Устройства представления информации

Какой же принцип устройства представления информации, предназначенного для ее преобразования или хранения? Принцип таких устройств менялся по мере развития техники. Первыми были механические устройства с ручным, а затем с паровым приводом, электромеханические, электрические устройства и, наконец, электронные устройства. Электронные устройства представления информации отличаются удобством преобразования и передачи электрических сигналов, малой инерционностью электронных устройств и высоким быстродействием.

Вычислительные устройства представления информации в непрерывной форме называются аналоговыми вычислительными машинами (АВМ), а использующие дискретную форму – цифровыми вычислительными машинами (ЦВМ).

В настоящее время цифровые устройства представления информации вытесняют аналоговые даже из таких традиционно аналоговых областей, как телевидение и телефония.

Операционный усилитель

АВМ имеют блочную структуру и представляют систему связанных между собой базовых элементов, состав и количество которых изменяется для каждой задачи, решаемой на АВМ. В качестве базового элемента используется операционный усилитель, состоявший из усилителя, входных элементов (Е1, Еn) и элемента обратной связи (Еос). В качестве элементов используются радиоэлектронные компоненты: резисторы, конденсаторы, индуктивности. В зависимости от типов элементов, базовый элемент может производить сложение, интегрирование, дифференцирование над входными напряжениями (Uвх1...Uвхn), результат операции снимается в виде выходного напряжения (Uвых). АВМ отличаются низкой точностью результата, так как радиоэлектронные компоненты, подвергаясь воздействиям внешней среды, изменяют свои параметры, что и влияет на точность решения.

ЦВМ имеют конечную точность представления информации, потому что информация в них имеет определенные границы, для расширения которых необходимо увеличивать аппаратную часть или увеличивать время обработки. Основными достоинствами ЦВМ являются:

Используя эти базовые элементы, строятся все функциональные узлы любого цифрового устройства представления информации

  • гарантированная точность результата, зависящая только от границ представления данных;
  • универсальность – способность обрабатывать данные любыми методами, представляемыми последовательностью простых арифметических и логических операций;
  • возможность реализации большого числа известных численных математических методов решения задач.

Цифровые устройства представления информации используют двоичную систему счисления, одним из преимуществ которой является то, что для проектирования устройств можно использовать мощный аппарат булевой алгебры. То есть, при построении функциональных узлов цифровых устройств представления информации используются элементы, которые реализуют базовую систему логических функций. Одним из таких базовых наборов является набор из трех функций: дизъюнкции (логическое ИЛИ), конъюнкции (логическое И) и отрицание (логическое НЕ). Используя эти базовые элементы, строятся все функциональные узлы любого цифрового устройства представления информации.

Инструменты