ციფრული ტექნოლოგიები კაცობრიობის მომავალია. ციფრული ტექნოლოგიები: კონცეფცია, ამოცანები
ციფრული ტექნოლოგია- - [ლ.გ.სუმენკო. ინგლისურ-რუსული ლექსიკონი საინფორმაციო ტექნოლოგიების შესახებ. M.: State Enterprise TsNIIS, 2003.] თემები საინფორმაციო ტექნოლოგიები ზოგადად EN ციფრული სფერო ... ტექნიკური მთარგმნელის სახელმძღვანელო
ციფრული ტექნოლოგია- skaitmeninė technika statusas T sritis automatika atitikmenys: ინგლ. ციფრული ტექნიკა; ციფრული ტექნოლოგიების vok. Digitaltechnik, f rus. ციფრული ტექნოლოგია, f pranc. ციფრული ტექნიკა, f … ავტომატური ტერმინალი
ამ ტერმინს სხვა მნიშვნელობა აქვს, იხილეთ რეგისტრაცია. 4 ბიტიანი shift რეგისტრი, სერიული კოდის გადამყვანი პარალელურად და პირიქით რეგისტრაცია სერიული ან პარალელური ... ვიკიპედია
Red One Digital კინოკამერა არის მაღალი გარჩევადობის ვიდეო კამერა, რომელიც შექმნილია ფილმების გადასაღებად ციფრული ტექნოლოგიის გამოყენებით. იყიდება... ვიკიპედია
ტექნოლოგიის სფერო, რომელიც დაკავშირებულია ციფრული მონაცემების მანძილზე გადაცემასთან. ამჟამად ციფრული კომუნიკაციები ასევე ფართოდ გამოიყენება ანალოგური (დონეზე და დროში უწყვეტი, მაგალითად მეტყველება, გამოსახულება) სიგნალების გადასაცემად, რაც ... ... ვიკიპედიისთვის
- (ინგლისური ფრესკოგრაფია) არის ტრადიციული კლასიკური ფრესკის რეპროდუცირების მეთოდი ქაღალდზე, ტილოზე, მინაზე ან ფილაზე კომპიუტერული დამხმარე ფრესკის (CAM) პროგრამული უზრუნველყოფის და ციფრული ბეჭდვის გამოყენებით. მეთოდი შეიმუშავა გერმანელმა ხელოვანმა... ... ვიკიპედია
ინფორმაციის ჩაწერის მეთოდი, რომლის დროსაც მედიაზე ჩაწერილი სიგნალები გარდაიქმნება კოდის (ციფრული) პულსის კომბინაციების თანმიმდევრობაში. უზრუნველყოფს რეპროდუცირებული სიგნალების მაღალ ხარისხს (სანდოობას). ფართოდ გამოიყენება...... დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი
ციფრული ჩაწერა, ინფორმაციის ჩაწერის მეთოდი, რომლის დროსაც მედიაზე ჩაწერილი სიგნალები გარდაიქმნება კოდის (ციფრული) პულსის კომბინაციების თანმიმდევრობაში. უზრუნველყოფს რეპროდუცირებული სიგნალების მაღალ ხარისხს (სანდოობას). Ფართო... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი
- (DSP, ინგლისური ციფრული სიგნალის დამუშავება) ციფრული სახით წარმოდგენილი სიგნალების კონვერტაცია. ნებისმიერი უწყვეტი (ანალოგური) სიგნალი შეიძლება დაექვემდებაროს დროის შერჩევას და დონის კვანტიზაციას (ციფრულიზაციას), შემდეგ... ... ვიკიპედია
ციფრული სიგნალის დამუშავება (DSP), ციფრული სახით წარმოდგენილი სიგნალების DSP კონვერტაცია. ნებისმიერი უწყვეტი (ანალოგური) სიგნალი s(t) შეიძლება დაექვემდებაროს დროის შერჩევას და დონის კვანტიზაციას... ... ვიკიპედია
სარჩევი 1 აპლიკაცია 2 დიზაინი და მუშაობის პრინციპი ... ვიკიპედია
წიგნები
- ციფრული სიგნალის დამუშავება აუდიო მაუწყებლობის ბილიკებში, O.B. Popov, S.G. Richter. გაანალიზებულია აუდიომაუწყებლობის სიგნალებისა და არხების ძირითადი მახასიათებლები. განხილულია აუდიო სიგნალების ციფრული დამუშავებისას გამოყენებული ძირითადი მათემატიკური პროცედურები; გზები...
- ციფრული წრე. აპლიკაციის პრაქტიკა, შუსტოვ მ.ა.. მკითხველის ყურადღებისთვის შეთავაზებული წიგნი უნივერსალური შინაარსისაა და შედგება ორი ურთიერთდაკავშირებული ნაწილისგან. პირველ მათგანში მკითხველი გაეცნობა ციფრული მოწყობილობების მოდელირების საფუძვლებს, როდესაც...
ჩვენ დავიწყებთ თქვენს მოგზაურობას ელექტრონიკის სამყაროში ციფრულ ელექტრონიკაში ჩაძირვით. ჯერ ერთი, იმიტომ რომ ეს არის ელექტრონული სამყაროს პირამიდის მწვერვალი და მეორეც, ციფრული ელექტრონიკის ძირითადი ცნებები მარტივი და გასაგებია.
გიფიქრიათ ოდესმე იმაზე, თუ რა ფენომენალური გარღვევა მოხდა მეცნიერებასა და ტექნოლოგიაში ელექტრონიკის და განსაკუთრებით ციფრული ელექტრონიკის წყალობით? თუ არა, მაშინ აიღეთ თქვენი სმარტფონი და ყურადღებით შეხედეთ მას. ასეთი მარტივი გარეგნობის დიზაინი არის უზარმაზარი სამუშაოს და თანამედროვე ელექტრონიკის ფენომენალური მიღწევების შედეგი. ასეთი ტექნიკის შექმნა შესაძლებელი გახდა მარტივი იდეის წყალობით, რომ ნებისმიერი ინფორმაცია შეიძლება იყოს წარმოდგენილი რიცხვების სახით. ასე რომ, არ აქვს მნიშვნელობა რა ინფორმაციასთან მუშაობს მოწყობილობა, სიღრმისეულად ის აკეთებს ნომრების აკრეფას.
თქვენ ალბათ იცნობთ რომაულ და არაბულ ციფრებს. რომაულ სისტემაში რიცხვები წარმოდგენილია ასოების I, V, X, L, C, D, M კომბინაციით, ხოლო არაბულში 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 სიმბოლოების კომბინაციით. 7, 8, 9. მაგრამ არსებობს რიცხვების წარმოდგენის სხვა ფორმები. ერთ-ერთი მათგანია ორობითი ფორმა. ან, როგორც მას უფრო ხშირად უწოდებენ, ორობითი რიცხვების სისტემა. ასეთ რიცხვთა სისტემაში ნებისმიერი რიცხვი არის მხოლოდ "0" და "1"-ის მიმდევრობა.
| არაბული | რომაული | ორობითი |
| 0 | - | 00 |
| 1 | მე | 01 |
| 2 | II | 10 |
| 3 | III | 11 |
მათემატიკოსებმა და ინჟინრებმა ბევრი იმუშავეს და დღეს ნებისმიერი ინფორმაცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ნულებისა და ერთების კომბინაცია: სიგნალი მოძრაობის სენსორიდან, მუსიკა, ვიდეო, ფოტო, ტემპერატურა და ეს ტექსტიც კი, რომელსაც ახლა კითხულობთ, რეალურად არის თქვენი მოწყობილობის სიღრმე ჰგავს ნულების და ერთების თანმიმდევრობას.
არ აქვს მნიშვნელობა რა ინფორმაციას ამუშავებს ციფრული მოწყობილობა, სიღრმეში ის ამუშავებს ნომრებს.
რატომ ზუსტად "0" და "1", და არა "0", "1" და "2", მაგალითად? ფაქტობრივად, საკმაოდ წარმატებული იყო ციფრული ტექნოლოგიების შექმნის მცდელობები, რომელიც იყენებს არა ორობით, არამედ სამეულ რიცხვთა სისტემას („0“, „1“ და „2“), მაგრამ ორობითი მაინც გაიმარჯვა.
შესაძლოა მან მოიგო იმიტომ, რომ სსრკ დაინგრა, ან შესაძლოა იმიტომ, რომ "0" და "1" უფრო ადვილია წარმოდგენა ელექტრული სიგნალების სახით. ეს ნიშნავს, რომ ორობითი რიცხვების სისტემაზე დაფუძნებული ციფრული მოწყობილობები უფრო ადვილი და იაფია. ორობით რიცხვებზე მოგვიანებით ვისაუბრებ.
ციფრული მოწყობილობის სტრუქტურა
თითქმის ყველა ციფრული მოწყობილობა შეიცავს ტიპურ ელემენტებს, რომელთა კომბინაციაც შედგება. ზოგიერთი ელემენტი ძალიან მარტივია, ზოგი უფრო რთული და ზოგი სრულიად რთული. სამოყვარულო პრაქტიკაში ყველაზე გავრცელებულია: ტრიგერები, ტაიმერები, მრიცხველები, რეგისტრები, მიკროკონტროლერები, შედარებითები და ა.შ.
მოდით ავირჩიოთ რაიმე ამ სიიდან და ვნახოთ როგორ მუშაობს. დაე ეს იყოს მიკროკონტროლერი (MK)! კარგი, ვაღიარებ. მიკროკონტროლერი ავირჩიე მიზეზის გამო. ფაქტია, რომ სწორედ მიკროპროცესორების გამოჩენამ მოახდინა ნამდვილი რევოლუცია ელექტრონიკაში და აიძულა მისი განვითარება ახალ დონეზე.
MK არის ყველაზე მრავალრიცხოვანი და პოპულარული ტიპის მიკროპროცესორები მსოფლიოში. რაც მას განსაკუთრებულს ხდის არის ის, რომ მიკროკონტროლერი არის მიკრო-კომპიუტერი - მთელი კომპიუტერი ერთ ჩიპში. წარმოიდგინეთ კომპიუტერი, მაგალითად, პენის ზომის. ეს არის MK.
მიკროკონტროლერები გამოიყენება ყველგან: თანამედროვე ტელევიზორებში, მაცივრებში, ტაბლეტებში და უსაფრთხოების სისტემებში. სადაც რაიმეს კონტროლი სჭირდება, მიკროკონტროლერს შეუძლია თავისი ადგილის პოვნა. და ეს ყველაფერი იმის წყალობით, რომ, როგორც ნებისმიერი მიკროპროცესორი, MK შეიძლება დაპროგრამდეს. შედეგად, ერთი და იგივე ტიპის ჩიპი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ასობით სხვადასხვა მოწყობილობაში.
დღესდღეობით ყველაზე პოპულარულია, მაგალითად, AVR, PIC, ARM მიკროკონტროლერები. თითოეული კომპანია, რომელიც აწარმოებს ჩამოთვლილი ტიპის მიკროკონტროლერებს, აწარმოებს ათობით, თუ არა ასობით სახეობის მიკროკონტროლერებს, რომლებიც შექმნილია ყველა წარმოუდგენელი და წარმოუდგენელი ამოცანისთვის.
როგორ მუშაობს მიკროკონტროლერი?
რეალური მიკროკონტროლერის დიზაინის სირთულის მიუხედავად, თქვენ შეგიძლიათ თქვათ როგორ მუშაობს იგი მხოლოდ ერთი წინადადებით: ”პროგრამის ტექსტი იწერება მიკროკონტროლერის მეხსიერებაში, MK კითხულობს ბრძანებებს ამ პროგრამიდან და ახორციელებს მათ.” ყველა.
რა თქმა უნდა, MK ვერ შეასრულებს რაიმე ბრძანებას. მას აქვს ბრძანებების ძირითადი ნაკრები, რომელიც ესმის და იცის როგორ შეასრულოს. ამ ბრძანებების კომბინაციით, შეგიძლიათ მიიღოთ თითქმის ნებისმიერი პროგრამა, რომლითაც მოწყობილობა გააკეთებს ზუსტად იმას, რაც გსურთ.
თანამედროვე სამყაროში მიკროპროცესორს (MK ასევე მიკროპროცესორია, მაგრამ სპეციალიზებული) შეიძლება ჰქონდეს ბევრი ძირითადი ბრძანება ან ძალიან ცოტა. ეს არის ისეთი პირობითი დაყოფა, რომლისთვისაც კი გამოიგონეს ორი ტერმინი: CISC და RISC. CISC არის მრავალი სხვადასხვა ტიპის ბრძანება ყველა შემთხვევისთვის, RISC არის მხოლოდ ყველაზე საჭირო და ხშირად გამოყენებული ბრძანებები, ე.ი. შემცირებული ბრძანებების ნაკრები.
მიკროკონტროლერების უმეტესობა არის RISC. ეს აიხსნება იმით, რომ ბრძანებების შემცირებული ნაკრების გამოყენებისას მიკროკონტროლერები უფრო მარტივი და იაფია გამოსამუშავებლად, ხოლო ტექნიკის დეველოპერებისთვის მათი დაუფლება უფრო ადვილი და სწრაფია. CISC-სა და RISC-ს შორის ბევრი განსხვავებაა, მაგრამ ახლა ერთადერთი მნიშვნელოვანი, რაც უნდა გვახსოვდეს, არის ის, რომ CISC-ს აქვს ბევრი ბრძანება, RISC-ს აქვს რამდენიმე ბრძანება. ამ ორ იდეას სხვა დროს უფრო ღრმად განვიხილავთ.
რა ხდება მიკროკონტროლერის ჩართვისას?
ასე რომ, წარმოვიდგინოთ იდეალური სამყარო, რომელშიც თქვენ გაქვთ MK და პროგრამა უკვე ჩაწერილია მის მეხსიერებაში. ან, როგორც ჩვეულებრივ ამბობენ, MK არის "მოციმციმე" (ამ შემთხვევაში პროგრამას უწოდებენ "firmware") და მზად არის ბრძოლისთვის.
რა ხდება, როდესაც თქვენ მიაწოდებთ ენერგიას თქვენს MK წრედს? თურმე არაფერი განსაკუთრებული. ჯადოქრობა იქ საერთოდ არ არის. შემდეგი მოხდება:
დენის ჩართვის შემდეგ, მიკროკონტროლერი წავა და ნახოს რა არის მეხსიერებაში. ამავდროულად, მან „იცის“ სად უნდა ეძებოს თავისი პროგრამის პირველი ბრძანების საპოვნელად.
პროგრამის დასაწყისის ადგილმდებარეობა დადგენილია MK-ის წარმოების დროს და არასოდეს იცვლება. MK ითვლის პირველ ბრძანებას, ასრულებს მას, შემდეგ ითვლის მეორე ბრძანებას, ასრულებს მას, შემდეგ მესამეს და ასე გრძელდება ბოლომდე. როდესაც ის დათვლის ბოლო ბრძანებას, ყველაფერი თავიდან დაიწყება, რადგან MK ახორციელებს პროგრამას წრეში, თუ მას არ უთხრეს შეჩერება. ასე მუშაობს.
მაგრამ ეს ხელს არ შეგიშლით დაწეროთ რთული პროგრამები, რომლებიც დაგეხმარებათ მართოთ მაცივრები, მტვერსასრუტები, სამრეწველო მანქანები, აუდიო პლეერები და ათასობით სხვა მოწყობილობა. თქვენ ასევე შეგიძლიათ ისწავლოთ როგორ შექმნათ მოწყობილობები MK-ით. ამას დრო, სურვილი და ცოტა ფული დასჭირდება. მაგრამ ეს ისეთი წვრილმანია, არა?
როგორ მუშაობს ტიპიური MK?
ნებისმიერი მიკროპროცესორული სისტემა დაფუძნებულია სამ საყრდენზე:
- პროცესორი(ALU + საკონტროლო მოწყობილობა),
- მეხსიერება(ROM, RAM, FLASH),
- I/O პორტები .
პროცესორი, I/O პორტების გამოყენებით, იღებს/აგზავნის მონაცემებს რიცხვების სახით, ასრულებს მათზე სხვადასხვა არითმეტიკულ მოქმედებებს და ინახავს მათ მეხსიერებაში. პროცესორს, პორტებსა და მეხსიერებას შორის კომუნიკაცია ხდება მავთულის საშუალებით, რომელსაც ეწოდება საბურავი(საბურავები დანიშნულების მიხედვით იყოფა რამდენიმე ტიპად) . ეს არის ზოგადი იდეა, თუ როგორ მუშაობს MP სისტემა. როგორც ქვემოთ მოცემულ სურათზე.
MK, როგორც უკვე დავწერე, ასევე არის მიკროპროცესორი. უბრალოდ სპეციალიზებული. სხვადასხვა სერიის MK მიკროსქემების ფიზიკური სტრუქტურა შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს, მაგრამ იდეოლოგიურად ისინი მსგავსი იქნება და ექნებათ, მაგალითად, ბლოკები, როგორიცაა: ROM, RAM, ALU, შემავალი/გამომავალი პორტები, ტაიმერები, მრიცხველები, რეგისტრები.
| რომი | მუდმივი მეხსიერება. ყველაფერი, რაც მასზე წერია, რჩება ROM-ში მაშინაც კი, როცა მოწყობილობა გამორთულია კვების ბლოკიდან. |
| ოპერატიული მეხსიერება | დროებითი მეხსიერება. ოპერატიული მეხსიერება არის MK-ის სამუშაო მეხსიერება. მასში მოთავსებულია ბრძანების შესრულების ყველა შუალედური შედეგი ან მონაცემები გარე მოწყობილობებიდან. |
| ALU | მიკროკონტროლერის მათემატიკური ტვინი. სწორედ ის აგროვებს, აკლებს, ამრავლებს და ზოგჯერ ყოფს, ადარებს ნულებს და ერთებს პროგრამის ბრძანებების შესრულების პროცესში. MK-ის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ორგანო. |
| I/O პორტები | უბრალოდ მოწყობილობები MK გარე სამყაროსთან კომუნიკაციისთვის. მათ გარეშე, თქვენ არ შეგიძლიათ ჩაწეროთ გარე მეხსიერებაში და მიიღოთ მონაცემები სენსორიდან ან კლავიატურიდან. |
| ტაიმერები | ნამცხვარი მოამზადე თუ ქათამი? დააყენეთ ტაიმერი, რომ შეგატყობინოთ, როდესაც კერძი მზად არის? MK-ში ტაიმერი ასრულებს მსგავს ფუნქციებს: ითვლის ინტერვალებს, გასცემს სიგნალს მისი გაშვებისას და ა.შ. |
| მრიცხველები | ისინი გამოგადგებათ, როცა რაღაცის დათვლა გჭირდებათ. |
| რეგისტრირებს | ყველაზე გაუგებარი სიტყვა მათთვის, ვინც ერთხელ მაინც სცადა ასამბლერის დაუფლება საკუთარ თავზე. სხვათა შორის, ისინი მოქმედებენ როგორც სწრაფი ოპერატიული მეხსიერება MK-სთვის. თითოეული რეგისტრი არის ერთგვარი მეხსიერების უჯრედი. და თითოეულ MK-ში მხოლოდ რამდენიმე ათეულია. |
ციფრული ელექტრონიკის განვითარების თანამედროვე მასშტაბები იმდენად დიდია, რომ ამ ცხრილიდან თითოეული ნივთისთვისაც კი შეგიძლიათ დაწეროთ მთელი წიგნი, ან თუნდაც ერთზე მეტი. მე აღვწერ ძირითად იდეებს, რომლებიც დაგეხმარებათ დამოუკიდებლად გაიგოთ თითოეული მოწყობილობა უფრო დეტალურად.
მიკროკონტროლერის ტვინი
მიკროპროცესორი/მიკროკონტროლერი ყოველთვის მუშაობს მასში ჩადებული პროგრამის მიხედვით. პროგრამა შედგება ოპერაციების თანმიმდევრობისგან, რომელთა შესრულებაც MK-ს შეუძლია. ოპერაციები შესრულებულია პროცესორში - ეს არის მიკროკონტროლერის ტვინი. სწორედ ამ ორგანოს შეუძლია რიცხვებთან არითმეტიკული და ლოგიკური მოქმედებების შესრულება. მაგრამ არსებობს კიდევ ოთხი მნიშვნელოვანი ოპერაცია, რომლის გაკეთებაც მას შეუძლია:
- მეხსიერების უჯრედიდან კითხვა
- მეხსიერების უჯრედში ჩაწერა
- წაკითხვა I/O პორტიდან
- ჩაწერეთ I/O პორტში
ეს ოპერაციები პასუხისმგებელია ინფორმაციის წაკითხვა/ჩაწერაზე მეხსიერებაში და გარე მოწყობილობებში I/O პორტების საშუალებით. და მათ გარეშე, ნებისმიერი პროცესორი იქცევა უსარგებლო ნაგავში.
ტექნიკურად, პროცესორი შედგება ALU (პროცესორის კალკულატორი) და საკონტროლო განყოფილებისგან, რომელიც მართავს I/O პორტებს, მეხსიერებას და არითმეტიკული ლოგიკური ერთეულის (ALU) ურთიერთქმედებას.
მიკროკონტროლერის მეხსიერება
ადრე, MK-ში შემავალი ტიპიური მოწყობილობების ცხრილში, მე მივუთითე მეხსიერების ორი ტიპი: ROM და RAM. მათ შორის განსხვავება ისაა, რომ ROM-ში მონაცემები ინახება მოწყობილობის ჩართვას შორის. მაგრამ ამავე დროს, ROM საკმაოდ ნელი მეხსიერებაა. ამიტომ არის ოპერატიული მეხსიერება, რომელიც საკმაოდ სწრაფია, მაგრამ მონაცემების შენახვა მხოლოდ მაშინ ხდება, როცა მოწყობილობას ელექტროენერგია მიეწოდება. ღირს მოწყობილობის გამორთვა და ყველა მონაცემი იქიდანაა... არაფერი.
თუ თქვენ გაქვთ ლეპტოპი ან პერსონალური კომპიუტერი, მაშინ კარგად იცნობთ ამ სიტუაციას: დაწერეთ ტექსტის მთა, დაგავიწყდათ მისი შენახვა თქვენს მყარ დისკზე და უცებ დენი გაქრა. ჩართავ კომპიუტერს, მაგრამ ტექსტი არ არის. Სწორია. სანამ წერდით, ის ინახებოდა RAM-ში. ამიტომ ტექსტი გაქრა კომპიუტერის გამორთვისას.
უცხო სამყაროში, RAM და ROM ეწოდება RAM და ROM:
- RAM (Random Access Memory) - მეხსიერება შემთხვევითი წვდომით
- ROM (მხოლოდ წაკითხვის მეხსიერება) - მხოლოდ წაკითხვის მეხსიერება
ჩვენში მათ ასევე უწოდებენ არასტაბილურ და არასტაბილურ მეხსიერებას. რაც, ჩემი აზრით, უფრო ზუსტად ასახავს თითოეული ტიპის მეხსიერების ბუნებას.
რომი
დღესდღეობით, FLASH ტიპის ROM მეხსიერება (ან, ჩვენი აზრით, EEPROM) სულ უფრო ფართოდაა გავრცელებული. ეს საშუალებას გაძლევთ შეინახოთ მონაცემები მაშინაც კი, როდესაც მოწყობილობა გამორთულია. ამიტომ, თანამედროვე MCU-ებში, მაგალითად, AVR MCU-ში, FLASH მეხსიერება გამოიყენება როგორც ROM.
ადრე, ROM მეხსიერების ჩიპები ერთხელ პროგრამირებადი იყო. ამიტომ, თუ პროგრამა ან მონაცემები შეცდომით ჩაიწერა, მაშინ ასეთი მიკროსქემა უბრალოდ გადააგდეს. ცოტა მოგვიანებით, ROM-ები გამოჩნდა, რომელთა გადაწერა მრავალჯერ შეიძლებოდა. ეს იყო UV წაშლილი ჩიპები. ისინი საკმაოდ დიდი ხნის განმავლობაში ცხოვრობდნენ და ახლაც გვხვდება ზოგიერთ მოწყობილობაში 1990-იანი წლების ... 2000-იანი წლებიდან. მაგალითად, ეს ROM მოდის სსრკ-დან.
მათ ჰქონდათ ერთი მნიშვნელოვანი ნაკლი - თუ ბროლი (ის, რომელიც ფანჯარაში ჩანს) შემთხვევით განათებული იყო, პროგრამა შეიძლება დაზიანდეს. ასევე, ROM ჯერ კიდევ უფრო ნელია ვიდრე RAM.
ოპერატიული მეხსიერება
RAM, განსხვავებით ROM, PROM და EEPROM, არის არასტაბილურიდა როდესაც მოწყობილობა გამორთულია, ყველა მონაცემი RAM-ში იკარგება. მაგრამ არც ერთ მიკროპროცესორულ მოწყობილობას არ შეუძლია ამის გარეშე. ვინაიდან ექსპლუატაციის დროს აუცილებელია გამოთვლებისა და მონაცემების შედეგების შენახვა, რომლებთანაც პროცესორი მუშაობს სადმე. ROM არ არის შესაფერისი ამ მიზნებისათვის მისი ნელი სიჩქარის გამო.
პროგრამა და მონაცემთა მეხსიერება
გარდა იმისა, რომ დაყოფა არასტაბილურ (RAM) და არასტაბილურ მეხსიერებად, მიკროკონტროლერებს აქვთ დაყოფა მონაცემთა მეხსიერებად და პროგრამულ მეხსიერებად. ეს ნიშნავს, რომ MK-ს აქვს სპეციალური მეხსიერება, რომელიც განკუთვნილია მხოლოდ MK პროგრამის შესანახად. თანამედროვე დროში ეს ჩვეულებრივ FLASH ROM-ია. მიკროკონტროლერი სწორედ ამ მეხსიერებიდან კითხულობს ბრძანებებს, რომლებსაც ის ასრულებს.
პროგრამის მეხსიერებისგან განცალკევებით არის მონაცემთა მეხსიერება, რომელშიც მოთავსებულია სამუშაოს შუალედური შედეგები და პროგრამის მიერ მოთხოვნილი ნებისმიერი სხვა მონაცემი. პროგრამის მეხსიერება არის ჩვეულებრივი ოპერატიული მეხსიერება.
ეს განცალკევება კარგია, რადგან პროგრამის არცერთ შეცდომას არ შეუძლია დააზიანოს თავად პროგრამა. მაგალითად, როდესაც შეცდომით MK ცდილობს დაწეროს შემთხვევითი რიცხვი პროგრამაში რაიმე ბრძანების ნაცვლად. გამოდის, რომ პროგრამა საიმედოდ არის დაცული დაზიანებისგან. სხვათა შორის, ამ განყოფილებას აქვს თავისი განსაკუთრებული სახელი - "ჰარვარდის არქიტექტურა".
1930-იან წლებში აშშ-ს მთავრობამ დაავალა ჰარვარდისა და პრინსტონის უნივერსიტეტების განვითარება არქიტექტურაკომპიუტერი საზღვაო არტილერიისთვის. 1930-იანი წლების ბოლოს ჰარვარდის უნივერსიტეტში განვითარდა ჰოვარდ აიკენი არქიტექტურაკომპიუტერი Mark I, ამიერიდან ამ უნივერსიტეტის სახელით.
ქვემოთ მე სქემატურად გამოვხატე ჰარვარდის არქიტექტურა:
ამრიგად, პროგრამა და მონაცემები, რომლებთანაც ის მუშაობს, ფიზიკურად ინახება სხვადასხვა ადგილას. რაც შეეხება დიდ პროცესორულ სისტემებს, როგორიცაა პერსონალური კომპიუტერი, მონაცემები და პროგრამა ინახება ერთსა და იმავე ადგილას პროგრამის მუშაობის დროს.
მეხსიერების იერარქია
როგორ იწერება მიკროკონტროლერის ტვინი
თქვენ უკვე იცით, რომ MK-ის ტვინი არის CPU - ცენტრალური დამუშავების განყოფილება, რომელიც შედგება ALU (არითმეტიკურ-ლოგიკური ერთეული) და საკონტროლო განყოფილებისგან (CU). საკონტროლო განყოფილება აკონტროლებს მთელ ორკესტრს მეხსიერებიდან, გარე მოწყობილობებიდან და ALU-დან. მისი წყალობით, MK-ს შეუძლია შეასრულოს ბრძანებები ჩვენთვის სასურველი თანმიმდევრობით.
ALU არის კალკულატორი და საკონტროლო განყოფილება ეუბნება ALU-ს რა, რა, როდის და რა თანმიმდევრობით უნდა გამოთვალოს ან შეადაროს. ALU-ს შეუძლია დაამატოთ, გამოკლება, ზოგჯერ გაყოფა და გამრავლება და შეასრულოს ლოგიკური ოპერაციები: AND, OR, NOT (დაწვრილებით მათ შესახებ ცოტა მოგვიანებით)
ნებისმიერ კომპიუტერს, მათ შორის MK-ს, დღეს შეუძლია იმუშაოს მხოლოდ ორობითი რიცხვებით, რომლებიც შედგება "0" და "1". სწორედ ამ მარტივმა იდეამ გამოიწვია ელექტრონიკის რევოლუცია და ციფრული ტექნოლოგიების ფეთქებადი განვითარება.
დავუშვათ, რომ ALU-ს სჭირდება ორი რიცხვის დამატება: 2 და 5. გამარტივებული ფორმით ის ასე გამოიყურება:
ამ შემთხვევაში, საკონტროლო განყოფილებამ იცის მეხსიერების რომელ ადგილას უნდა აიღოს რიცხვი „2“, რომელ რიცხვში „5“ და მეხსიერების რომელ ადგილას მოათავსოს შედეგი. საკონტროლო განყოფილებამ იცის ეს ყველაფერი, რადგან მან წაიკითხა ამის შესახებ ბრძანებაში პროგრამისგან, რომელიც ამჟამად წაიკითხა პროგრამაში. მე უფრო დეტალურად გეტყვით ორობითი რიცხვებით არამატური ოპერაციების შესახებ და როგორ მუშაობს ALU შემკრები შიგნიდან ცოტა მოგვიანებით.
აბა, თქვენ ამბობთ, რა მოხდება, თუ თქვენ გჭირდებათ ამ ნომრების მიღება არა პროგრამიდან, არამედ გარედან, მაგალითად, სენსორიდან? Რა უნდა გავაკეთო? სწორედ აქ მოქმედებს I/O პორტები, რომელთა დახმარებით MK-ს შეუძლია მიიღოს და გადასცეს მონაცემები გარე მოწყობილობებზე: დისპლეი, სენსორები, ძრავები, სარქველები, პრინტერები და ა.შ.
ლოგიკური ოპერაციები
თქვენ ალბათ კარგად იცნობთ ხუმრობას "ქალური ლოგიკის" შესახებ? მაგრამ ჩვენ არ ვისაუბრებთ ამაზე, არამედ პრინციპში ლოგიკაზე. ლოგიკა მოქმედებს მიზეზ-შედეგობრივი კავშირებით: თუ მზე ამოვიდა, მაშინ ის გახდა ნათელი. მიზეზმა „მზე ამოვიდა“ გამოიწვია ეფექტი „ის გახდა სინათლე“. უფრო მეტიც, თითოეულ განცხადებაზე შეგვიძლია ვთქვათ „მართალი“ ან „მცდარი“.
Მაგალითად:
- "ჩიტები წყალქვეშ ბანაობენ" ტყუილია
- "წყალი სველია" - ოთახის ტემპერატურაზე ეს განცხადება მართალია
როგორც აღნიშნეთ, მეორე განცხადება შეიძლება იყოს ჭეშმარიტი ან მცდარი გარკვეულ პირობებში. ჩვენს კომპიუტერს აქვს მხოლოდ რიცხვები და ინჟინერებსა და მათემატიკოსებს გაუჩნდათ იდეა, აღენიშნათ სიმართლე როგორც "1" და მცდარი როგორც "0". ამან შესაძლებელი გახადა განცხადების ჭეშმარიტების დაწერა ბინარული რიცხვების სახით:
- "ჩიტები წყალქვეშ ბანაობენ" = 0
- "წყალი სველია" = 1
და ასეთი აღნიშვნა მათემატიკოსებს საშუალებას აძლევდა შეასრულონ მთელი ოპერაციები ამ განცხადებებით - ლოგიკური ოპერაციები. ჯორჯ ბული იყო პირველი, ვინც ეს მოიფიქრა. რის შემდეგაც ამ ალგებრას ეწოდა: „ბულის ალგებრა“, რომელიც ძალიან მოსახერხებელი აღმოჩნდა ციფრული მანქანებისთვის.
ALU-ს მეორე ნახევარი არის ლოგიკური ოპერაციები. ისინი საშუალებას გაძლევთ "შეადაროთ" განცხადებები. არსებობს მხოლოდ რამდენიმე ძირითადი ლოგიკური ოპერაციები: და, ან, არა - მაგრამ ეს საკმარისია, რადგან ამ სამიდან უფრო რთული შეიძლება გაერთიანდეს.
ლოგიკური ოპერაცია და აღნიშნავს განცხადებების ერთდროულობას, ე.ი. რომ ორივე დებულება ჭეშმარიტია ამავე დროს. მაგალითად განცხადება ჭეშმარიტი იქნება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ორივე მარტივი დებულება ჭეშმარიტია. ყველა სხვა შემთხვევაში, ლოგიკური და ოპერაციის შედეგი ყალბი იქნება.
ლოგიკური ოპერაცია ან მართალი იქნება, თუ ოპერაციაში ჩართული დებულებიდან ერთი მაინც სიმართლეს შეესაბამება. "ჩიტები წყალქვეშ ბანაობენ" და "წყალი სველია"მართალია, რადგან განცხადება "წყალი სველია" მართალია
ლოგიკური ოპერაცია არა ცვლის განცხადების ჭეშმარიტებას მის საპირისპირო მნიშვნელობით. ეს არის ლოგიკური უარყოფა. Მაგალითად:
მზე ყოველდღე ამოდის = TRUE
NOT (მზე ყოველ დღე ამოდის) = არ არის ჭეშმარიტი = ცრუ
ლოგიკური ოპერაციების წყალობით, ჩვენ შეგვიძლია შევადაროთ ბინარული რიცხვები და რადგან ჩვენი ორობითი რიცხვები ყოველთვის რაღაცას ნიშნავს, მაგალითად, რაღაც სიგნალს. გამოდის, რომ ლოგიკური ალგებრის წყალობით შეგვიძლია რეალური სიგნალების შედარება. ამას აკეთებს ALU-ს ლოგიკური ნაწილი.
შეყვანის/გამოსვლის მოწყობილობა
ჩვენი MK უნდა დაუკავშირდეს გარე სამყაროსთან. მხოლოდ ამის შემდეგ იქნება ის სასარგებლო მოწყობილობა. ამ მიზნით, MK-ს აქვს სპეციალური მოწყობილობები, სახელწოდებით შემავალი/გამომავალი მოწყობილობები.
ამ მოწყობილობების წყალობით ჩვენ შეგვიძლია მიკროკონტროლერს გავუგზავნოთ სიგნალები სენსორებიდან, კლავიატურებიდან და სხვა გარე მოწყობილობებიდან. და ასეთი სიგნალების დამუშავების შემდეგ, MK გამომავალი მოწყობილობების საშუალებით გამოგიგზავნით პასუხს, რომლითაც შესაძლებელი იქნება ძრავის ბრუნვის სიჩქარის ან ნათურის სიკაშკაშის დარეგულირება.
ნება მომეცით შევაჯამოთ:
- ციფრული ელექტრონიკა - ელექტრონიკის აისბერგის მწვერვალი
- ციფრულმა მოწყობილობამ მხოლოდ რიცხვები იცის და ესმის
- ნებისმიერი ინფორმაცია: შეტყობინება, ტექსტი, ვიდეო, ხმა, შეიძლება იყოს კოდირებული ბინარული ნომრების გამოყენებით
- მიკროკონტროლერი არის მიკროკომპიუტერი ერთ ჩიპზე
- ნებისმიერი მიკროპროცესორული სისტემა შედგება სამი ნაწილისგან: პროცესორი, მეხსიერება, შემავალი/გამომავალი მოწყობილობები
- პროცესორი შედგება ALU და საკონტროლო განყოფილებისგან
- ALU-ს შეუძლია შეასრულოს არითმეტიკული და ლოგიკური მოქმედებები ბინარული რიცხვებით
Დარჩი ჩვენთან. შემდეგ სტატიებში უფრო დეტალურად გეტყვით, თუ როგორ არის მოწყობილი MK მეხსიერება, I/O პორტები და ALU. და ამის შემდეგ ჩვენ კიდევ უფრო შორს წავალთ და საბოლოოდ მივაღწევთ ანალოგურ ელექტრონიკას.
p.s.
იპოვე შეცდომა? Მითხარი!
დიდი რადიომოყვარული და პროგრამის დიზაინერი
საინფორმაციო ტექნოლოგიები იყოფა ანალოგად და ციფრულად.
ანალოგური ტექნოლოგიები ეფუძნება ინფორმაციის წარმოდგენის მეთოდს რაიმე უწყვეტი (ანალოგური) ფიზიკური სიდიდის სახით, მაგალითად, ძაბვის ან ელექტრული დენის სახით, რომლის მნიშვნელობა (სიგნალი) არის ინფორმაციის მატარებელი. ამ პრინციპით მუშაობს ჩვეულებრივი მაგნიტოფონი. ინფორმაცია წარმოდგენილია ცვლადი სიდიდის მაგნიტური ველის სახით, რომელიც ჩაწერილია მატარებლის ფერომაგნიტურ ფენაზე - ფირზე. ხოლო გრამოფონის ჩანაწერები, რომელთა ეპოქა დასრულდა დაახლოებით 20 წლის წინ, ინფორმაციის მატარებლად იყენებდნენ ჩანაწერის ზედაპირზე არსებულ ვიწრო სპირალურ ტრასას. ამ ბილიკის სიღრმე ან სიგანე იყო ფიზიკური რაოდენობა, რომელიც ინახავდა ინფორმაციას ხმის შესახებ. ანუ გრამოფონის ჩანაწერი იყენებდა ხმის ჩაწერის მექანიკურ პრინციპს.
ციფრული ტექნოლოგიები ეფუძნება დისკრეტულ (ლათინური discretus - დაყოფილი, წყვეტილი) გზას ინფორმაციის წარმოდგენის რიცხვების სახით (ჩვეულებრივ, ორობითი რიცხვების სისტემის გამოყენებით), რომლის ღირებულებაც ინფორმაციის მატარებელია. ამისათვის ისინი იყენებენ ფიზიკურ სიდიდეებს, რომლებსაც შეუძლიათ მიიღონ მხოლოდ ორი სტაბილური მდგომარეობა (ჩართვა - გამორთვა, არის ძაბვა - არ არის ძაბვა, მაგნიტიზებული - არ არის მაგნიტიზებული). ეს უზრუნველყოფს ციფრული სიგნალის მაქსიმალურ სიმარტივეს: არის ელექტრული იმპულსი - ერთი, იმპულსი არ არის - ნული. (მათ ჩვეულებრივ უწოდებენ ლოგიკურ ერთს და ლოგიკურ ნულს.) ამ შემთხვევაში მნიშვნელოვანია არა პულსის სიდიდე, არამედ მხოლოდ მისი ყოფნა ან არარსებობა.
ციფრული სიგნალების სიმარტივე უზრუნველყოფს (ანალოგურ სიგნალებთან შედარებით) მათ არაპროპორციულად უფრო დიდ იმუნიტეტს ჩარევის მიმართ. ფაქტია, რომ ლოგიკური ნულები და ერთეულები არ შეიცავს მეორად ინფორმაციას. როდესაც ანალოგური მედია, როგორიცაა გრამოფონის ჩანაწერი, ფიზიკურად ცვდება, ჩნდება ხმაური და ჩარევა. ჩანაწერის სლოტის კიდეები ცვლის ფორმას მოთამაშის სტილუსის განმეორებითი ზემოქმედებისგან და ლენტი დემაგნიზდება ან იჭიმება. ციფრული ინფორმაციის ბიტი თავისუფალია ასეთი პრობლემებისგან, რაც არ უნდა მოხდეს ოპერატორს, ბიტს აქვს მხოლოდ ორი მნიშვნელობა - ნული ან ერთი. ჩარევა და ხმაური უბრალოდ არსად მოდის.
ინფორმაციის ციფრულად წარდგენისას სიზუსტე დამოკიდებულია ციფრების რაოდენობაზე. ციფრების რაოდენობის გაზრდით შესაძლებელია გამოთვლების ნებისმიერი წინასწარ განსაზღვრული სიზუსტის უზრუნველყოფა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, კომპიუტერზე (ან კალკულატორში, რომელიც ასევე არის კომპიუტერი), რომელიც მუშაობს მხოლოდ რვანიშნა რიცხვებით, შეიძლება მხოლოდ ამ რიცხვების რვა ციფრამდე დამრგვალებით. ნათელია, რომ ასეთი დამრგვალება მნიშვნელოვნად ამცირებს გამოთვლების სიზუსტეს. თანამედროვე პერსონალური კომპიუტერები მუშაობენ 32-ბიტიანი ორობითი ნომრებით (ეს არის ციფრული კომპიუტერების მთავარი უპირატესობა ანალოგებთან შედარებით - წარმოიდგინეთ ძველი მუხის აბაკუსი, რომელსაც აქვს არა 10, არამედ 32 დომინო თითოეულ ჯვარედინი ზოლზე), მაგრამ უახლოეს მომავალში მოხდება გადასვლა. 64-ბიტიან სტრუქტურამდე.
ციფრული ტექნოლოგიების უდაო უპირატესობების გამო, ყველა ახალი საინფორმაციო ტექნოლოგია ციფრულია. ესენია, მაგალითად, ინფორმაციის არქივირება და შეკუმშვა, სკანირება და ტექსტის ამოცნობა, ციფრული რადიო და ტელევიზია, ციფრული ფოტოგრაფია, ციფრული ვიდეო, გლობალური საინფორმაციო ქსელი ინტერნეტი (ინტერნეტი) და ელექტრონული ფოსტა (ელ. ფოსტა), ვირტუალური რეალობა.
შეიძლება ციფრული ტექნოლოგიები, რომლებსაც ასეთი აშკარა უპირატესობები აქვთ, ანალოგზე ადრე გაჩნდეს? Რათქმაუნდა, არა. მიზეზი ის არის, რომ ანალოგური ტექნოლოგიები გაცილებით მარტივია, ვიდრე ციფრული, ამიტომ მათი დანერგვა შესაძლებელია წინა დროის ტექნოლოგიის დონეზე.
ადამიანის გრძნობებს (და უპირველეს ყოვლისა სმენის ორგანოებს) შეუძლიათ მხოლოდ ანალოგური სიგნალების აღქმა. ამიტომ ციფრული ტექნოლოგიების გამოყენება მოითხოვს საკმაოდ კომპლექსურ მოწყობილობებს, რომელთა მასობრივი გამოყენება მხოლოდ ბოლო ათწლეულებში გახდა შესაძლებელი მიკროელექტრონიკის სწრაფი განვითარების შედეგად.
21-ე საუკუნე იქნება ექსკლუზიურად ციფრული. უწყვეტი კონკურენციაა სხვადასხვა სახის ინფორმაციის ჩაწერის, შენახვისა და რეპროდუცირების უახლეს მაგნიტურ და ოპტიკურ მეთოდებს შორის, ასევე მათ კომბინირებულ გამოყენებას შორის. ეს მეთოდები უზრუნველყოფს ინფორმაციის ჩაწერის გაცილებით მაღალ სიმკვრივეს და გამძლეობას ქაღალდთან, ფოტოსურათთან და ფილმთან შედარებით. ამიტომ, უახლოეს მომავალში მე და თქვენ გადავიღებთ ფოტოებს ციფრული კამერით, ვუყურებთ ციფრულ ვიდეოს და მოვუსმენთ ციფრულ მუსიკას. და ჩვენ სულ უფრო და უფრო წავიკითხავთ წიგნებს ჯიბის და დესკტოპ კომპიუტერების ეკრანებიდან.
დღეს სულ უფრო მეტი ადამიანი იყენებს ციფრულ ტექნოლოგიებს, რადგან ისინი შექმნილია მონაცემთა უფრო მარტივი და სწრაფი გადაცემისთვის. ეს იწვევს ანალოგური ტექნოლოგიების უსარგებლობას. თუმცა, ვინც გეგმავს სისტემების აღდგენას და სურს გამოიყენოს მხოლოდ ციფრული ტექნოლოგიები, მაინც უნდა გაითვალისწინოს ის ფაქტი, რომ ორივე ტექნოლოგიას აქვს თავისი დადებითი და, რა თქმა უნდა, უარყოფითი მხარეები.
არის სფეროები, სადაც ციფრული ტექნოლოგიების გამოყენება აუცილებელია, მაგალითად, ციფრული ვიდეო გადაღება. რა თქმა უნდა, უფრო ადვილი იქნება მყარ დისკზე ჩაწერილი სურათების მართვა, რადგან ისინი უფრო კომპაქტურია და აადვილებენ ყველა ინფორმაციაზე წვდომას. ინოვაციური კომფორტული ვიდეო ჩამწერების შესაქმნელად, დიდი კომპანიები, რომლებიც აწარმოებენ ციფრულ აღჭურვილობას, დიდ ინვესტიციას ახდენენ.
ციფრული ტექნოლოგიები დღეს
რა არის ციფრული ტექნოლოგიები და რისი მიცემა შეუძლიათ მათ ადამიანებს?უპირველეს ყოვლისა, ეს არის შეუზღუდავი წვდომის შესაძლებლობა მრავალფეროვან ინფორმაციაზე. ინტერნეტის ნებისმიერ მომხმარებელს შეუძლია რამდენიმე წუთში მოიძიოს ფაქტიურად ნებისმიერი სიახლე ან ინფორმაცია, რომელიც მას სჭირდება. მაგალითად, თუ რაიმე დახმარება გჭირდებათ, ციფრული ტექნოლოგიის გამოყენებით შეგიძლიათ იპოვოთ იგი, მაშინაც კი, თუ გჭირდებათ კანალიზაციის გაწმენდა, მაშინ შეგიძლიათ იპოვოთ სერვისი ვებსაიტზე http://zasor.com.ua/. ეს შესაძლებლობა დიდ გავლენას ახდენს საინფორმაციო წყაროებზე, მაგრამ უნდა აღინიშნოს, რომ ტრადიციული მედია პოზიციებს არ კარგავს. თუმცა, ყველა ტიპის მედია დიდი ხანია იყენებს მოწინავე განვითარებას.
IP ტექნოლოგიები
ამ დროისთვის IP ტექნოლოგიები სწრაფად და აქტიურად ვითარდება და სწორედ ისინი უზრუნველყოფენ მაღალსიჩქარიან წვდომას. ამრიგად, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მედიის მომავალი, როგორც ჩანს, ინტერნეტ რესურსია. ინტერნეტ ტექნოლოგიები დღეს თავდაჯერებულად შემოვიდა ცხოვრებაში. ისინი ყველა ვითარდებიან და წინ მიიწევენ. ქსელები, რომლებიც მუშაობენ ინტერნეტ პროტოკოლის საფუძველზე, არის შესანიშნავი გადაწყვეტა, რომელიც საშუალებას აძლევს მომხმარებლებს გააკონტროლონ სხვადასხვა საიტების აქტივობა. ეს განსაკუთრებით სარგებელს მოუტანს კომპანიას, რომელსაც აქვს ოფისების ქსელი მთელს მსოფლიოში. ციფრული და ანალოგური ტექნოლოგიების ერთდროულად გამოყენების შემთხვევაში შესაძლებელი იქნება არსებული აღჭურვილობის ფუნქციონირების ხარისხის გაუმჯობესება.
ციფრული ტექნოლოგია) ემყარება სიგნალების წარმოდგენას ანალოგური დონის დისკრეტულ ზოლებში, ვიდრე უწყვეტი სპექტრის სახით. ზოლში ყველა დონე წარმოადგენს ერთსა და იმავე სიგნალის მდგომარეობას.ციფრული ტექნოლოგია, ანალოგისგან განსხვავებით, მუშაობს დისკრეტულ და არა უწყვეტ სიგნალებთან. გარდა ამისა, სიგნალებს აქვთ მნიშვნელობების მცირე ნაკრები, როგორც წესი, ორი, მაგრამ რეალურ ცხოვრებაში სისტემებში, განსაკუთრებით სააღრიცხვო მონაცემთა შენახვის სისტემები, დაფუძნებულია სამ მნიშვნელობაზე. როგორც წესი, ეს არის 0, 1, NULL, რომლებსაც ლოგიკური ალგებრაში აქვთ მნიშვნელობები "False", "True" და NULL თანდასწრებით "არა შედეგი", შესაბამისად.
ციფრული სქემები ძირითადად შედგება ლოგიკური ელემენტებისაგან, როგორიცაა AND, OR, NOT და ა.შ. და ასევე შეიძლება ერთმანეთთან იყოს დაკავშირებული მრიცხველებით და ფლიპ-ფლოპებით.
ციფრული ტექნოლოგიები ძირითადად გამოიყენება გამოთვლით ციფრულ ელექტრონიკაში, უპირველეს ყოვლისა კომპიუტერებში, ელექტროტექნიკის სხვადასხვა დარგში, როგორიცაა სათამაშო მანქანები, რობოტიკა, ავტომატიზაცია, ინსტრუმენტაცია, რადიო და სატელეკომუნიკაციო მოწყობილობები და მრავალი სხვა ციფრული მოწყობილობა.
სახელის წარმოშობა
ინგლისური სიტყვა ციფრული, რაც ნიშნავს "ციფრულს", თავის მხრივ მოდის ლათინურიდან ციფრული, ანუ "თითი".
ვინაიდან კაცობრიობა დიდი ხნის განმავლობაში იყენებდა თითებს მცირე მნიშვნელობების დათვლის პროცესში, ეს იყო ათობითი რიცხვების სისტემა, რომელიც გახდა მთავარი, მათ შორის ინდო-არაბულ ნუმერაციაში. როგორც წესი, თქვენ შეგიძლიათ გამოთვალოთ მთელი რიცხვების მნიშვნელობები მხოლოდ თქვენი თითებით. ამის გამო, სიტყვა "ციფრული" ასევე გამოიყენება ნებისმიერ ობიექტზე, რომელიც ეხება დისკრეტულ მნიშვნელობებს.
უპირატესობები
ციფრული სიგნალი ორი ლოგიკური დონით, რომელიც ექვემდებარება ხმაურს გადაცემის დროს
ციფრული სქემების ერთ-ერთი უპირატესობა ანალოგურ სქემებთან შედარებით არის ის, რომ, პირველ რიგში, სიგნალები შეიძლება იყოს გადატანილი დამახინჯების გარეშე. მაგალითად, უწყვეტი აუდიო სიგნალი, რომელიც გადაცემულია 1-ებისა და 0-ების თანმიმდევრობით, შეიძლება შეცდომის გარეშე აღდგეს, იმ პირობით, რომ გადაცემის ხმაური არ იყო საკმარისი იმისათვის, რომ თავიდან აიცილოს 1-ების და 0-ების იდენტიფიკაცია 6 მილიარდი ორობითი ციფრი.
ციფრული კომპიუტერით კონტროლირებადი სისტემები შეიძლება კონტროლდებოდეს პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით, ახალი ფუნქციების დამატება აპარატურის შეცვლის გარეშე. ხშირად ეს შეიძლება გაკეთდეს მწარმოებლის ჩარევის გარეშე პროგრამული პროდუქტის უბრალოდ განახლებით. ეს ფუნქცია საშუალებას გაძლევთ სწრაფად მოერგოთ ცვალებად მოთხოვნებს. გარდა ამისა, შესაძლებელია რთული ალგორითმების გამოყენება, რომლებიც შეუძლებელია ანალოგურ სისტემებში ან შესაძლებელია, მაგრამ მხოლოდ ძალიან მაღალი ხარჯებით.
ციფრულ სისტემებში ინფორმაციის შენახვა უფრო ადვილია, ვიდრე ანალოგში. ციფრული სისტემების ხმაურის იმუნიტეტი საშუალებას იძლევა მონაცემთა შენახვა და მოძიება კორუფციის გარეშე. ანალოგურ სისტემაში დაბერებასა და ცვეთას შეუძლია ჩაწერილი ინფორმაციის დეგრადაცია. ციფრულში, სანამ საერთო ჩარევა არ აღემატება გარკვეულ დონეს, ინფორმაციის აღდგენა შესაძლებელია აბსოლუტურად ზუსტად.
ხარვეზები
ზოგიერთ შემთხვევაში, ციფრული სქემები მოიხმარენ უფრო მეტ ენერგიას, ვიდრე ანალოგური სქემები ერთი და იგივე ამოცანის შესასრულებლად, წარმოქმნის მეტ სითბოს, რაც ზრდის სქემების სირთულეს, მაგალითად, გამაგრილებლის დამატებით. ამან შეიძლება შეზღუდოს მათი გამოყენება ბატარეით მომუშავე პორტატულ მოწყობილობებში.
მაგალითად, მობილური ტელეფონები ხშირად იყენებენ დაბალი სიმძლავრის ანალოგურ ინტერფეისს საბაზო სადგურიდან რადიოსიგნალების გასაძლიერებლად და დასარეგულირებლად. თუმცა, საბაზო სადგურს შეუძლია გამოიყენოს ენერგიის მშიერი, მაგრამ ძალიან მოქნილი პროგრამული უზრუნველყოფის რადიო სისტემა. ასეთი საბაზო სადგურები შეიძლება ადვილად გადაპროგრამდეს სიგნალების დასამუშავებლად, რომლებიც გამოიყენება ფიჭური კომუნიკაციის ახალ სტანდარტებში.
ასევე შესაძლებელია ინფორმაციის დაკარგვა ანალოგური სიგნალის ციფრულზე გადაყვანისას. მათემატიკურად ეს ფენომენი შეიძლება აღწერილი იყოს როგორც დამრგვალების შეცდომა.
ზოგიერთ სისტემაში ციფრული მონაცემების ერთი ნაწილის დაკარგვამ ან გაფუჭებამ შეიძლება მთლიანად შეცვალოს მონაცემთა დიდი ბლოკების მნიშვნელობა.
შენიშვნები
ლიტერატურა
- მანფრედ სპიცერი.ანტი-ტვინი: ციფრული ტექნოლოგიები და ტვინი. - AST, 2015. -