НАДАННЯ ІНФОРМАЦІЇ ФІЗИЧНИМИ СИГНАЛАМИ
ЛОГІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ЕОМ
Фізичними аналогами знаків 0 і 1 двійкового алфавіту служать сигнали, здатні приймати два добре помітні значення, наприклад, напруга (потенціал) високого та низького рівнів, відсутність і наявність електричного імпульсу, протилежні за знаком значення магнітної індукції тощо.
У схемах цифрових пристроїв змінні та відповідні їм сигнали змінюються не безперервно, а лише в дискретні моменти часу, що позначаються цілими невід'ємними числами: 0, 1, 2, . 1 . Тимчасовий інтервал між двома сусідніми моментами дискретного часу називається тактом.
Як правило, цифрові пристрої містять спеціальний блок (генератор тактових імпульсів), що виробляє синхронізуючі сигнали (СС), що відзначають моменти дискретного часу (межі тактів).
У цифрових обчислювальних пристроях зазвичай застосовують потенційний та імпульсний способи фізичного представлення інформації.
Мал. 2.1. Способи подання цифрової інформації:
а) – сигнали потенційного типу; б) - сигнали імпульсного типу
При потенційному способі (рис 2.1 а) двом значенням змінної 1 і 0 відповідають різні рівні напруги у відповідній точці схеми машини(потенційний код).Потенційний сигнал зберігає постійний рівень протягом такту, а його значення в перехідні моменти не є певним.
При імпульсному способі подання інформації (рис. 2.1,б) одиничне та нульове значення двійкової змінної відображаються наявністю та відсутністю електричного імпульсу або різнополярними імпульсами у відповідній точці схеми(імпульсний код).Імпульсний сигнал можна характеризувати Um, тривалістю імпульсу на підставіtосн,тривалістю фронтуtфрі зрізуtcp
Аналогічні поняття можна застосовувати до потенційного сигналу (рис. 2.1, а). Потенційний сигнал характеризується, крім того, різницеюUcверхнього та нижнього рівнів напруги. Поняття фронту і зрізу потенційного сигналу завжди пов'язані з процесом переходу відповідно від нижнього до верхнього і від верхнього до нижнього рівня напруг.
Відповідно до типу використовуваних сигналів для представлення інформації схеми цифрових пристроїв прийнято ділити на імпульсні, потенційні та імпульсно-потенційні.
Слово може бути подане послідовним або паралельним кодом.
Припослідовному кодікожен тимчасовий такт призначений для відображення одного розряду коду слова (рис. 2.2). У цьому випадку всі розряди слова фіксуються по черзі одним і тим самим елементом і проходять через одну лінію передачі.
При паралельному кодівсі розряди двійкового коду слова представляються в одному тимчасовому такті, фіксуються окремими елементами і проходять через окремі лінії, кожна з яких служить для подання та передачі лише одного розряду слова.
При паралельній передачі інформації код слова розгортається в часі, а просторі, оскільки значення всіх розрядів слова передаються за кількома лініями одночасно (рис. 2.3).
Мал. 2.2. Послідовний імпульсний код (в)
і послідовний потенційний код(б)
Мал. 2.3. Паралельний імпульсний код (а) та паралельний потенційний код (б)
Залежно від коду пристрою обчислювальної техніки називаються послідовними або паралельними. При використанніпослідовного коду всі операції, у тому числі передача слів з одного вузла в інший, виконуються по черзі для кожного розряду слова, і тому послідовні пристрої працюють повільніше, ніж паралельні.
У сучасних ЕОМ основні пристрої, що беруть участь у обробці інформації, для досягнення високої швидкодії будуються як паралельні, хоча вони вимагають більшого обсягу апаратури. Для економії устаткування деяких пристроях застосовують послідовно-паралельний код, у якому слова розбиваються частини (склади) і передача, котрий іноді обробка виробляються послідовно склад за складом. У цьому кожен склад представляється паралельним кодом.