lection 5 (Презентации лекций)
Описание файла
Файл "lection 5" внутри архива находится в папке "Презентации лекций". PDF-файл из архива "Презентации лекций", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физические основы элементарной базы современных эвм (фопы)" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Лекция 5. Элементная база ЭВМИнформация?Из Лекции №1:Информация (от informatio - осведомление, разъяснение, изложение) - абстрактноепонятие, имеющее множество значений, зависящих от контекста. В узком смыслеэтого термина - сведения (сообщения, данные) независимо от формы ихпредставления.
Общего определения термина информация нет. С точки зренияразных областей знания он описывается своими специфическими наборамипризнаков. Достаточно часто этот термин можно трактовать, как совокупностьданных, зафиксированных на каком-то носителе, сохраненных и передаваемых.«Информация» в разговорном языке означаетпередаваемые сведения, знания, нечто осмысленное икак-то полезное получателю. Informare с латыни —«научать».ИНФОРМАЦИЯ - это явление, котороехарактеризуется наличием источника, приемника,канала связи и т.д.Физические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruАналоговое представление информацииАкустические волны.
МикрофонU t =k P t−P 0U(t) – электрическое напряжениеP(t) – давление воздухаP0 – среднее давление воздухаK – коэффициент преобразованияU(t) и P(t) - непрерывныево времени функцииФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЭлектрический сигналЗакон КирхгофаdI 1E t =R⋅I L⋅ ∫ Idtdt CЭнергия заряженногоконденсатора:Энергия катушкииндуктивности:C⋅UW C=22L⋅IW L=22энергоемкие и инерционные параметрыФизические основы современных ЭВМ.
ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruВлияние емкостиRU C ∞ =U 0 R0 RRU C t =U 0⋅1−eR0R−tФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ru,~RCОптический сигнал. ДисперсияnДисперсия: зависимостьабсолютного показателяпреломления от длины волныcV=nλU вход t U wU выход t Импульсна входеИмпульсна выходеСреда с дисперсиейФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruАналоговые вычислительные машиныЗакон КирхгофаdI 1E t =R⋅I L⋅ ∫ Idtdt CОперации:интегрирования,дифференцирования,суммирование,Логические операцииРабота в реальном времениСпециализированность —сложность перепрограммированияФизические основы современных ЭВМ.
ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЦифра? Дискретизация. КвантованиеИзмерение - фиксируем время измерения, беремнекий эталон и начинаем сравнивать величину с этимэталоном.2U =a0 a 1⋅ba 2⋅b ...a n⋅bnb – основание системы счисленияai — коэффициенты, изменяющиеся в диапазоне [0, b — 1]. .Аналоговый сигналОпределен в любоймомент времениЦифровой сигналНеизменен наопределенном интервалеИскажается при передаче Передается без искаженияФизические основы современных ЭВМ. ВМиК.
http://comp.ilc.edu.ruФизическое представление информацииU, ВU1«1» — U1«0» — U0U0 < U1 — положительная логикаU0 > U1 — отрицательная логикаU0ИнверторПеревод из одной логики в другуюX10Y01Физические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruПростейший коммутирующий элементКлюч разомкнут: U=0Ключ замкнут:R0U =U 0 Ri R0 Реле из Z3 (Германия,1941)Частота: 5,3 ГцСкорость: сложение - 0,8 секумножение - 3 секПотребление энергии: 4 кВтМасса: 1000 кгФизические основы современных ЭВМ. ВМиК.
http://comp.ilc.edu.ruТранзисторный ключЭквивалентные схемыUin = 0, транзистор закрытПередаточная функцияUin >>0.6в, транзистор открытФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruОсновные логические элементыНЕ,A0011B0101И,И-НЕ,ИЛИ0111ИЛИ,И0001ИЛИ-НЕИЛИ-НЕ1000И-НЕ1110Физические основы современных ЭВМ.
ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruОсновные характеристики логических схемСредняя статическаяпотребляемая мощностьДинамическаяпотребляемая мощность2A ср~E ⋅C н2A ср~E ⋅a21 0 1P стат. ср.= P P 2P дин. ср= Аср⋅Аср – работа переключения,ν – частота переключений22Pдин.ср∼E ⋅a ⋅νФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruОсновные характеристики логических схемСреднее время задержки распространения сигналаФизические основы современных ЭВМ. ВМиК.
http://comp.ilc.edu.ruОсновные характеристики логических схемКоэффициент разветвления по выходу - KДопустимое число нагрузок, подключаемых к выходу элемента(подключаются входы аналогичных элементов).Статическая помехоустойчивость – U п.стМаксимально допустимое напряжение статической помехи. (статическаяпомеха – время ее действия >> времени переключения элемента)Физические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruТаблица параметров логически схемТиплогикиPст. ср.,мВтtзд.ср.,нсAср,пДжK,штU п.ст.,ВТТЛТТЛШЭСЛМОПКМОПБиКМОПМЕПФизические основы современных ЭВМ. ВМиК.
http://comp.ilc.edu.ruПредшественники TTLRTL для элементаИЛИ-НЕИ-НЕ для DTLФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛогика TTL. Схема инвертораМногоэмитерныйтранзисторФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruХарактеристики TTLPст. ср., tзд.ср.,мВтнсТип логики1 - 20ТТЛ5 - 20Aср,пДж50 - 100K,штU п.ст.В100,8 - 1ТТЛШЭСЛМОПКМОПБиКМОПМЕПФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruTTL с диодами ШотткиДиод Шоттки:- работа на основных носителях;- отсутствие обратного тока;- быстрый переход из прямого вобратное состояние;ТиплогикиPст.
ср., tзд.ср.,мВтнсAср,пДжK,штU п.ст.ВТТЛ1 - 205 - 2050 - 100100,8 - 1ТТЛШ1 – 202 - 1010 - 50100,5 – 0,8Физические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЭмиторно-связанная логикаТранзисторы работают в линейном режиме —высокое быстродействиеУровни «1» и «0» слабо различаются — слабаяпомехоустойчивостьТиплогикиPст.
ср., tзд.ср.,мВтнсAср,пДжK,штU п.ст.ВТТЛ1 - 205 - 2050 - 100100,8 - 1ТТЛШ1 – 202 - 1010 - 50100,5 – 0,8ЭСЛ20 - 500,5 - 220 - 5010 - 200,2 – 0,3Физические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruМОППолевой транзистор:- нет тока затвора – простосоединять и анализироватьсхемы;- логические уровни не зависят отнагрузки – последующих каналов;ТиплогикиPст. ср., tзд.ср.,мВтнсAср,пДжK,штU п.ст.ВТТЛ1 - 205 - 2050 - 100100,8 - 1МОП1 - 1020 -20050 - 20010 - 202-3Физические основы современных ЭВМ.
ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruКМОПЭквивалентные схемыUin > 0Uin < 0Преимущество – низкоепотреблениеНедостаток – медленноФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruТаблица параметров логически схемPст. ср., tзд.ср.,мВтнсТип логикиAср,пДжK,штU п.ст.ВТТЛ1 - 205 - 2050 - 100100,8 - 1ТТЛШ1 – 202 - 1010 - 50100,5 – 0,8ЭСЛ20 - 500,5 - 220 - 5010 - 200,2 – 0,3МОП1 - 1020 -20050 - 20010 - 202-3КМОП0,01 – 0,110 - 500,5 – 5,010 - 201-2БиКМОП0,01 – 0,12 – 102 - 2010 - 1001-2МЕП0,1 – 0,50,15 – 0,50,1 – 0,52-50,1 – 0,2Физические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruТипы выходов микросхем- стандартный выход, два состояния ( 2C, 2S, TTL)- выход с открытым коллектором (OK, OC)- выход с тремя состояниями (3C, 3S) «Z-cостояние»Физические основы современных ЭВМ. ВМиК.
http://comp.ilc.edu.ruОбъединение микросхем. Шинная организацияФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ru.
