانید حافظه را از دوربین بردارید و از یک دستگاه خارجی برای خواندن کارت های فلش استفاده کنید - به اصطلاح کارت خوان (ماژول حافظه به عنوان یک رسانه با سیستم فایل FAT16/32 ارائه می شود).

ساده ترین کانکتور - خروجی RCA AV - به زبان ساده "لاله ها" - برای اتصال به هر تلویزیون و تجهیزات ویدئویی مناسب است و امکان مشاهده تصاویر را بر روی صفحه تلویزیون فراهم می کند.

به دانش آموزان زمان داده می شود تا با مطالب آشنا شوند و بحث کنند 10 دقیقه . سپس دانش‌آموزان ارائه‌هایی را ارائه می‌کنند که پس از آن ارائه‌ای از سوی معلم ارائه می‌شود.

جمع بندی مطالب و جمع بندی نتایج
سوالات کلاس:

1. چه چیز جدیدی در درس یاد گرفتید؟

   آیا اطلاعات مفید بود؟ کاربرد آن چیست؟

   اگر بخواهید دوربینی را انتخاب کنید، به چه پارامترهایی توجه می کنید؟

کارگاه کار با دوربین دیجیتال.

توجه: در طول درس می توانید از مراحل اصلی عکس بگیرید. در پایان درس، فیلم را به روش های مختلف به کامپیوتر منتقل کنید.

تکالیف: به صورت گروهی تعیین می شود:

گروه 1 - عناصر اساسی یک دوربین فیلمبرداری

گروه 2 - مزایای دوربین های فیلمبرداری دیجیتال

گروه 3 - دستگاه هایی برای ضبط اطلاعات در دوربین فیلمبرداری

گروه 4 - انتقال اطلاعات از دوربین فیلمبرداری به رایانه

گروه 5 – دوربین های تحت وب