ČÍSLICOVÁ TECHNIKA zpracování informace

Prezentace na téma: "ČÍSLICOVÁ TECHNIKA zpracování informace"— Transkript prezentace:

1 ČÍSLICOVÁ TECHNIKA zpracování informace
Informace, signál, kód, kódování, číselné soustavy Informace je to, co si navzájem sdělují lidé nebo stroje(PC). člověk-člověk, stroj-stroj, člověk-stroj INFORMACE JE ABSTRAKTNÍ POJEM, KTERÝ VYJADŘUJE OBSAH NEBO VÝZNAM tohoto SDĚLENÍ Signál je nositelem informací – je to časově proměnná fyzikální veličina (napětí, tlak, světlo, zvuk …..)

2 Číslicové signály Signál analogový je spojitý
Signál číslicový-digitální je nespojitý Je to posloupnost binárních pulsů

3 Číslicové zpracování analog. signálů
Současnost – maximální snaha o číslicové/digitální zpracování analog. signálů - k tomu slouží A/D převodníky analogový signál se rozdělí na konečný počet úseků-vzorků - vzorkování Ke každému vzorku přiřadíme kvantizační hladinu –jedno binární číslo - kvantování Z teorie vyplývá že vzorkovací kmitočet musí být nejméně dvakrát vyšší než nejvyšší kmitočet vzorkovaného analogového signálu- jinak Pulsně kódová modulace PCM, telekomunikace, MT, digiTV …

4 Použití digitálních signálů
Zvukové karty - analogový zvuk z mikrofonu je digitalizován, CD, MT, …. Výhody DS –větší bezpečnost dat, menší rušení, snadné zpracování, opakovatelnost …….

5 Zobrazení informací Nejmenší jednotka informace 1bit (b) binary digit (0,1)(ano,ne)(0,5V)…. Bit – v dvojkové soustavě nabývá hodnot 0 nebo 1 DATA - Číslicové , abecední, nebo jiné grafické znaky, které uchováváme, přenášíme, zpracováváme jsou DATA Kódování – jedna množina znaků(abeceda, text, číslice..) se převádějí do jiné(nové) množiny dat podle předem dohodnutých pravidel Kódování je jednoznačné přiřazení prvků z první množiny prvkům z druhé množiny (překlad, … databáze rodné číslo jméno, Kód je předpis, jak k sobě jednoznačně přiřadit prvky dvou množin, seznamů, tabulek

6 Číselné soustavy a kódy
Nejčastěji používané: desítková lidé deset prstů binární (dvojková) počítače (mají jen dva stavy) šestnácková (hexadecimální) Používají jej programátoři programátoři - používá se pro označení všech 16. stavů u 4bitového binárního čísla octalová – osmičková dříve používaná

7 Číselné soustavy a kódy
ČÍSELNÉ SOUSTAVY V DIGITÁLNÍ TECHNICE ČLOVĚK - DESÍTKOVÁ SOUSTAVA 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 základ 10: příklad 2*102+ 1*101+ 5*100=215 (jednotlivé čísla násobíme příslušnými pozičními váhami, které jsou mocninami základu 10) PC DVOJKOVÁ SOUSTAVA 0,1 (BIT) základ 2: příklad 1*23+0*22+0*21+1*20=1001(9) (jednotlivé čísla násobíme příslušnými pozičními váhami, které jsou mocninami základu 2) (dvojková soustava v běžném životě nevhodná- plně vyhovuje digitálnímu zpracování) poziční váhy zapisujeme zprava doleva od nejmenší váhy –index- k číslům s největší vahou

8 PŘEVODNÍ TABULKA MEZI BINÁRNÍM KODEM A NEJČASTĚJI POUŽÍVANÝMI ČÍSELNÝMI SOUTAVAMI V DIGITÁLNÍ TECHNICE

9 Číselné soustavy a kódy
BINÁRNÍ KODOVÁNÍ POUŽÍVANÉ V DIGITÁLNÍCH OBVODECH (PŘEHRÁVAČE CD, DECODERY, KODOVANÍ PŘI PŘENOSU DAT V SÍTÍCH APOD.) DŮVOD- VĚTŠÍ ODOLNOST PROTI PORUCHÁM POUŽÍVÁME TABULKY VYJADŘUJÍCÍ VZTAH MEZI BINÁRNÍM, DEKADICKÝM A HEXADECIMÁLNÍM KODEM PŘÍKLADY LOG FUNKCÍ - AND, NOT, OR, PRO 8 BITOVÉ SLOVO (BYTE) JE V OBLASTI PC ČASTO POUŽÍVANÁ KODOVACÍ TABULKA ASCII

10 PRINCIP DAT. PŘENOSŮ

11 LOGICKÉ FUNKCE A OBVODY
ZÁKLADY DIGITÁLNÍ TECHNIKY: LOGICKÉ – BINÁRNÍ – DIGITÁLNÍ ŘÍZENÍ: JE REALIZOVÁNO POMOCÍ LOGICKÝCH OBVODŮ RŮZNÉHO STUPNĚ INTEGRACE , LOG. FUNKCí A ZAPOJENÍ LOGICKÉ OBVODY DĚLÍME NA : KOMBINAČNÍ OBVODY - VÝSTUP JE JEDNOZNAČNĚ URČEN OKAMŽITOU KOMBINACÍ VSTUPNÍCH HODNOT – ZÁKLADNÍ LOG. FUNKCE A OBVODY DIGITÁLNÍ LOGIKY JSOU: NOT, AND, OR, ODVOZENÉ (NAND, NOR, XOR)

12 LOGICKÉ FUNKCE A OBVODY
SEKVENČNÍ OBVODY – VÝSTUP JE ZÁVISLÝ NEJEN NA VSTUPNÍCH KOMBINACÍCH, ALE I NA JEJICH PŘEDCHOZÍM SLEDU(MAJÍ PAMĚTˇ PŘEDCHOZÍCH VSTUPÍCH A VÝSTUPNÍCH KOMBIBNACÍ) SEKVENČNÍ OBVODY DĚLÍME NA : KLOPNÉ OBVODY,RS, RST, D, T, JK – POSUVNÉ REGISRY,ČÍTAČE, PAMĚTI,MIKROPROCESORY …..

13 LOGICKÉ FUNKCE A OBVODY
K ŘEŠENÍ ÚLOH V TECHNICKÉ PRAXI POUŽÍVÁME : ALGEBRU LOGIKU – BOOLEOVU ALGEBRU (VYTVOŘIL 1854 IRSKY MATEMATIK GEORGE BOOLE) NAZÝVÁME JI TÉŽ DVOUSTAVOVÁ –DVOUHODNOTOVÁ LOGIKA. LOGICKÉ PROMĚNNÉ V BOOLEOVĚ ALGEBŘE NABÝVAJÍ JEN DVOU HODNOT: PRAVDA-NEPRAVDA PLATÍ-NEPLATÍ, LOG1-LOG0, (NA VSTUPU LOG. OBVODU) ANO-NE, (ROZHODUJÍCÍ FUNKCE) ZAPNUTO –VYPNUTO (ČERPADLO)

14 LOGICKÉ FUNKCE A OBVODY

15 TUTO DVOUSTAVOVOU DVOUHODNOTOVOU VÝROKOVOU LOGIKU POUŽÍVÁME V ŘEŠENÍ MNOHA ÚLOH V PRAXI KDE MŮŽEME JEDNOZNAČNĚ ROZHODNOUT ZDA VÝROK PLATÍ , NEBO NEPLATÍ. (oběhové čerpadlo je zapnuto-není zapnuto) VEDLE AUTOMATIZACE TVOŘÍ I ZÁKLAD ČÍSLICOVÉ A VÝPOČETNÍ TECHNIKY.

16 PŘEVODNÍ TABULKA MEZI BINÁRNÍM KODEM A NEJČASTĚJI POUŽÍVANÝMI ČÍSELNÝMI SOUTAVAMI V DIGITÁLNÍ TECHNICE

17 ZÁKLADNÍ LOGICKÉ FUNKCE :
Typ logické funkce určuje výslednou hodnotu z kombinace vstupních hodnot. (mechanické kontakty,relé,logické IO , programovatelné automaty PLC, řídící počítače, CNC) __ NEGACE- INVERZE Y=A Nejjednodušší logická funkce. Jeden vstup a jeden výstup. Hodnota výstupu je vždy opačná než hodnota vstupu. Zkratka: NOT, INV _ Pravdivostní tabulka log funkce: Y=A log spojka –výrok: neplatí, že A-vstupní proměnná Y-výstupní proměnná 1

18 LOGICKÝ SOUČIN - KONJUNKCE Y=AB
Logický součin je definován pro více vstupních proměnných(např A,B….). Výstupní log.proměnná Y=1 je rovna jedné pouze tehdy jsou-li všechny vstupní proměnné (A,B…) současně rovny jedné. Zkratka: AND Pravdivostní tabulka log funkce: Y=AB log spojka –výrok: a, a současně i seriové zapojení kontaktů A B Y-výstup 1

19 LOGICKÝ SOUČET– DISJUNKCE Y=A+B
Logický součet je definován pro více vstupních proměnných (např A,B….). Výstupní log.proměnná Y=1 je rovna jedné vždy je-li alespoň jedna vstupní proměnná (A,B…) rovna jedné. Zkratka: OR Pravdivostní tabulka log funkce: Y=A+B log spojka –výrok: a, a současně i PARALELNÍ ZAPOJENÍ (SPÍNACÍ KONTAKT) A B Y-výstup p. 1

20 BOOLEOVA ALGEBRA PRAVIDLA BOOLEOVY ALGEBRY – ZÁKONY
ZÁKON KOMUTATIVNÍ(ZÁMĚNA): A+B=B+A, AB=BA ZÁKON ASOCIATIVNÍ(SDRUŽOVANÍ): A+(B+C)=(A+B)+C, A(BC)=(AB)C ZÁKON DISTRRIBUTIVNÍ(ROZNÁSOBENÍ): A(B+C)=AB+AC, A+(BC)=(A+B)(A+C) DALŠÍ PRAVIDLA: = A=A A*1=A A*0=0 A+1=1 A+0=A _ _ A+A=1 A*A=0 A+A=A A+A=A ___ _ _ ____ _ _ DE MORGANOVY ZÁKONY A*B=A+B A+B=A*B PŘÍKLADY: Y=A*B+A = A*(B+1)=A(1)=A Y=A*B*C+A*B= A*B*(C+1)= A*B*(1)= A*B _ _ _ _ Y=A*B*C*D*A*B=A*A*B*B*C*D=0*0*C*D=0