Компьютерные книги
Главное меню
Главная Поиск по сайту Добавить материал О нас Карта книг Карта сайта
Реклама
computersbooks.net -> Добавить материал -> Аппаратное обеспечение -> Анисимов Б.В. -> "Машинный расчет элементов ЭВМ" -> 3

Машинный расчет элементов ЭВМ - Анисимов Б.В.

Анисимов Б.В., Белов Б.И., Норенков И.П. Машинный расчет элементов ЭВМ — М.: Высшая школа, 1976. — 336 c.
Скачать (прямая ссылка): mashinniyraschetelementov1976.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 177 >> Следующая

Рис. 1.1. Способы представления двоичных цифр потенциальными (а), импульсными (б, в) и аналоговыми (а) электрическими сигналами
Изображение единицы высоким уровнем напряжения, а нуля — низким условно. В равной степени возможно изображать нуль высоким, а единицу низким уровнями напряжения. Если принята первая условность, то соответствующие элементы обладают «положительной логикой»; второй условности соответствует «отрицательная логика». Напряжения U (1) и (0) могут иметь как положительную, так и отрицательную полярность.
Импульсный способ предполагает представление единиц наличием, а нулей отсутствием импульсного сигнала в течение рассматриваемого такта (рис. 1.1, б). Длительность импульса обычно меньше длительности такта. При изображении нуля допускается наличие небольших помех. Условиями достоверной передачи информации будут Um^ U (l)min; Un0M ^ U (0)тах, где Um — амплитуда импульса; (/пом — амплитуда помехи; t/ (l)min — минимально допустимая амплитуда импульсного сигнала, представляющего 1; 0 (0)тах — максимально допустимое значение помехи. Величины
U (l)min и U (0)max определяются порогами срабатывания импульсных элементов.
Для повышения надежности работы импульсных элементов иногда используют способ представления цифр 0 и 1 при помощи двуполярных импульсных сигналов (рис. 1.1, б). Отсутствие импульса положительной или отрицательной полярности в течение такта является сигналом неисправности.
Импульсный способ изображения цифровой информации, так же как и потенциальный, характеризуется сравнительно невысокими требованиями к стабильности амплитуд и длительностей сигналов: достаточно обеспечить превышение амплитуды импульса над U (1)шт, амплитуду помех меньше U (0)тах и длительности импульсов меньше такта (расположение импульса внутри такта существенной роли не играет). Эти требования сравнительно легко реализуются при помощи импульсных схем, в которых электронные приборы работают в переключательных режимах. По сравнению с аналоговыми схемами у импульсных схем производственный разброс таких параметров, как коэффициенты усиления и предельная частота работы, обычно мало влияет на форму импульсных сигналов и, следовательно, на достоверность передачи информации.
В современных ЦВМ импульсный и потенциальный способы изображения информации часто применяют совместно. Цифровое представление информации этими способами в отношении требований к точности передачи напряжений (или токов) выгодно отличается от аналогового (рис. 1.1, г), при котором численное значение физической величины в момент времени t представлено напряжением и (t). Если напряжение и (t) имеет погрешность, то и соответствующая физическая величина представлена с погрешностью, т. е. точность аналоговых представлений определяется точностью работы электронных схем. Точность цифрового представления определяется количеством разрядов числа. Обычно непрерывно изменяющаяся физическая величина в цифровом виде бывает представлена с точностью до единицы или половины единицы младшего разряда числа. Например, /г-разрядное двоичное число при абсолютной точности до единицы младшего разряда имеет относительную точность 1/271"1. Точность цифрового представления физических величин не зависит от точности передачи электрических сигналов между элементами, работающими по потенциальному или импульсному принципу. Однако это утверждение действительно только в случае, если погрешности напряжений (или токов), соответствующих цифрам 1 и 0, не станут настолько большими, что нарушатся условия U (1) ^ U (l)min и U (0) ^ U (0)тах (нарушение этих условий хотя бы в одном из элементов ЭВМ приводит к нарушению хода вычислительного процесса, рассматриваемому как отказ или сбой).
Таким образом, характерная особенность элементов ЭВМ — сравнительно высокая устойчивость против воздействия дестабилизирующих факторов в виде изменений параметров комплектующих деталей и приборов, отклонений питающих напряжений, воз-
действия помех, изменений температуры и т. п. Пока воздействие комплекса дестабилизирующих факторов не превосходит некоторых предельных значений, качество функционирования машины остается неизменным. Если хотя бы в одном из элементов порог срабатывания будет превзойден из-за воздействия дестабилизирующих факторов, то качество работы ЭВМ изменяется скачкообразно, она окажется или полностью неработоспособной, или существенно изменит эффективность своей работы. Отказ элемента в процессоре, центральном устройстве управления, выводит ЭВМ из строя. Отказ элемента одного из внешних устройств обычно приводит к снижению оперативных возможностей, т. е. снижению эффективности.
Часто даже сравнительно большие изменения параметров комплектующих деталей и приборов, превосходящие нормы технических условий, не приводят к отказам элементов. Надежность и стабильность параметров компонентов в элементах ЦВМ обычно выше, чем у аналоговых машин. Это объясняется тем, что при работе элементов в переключательных режимах многие из деталей и приборов эксплуатируются в существенно облегченных электрических режимах. Например, в бистабильных схемах типа «триггер» один из транзисторов закрыт, т. е. ток через него не протекает. Важная особенность ЭВМ — широкая унификация их элементов. Из экономических и технологических соображений оказалось целесообразным строить ЭВМ из унифицированных или типовых элементов, удовлетворяющих требованиям функциональной взаимозаменяемости. В результате очень сложные машины имеют в своем составе ограниченное количество типонаименований элементов (5—10 типов). Экономические, технологические и эксплуатационные преимущества такого принципа конструирования значительно превышают некоторые дополнительные издержки, связанные с избыточностью оборудования и' дополнительными трудностями при разработке элементов. Избыточность оборудования может быть обусловлена тем, что многие из логических схем типа И, ИЛИ изготовляют с максимальным количеством входов. Поэтому в узлах, собираемых из таких типовых элементов, часть входов и относящихся к ним деталей и приборов остаются незадействованными, т. е. избыточными. Избыточность определяется иногда и конструктивным выполнением элементов. В целях экономии объема и сокращения количества разъемных соединений широкое распространение получили конструкции ячеек и модулей, каждая из которых содержит по неекольку однотипных или разнотипных элементов. Некоторые элементы при конструктивной разработке той или иной логической схемы более высокого уровня оказываются избыточными (использовать их для других логических схем не всегда целесообразно).
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 177 >> Следующая
Книги
Web-программирован-
ие
Аппаратное обеспечение Графика Руководство по П.О. Самоучитель Теория программирования Фотошоп Языки программирования
Новые книги
Вирт Н. "Систематическое программирование " (Теория программирования)

Эком "Microsoft Excel 2000 шаг за шагом Русская версия самоучитель " (Самоучитель)

Поляков А.Ю. "Методы и алгоритмы компьютерной графики в примерах Vizual C++" (Графика)

Баяковский Ю.М. "Графическая библиотека Open GL " (Графика)

Валиков А. "Технология " (Языки программирования)
Авторские права © 2013 ComputersBooks. Все права защищены.