- •6. Язык как способ представления информации. Естественные языки. Формальные языки.
- •8. Количество информации. Содержательный подход. Алфавитный подход.
- •9. Кодирование информации.
- •10. Единицы измерения информации.
- •11. Системы счисления. Непозиционные системы счисления. Позиционные системы счисления.
- •12. Системы счисления, используемые в компьютере. Двоичная система счисления.
- •Достоинства двоичной системы счисления
- •Недостатки двоичной системы счисления
- •Перевод чисел из различных систем счисления в десятичную
- •Перевод чисел из десятичной системы счисления в другие
- •Примеры перевода дробных чисел из десятичной системы в другие.
- •15. Двоичная арифметика. Сложение. Вычитание меньшего числа из большего в двоич-ной системе. Вычитание большего числа из меньшего в двоичной системе. Умножение. Деление.
- •16. Двоичное кодирование различных форм представления информации. Двоичное ко-дирование текстовой информации. Двоичное кодирование графической информации.
- •17. Основные понятия и операции формальной логики. Таблица истинности логических выражений. Основные логические операции.
- •Алгоритм построения таблицы истинности сложного высказывания
- •20. Основные логические элементы компьютера. Логические вентили и, или и не. Полусумматор, сумматор, каскад сумматоров. Триггер.
- •21. Основные устройства компьютера. Процессор. Оперативная память. Долговременная память. Устройства ввода информации. Устройства вывода информации. Основные компоненты архитектуры эвм:
- •Внешняя память компьютера.
- •Различные виды носителей информации, их характеристики (информационная емкость, быстродействие и др.)
- •22. Основные функции процессора. Характеристики процессора.
- •23. Функциональная организация компьютера (магистрально-модульный принцип построения компьютера)
- •24. Программное управление работой компьютера и программное обеспечение.
- •25. Операционные системы.
- •26. Языки программирования. Языки программирования низкого и высокого уровней.
- •Языки программирования низкого уровня
- •Преимущества
- •Недостатки
- •27. Транслятор. Различие между компилятором и интерпретатором.
- •28. Характеристики языков высокого уровня.
- •30. Информационная технология решения задачи с помощью компьютера: основная технологическая цепочка.
- •31. Инсталляция программ.
- •32. Файлы и каталоги. Файлы и файловые системы. Правила именования файлов. Каталоги. Операции над файлами и каталогами.
- •33. Основные носители информации и их характеристики. Магнитные носители. Лазерные диски. Ёмкость и скорость обмена информацией.
- •34. Работа с носителями информации. Физическая структура диска. Логическая струк-тура. Форматирование. Фрагментация.
- •35. Ввод и вывод данных. Устройства ввода информации. Устройства вывода информации.
20. Основные логические элементы компьютера. Логические вентили и, или и не. Полусумматор, сумматор, каскад сумматоров. Триггер.
Любые цифровые микросхемы строятся на основе простейших логических элементов:
"НЕ" - выполняет функцию инвертирования;
"И" - выполняет функцию логического умножения.
"ИЛИ" - выполняет функцию логического суммирования;
Рассмотрим эти элементы.
Инвертор
Простейшим логическим элементом является инвертор, который просто изменяет значение входного сигнала на прямо противоположное значение. Его функция записывается в следующем виде:
где черта над входным значением и обозначает изменение его на противоположное. То же самое действие можно записать при помощи таблицы истинности, приведённой в таблице 1. Так как вход у этого логического элемента только один, то его таблица истинности состоит только из двух строк.
Следующим простейшим элементом является схема, реализующая операцию логического умножения "И":
F(x1,x2)=x1^x2
где символ ^ и обозначает функцию логического умножения. Иногда эта же функция записывается в другом виде:
F(x1,x2)=x1^x2=x1·x2=x1&x2.
То же самое действие можно записать при помощи таблицы истинности, приведённой в таблице 2. В формуле, приведенной выше использовано два аргумента. Поэтому элемент, выполняющий эту функцию имеет два входа. Такой элемент обозначается "2И". Для элемента "2И" таблица истинности будет состоять из четырех строк (22=4).
Условно-графическое изображение схемы, выполняющей логическую функцию "2И", на принципиальных схемах приведено на рисунке 3, и с этого момента схемы, выполняющие функцию “И” будут приводиться именно в таком виде. Это изображение не зависит от конкретной принципиальной схемы устройства, реализующей функцию логического умножения.
Элемент "ИЛИ"
Следующим простейшим элементом является схема, реализующая операцию логического умножения "И":
F(x1,x2)=x1Vx2
где символ V обозначает функцию логического сложения. Иногда эта же функция записывается в другом виде:
F(x1,x2)=x1Vx2=x1+x2=x1|x2.
То же самое действие можно записать при помощи таблицы истинности, приведённой в таблице 4. В формуле, приведенной выше использовано два аргумента. Поэтому элемент, выполняющий эту функцию имеет два входа. Такой элемент обозначается "2ИЛИ". Для элемента "2ИЛИ" таблица истинности будет состоять из четырех строк (22=4).
Двоичный полусумматор способен осуществлять операцию двоичного сложения двух одноразрядных двоичных чисел (т.е. выполнять правила двоичной арифметики):
0 + 0 = 0; 0 + 1 = 1; 1 + 0 = 1; 1 + 1 = 0.
При этом полусумматор выделяет бит переноса. Однако схема полусумматора не содержит третьего входа, на который можно подавать сигнал переноса от предыдущего разряда суммы двоичных чисел. Поэтому полусумматор используется только в младшем разряде логической схемы суммирования многоразрядных двоичных чисел, где не может быть сигнала переноса от предыдущего двоичного разряда. Полный двоичный сумматор складывает два многоразрядных двоичных числа с учетом сигналов переноса от сложения в предыдущих двоичных разрядах.
Соединяя двоичные сумматоры в каскад, можно получить логическую схему сумматора для двоичных чисел с любым числом разрядов. С некоторыми изменениями эти логические схемы применяются для вычитания, умножения и деления двоичных чисел. С их помощью построены арифметические устройства современных компьютеров.
Сумматоры и полусумматоры являются однотактными логическими схемами. Значения их выходов однозначно определяется значениями их входов. Фактор времени в них отсутствует. Наряду с ними существуют многотактные логические схемы, в которых значения их выходов определяются не только значениями их входов, но и их состоянием в предыдущем такте. Фактор времени и определяется такими тактами. К таким логическим схемам относятся схемы памяти (триггеры). Они строятся с помощью обратной связи с выхода на вход.
В триггерах с помощью обратной связи образуется замкнутая цепь с выхода на вход для запоминания входного сигнала. Эта цепь сохраняется после снятия входного сигнала неограниченное время, вплоть до появления сигнала стирания.
Такая схема памяти имеет еще и другое название – триггер с раздельными входами. В такой схеме есть вход для запоминания (S) и стирания (R). Широко используется в вычислительной технике и триггер со счетным входом. Он имеет только один вход и один выход. Такая схема осуществляет деление на 2, т.е. состояние ее выхода изменяется только после подачи подряд двух входных импульсов. Соединяя триггеры со счетным выходом в последовательный каскад, можно осуществлять деление на 2, 4, 8, 16, 32, 64 и т.д.