Введение в электронику
Шрифт:
Раздел 5
ЦИФРОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ЦЕПИ
Техник устанавливает, обслуживает и ремонтирует компьютерное оборудование и системы. Во-первых, он отвечает за прокладку кабелей соединения оборудования, во-вторых, он должен тщательно тестировать новые системы, решая все проблемы, стоящие перед пользователем оборудования, в-третьих, периодически техник обслуживает оборудование для того, чтобы убедится в том, что оно нормально функционирует. Знание основ и специализированного тестирующего оборудования и инструментов является необходимым.
Техники уделяют много времени работе с людьми. Они выслушивают претензии, отвечают на вопросы и иногда дают советы по приобретению оборудования, по профилактике и способам поддерживания эффективной работы оборудования. Опытные техники часто обучают новых техников, а иногда ограничиваются ролью диспетчера, перед тем как стать диспетчерами или менеджерами по сервису.
Для подготовки техника по обслуживанию компьютеров требуется один-два года подготовки по основам электроники и электротехники в колледже, профессионально-технической школе или военном училище. Он должен уметь обслужить любое новое оборудование и программное обеспечение.
Прогнозы показывают, что потребность в техниках по обслуживанию компьютеров будет высокой и после 2000 года. Экономика развивается, и потребность в компьютерном оборудовании будет увеличиваться. Следовательно, потребуется больше техников для установки и обслуживания оборудования.
Глава 31. Двоичная система исчисления
ЦЕЛИ
После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:
• Описать двоичную систему счисления.
• Перечислить значения разрядов для каждого бита двоичного числа.
• Преобразовывать двоичные числа в десятичные.
• Преобразовывать десятичные числа в двоичные.
• Преобразовывать десятичные числа в двоично-десятичный код.
• Преобразовывать числа в двоично-десятичном коде в десятичные.
Система счисления — это не более, чем код. Для каждой отдельной величины существует приписанный ей символ. Когда код известен, можно выполнять вычисления. Это возможно с помощью арифметики и высшей математики.
Простейшей системой счисления является двоичная. Двоичная система содержит только две цифры — 0 и 1. Эти цифры имеют такое же значение, как и в десятичной системе счисления.
Двоичная система счисления используется в цифровых и микропроцессорных цепях благодаря ее простоте. Двоичные данные представляются двоичными цифрами, называемыми битами. Термин бит означает двоичная цифра (разряд) (binary digit).
Десятичная система счисления называется системой с основанием 10, поскольку она использует десять цифр от 0 до 9. Двоичная система — это система с основанием два, поскольку она использует две цифры, 0 и 1. Положение 0 или 1 в двоичном числе показывает их значение в числе и называется значением разряда или его весом. Значения разрядов двоичного числа увеличиваются как степени 2.
Счет в двоичной системе начинается с чисел 0 и 1. Как и в десятичной системе счисления, каждая двоичная цифра отличается от предыдущей на единицу. Сумма единицы и нуля дает единицу, а сумма двух единиц дает нуль, и при этом прибавляется единица в старшем разряде. На рис. 31-1 показана последовательность двоичных чисел, образованная по описанному алгоритму.
Рис. 31-1. Десятичные числа и эквивалентные двоичные числа.
Для определения наибольшего значения, которое может быть представлено данным количеством разрядов с основанием 2, используйте следующую формулу:
Наибольшее число = 2n — 1,
где n — число битов (или число использованных значений разрядов).
ПРИМЕР: два бита могут быть использованы для счета от 0 до 3, так как
2n – 1 = 22 – 1 = 4–1 = 3.
Четыре бита необходимы для счета от 0 до 15, так как
2n — 1 = 24 — 1 = 16 — 1 = 15.
31-1. Вопросы
1. В чем преимущество двоичной системы счисления перед десятичной при использовании в цифровых цепях?
2. Как определить наибольшее значение двоичного числа при заданном числе разрядов?
3. Каково наибольшее значение двоичного числа с:
а. 4 битами,
б. 8 битами,
в. 12 битами,
г. 16 битами.
Как установлено, двоичное число представляет собой число с весом каждого разряда. Значение двоичного числа может быть определено суммированием произведений каждой цифры на вес ее разряда. Метод вычисления двоичного числа показан на следующем примере:
ПРИМЕР:
Число 45 является десятичным эквивалентом двоичного числа 101101.
Дробные числа также могут быть представлены в двоичной форме путем размещения двоичных цифр справа от двоичной запятой, так же как и десятичные цифры размещаются справа от десятичной запятой. Все цифры справа от запятой имеют вес, представленный отрицательными степенями 2 или дробными значениями разрядов.
Степень 2 • Значение разряда
25 = 32
24 = 16
23 = 8
22 = 4
21 = 2
20 = 1
десятичная запятая
2– 1 = 1/21 = 1/2 = 0,5
2– 2 = 1/22 = 1/4 = 0,25
2– 3 = 1/23 = 1/8 = 0,125