16-06-2010, 02:34 PM
Maturski, seminarski i diplomski radovi iz informatike.
• Uvod u digitalnu elektroniku
Pojam i Vrste informacija – U svakodnevnom govoru vrlo često se čuje reč informacija koja uglavnom znači “obaveštenje”. Ova reč se koristi kao stručni termin u telekomunikacijama gde se npr: pod pojmom “ prenos informacija” podrazumeva prenos vesti I poruka preko odgovarajućih signala. U savremenoj elektronici pojam informacija ima znatno šire značenje. Informacija obuhvata I sva druga obaveštenja odnosno podatke koji mogu poslužiti kao polazni material na osnovu koga će se doći do traženih rezultata I zaključaka. Zato se umesto o prenosu informacija ovde govori o obradi informacija I obradi podataka.
Osnovne vrste informacija su:
1. analogne
2. digitalne
Veliki broj informacijski signala nastaje u obliku kontinualnih promena neke veličine, najčešće elektične, a nekad I neelektrične prirode. To znači, da je broj vrednosti koje ovakva veličina može da poseduje, u bilo kom opsegu - neograničen. Uobičajeno je da se ove informacije nazivaju analogne, jer se mogu lako simulirati nekim drugim veličinama koje ispunjavaju slične ili analogne zakonitosti. S druge strane kod nekih veličina nastaju diskontinualne (skokovite) promene od jedne do druge vrednosti. To znači da u datom opsegu ovakve promenljive veličine postoji određen skup mogućih diskretnih vrednosti. Pošto se diskretne vrednosti predstavljaju u numeričkom obliku pomoću odgovarajućih cifara, to se ovaj oblik informacija zove “numerićki ili digitalni”.
2. NAČIN OBRADE INFORMACIJA
Da bi informacija mogla da se prenese iz tačke A u tačku B treba je prilagoditi (obraditi). Jedan od načina obrade informacija jeste modulacija.
Modulacija je promena nekog parametra kod signala (amplituda, faza, učestanost...) da bi mogla biti preneta postojećom vezom. Modulacija se vrši modulatorima čija je uloga da modulišu signal tj, da mu promene neki parametar i time omoguće prenos iz tačke A u tačku B. U tački B (prijemu signala) vrši se demodulacija zj, dobija se priblićno poslati signal uz male usputne poremećaje.
3. ANALOGNI I DIGITALNI NAČIN OBRADE INFORMACIJA
Same informacije (polazni signali) mogu biti:
-Analogni (neprekidni)
-Digitalni (prekidni-numerički)
Uzmimo primer sinusoide i predstavimo je jedanput analogno, a drugi put digitalno.
Analogne informacije – su nepogodne za prenos jer reaguju na uticaje šuma, slabljenja signala i sl. Za prenos je mnogo bolji digitalni način prenosa informacija jer je mnogo otporniji na sve vrste poremećaja koji nastaju na putu od A do B. Upravo zato se i vrši obrada informacija pre njihove modulacije, slanja iz tačke A u tačku B. Ovo se objašnjava činjenicom da kod digitalnih signala postoje prekidi u nekim vremenskim intervalima tako da poremećaji nastupe baš tada, onda on neće biti registrovan (jer je signal u prekidu.). Na taj način se moće uticati da se ćto manje poremećaja i šumova prenese do tačke B gde se vrši demodulacija. Time se u tački B dobija signal mnogo sličniji (verniji) onom koji je bio kao ulazni u tački A, nego kod analognog načina obrade i prenosa informacija.
4. DIGITALNA OBRADA PODATAKA
Generalno posmatrano diskretne vrednosti digitalnih podataka su u stvari samo različita stanja analognih signala. Ova stanja se predstavljaju skupovima simbola neke azbuke. U opštem slučaju moće se reći da postoje jezičke azbuke, kojima se izraćavaju govorne informacije i cifarske azbuke pomoću kojih se predstavljaju numeričke informacije. Ovakvo predstavljanje informacija pomoću simbola neke azbuke naziva se kodovanje informacija.
Postupkom kodovanja moće se bilo kakva vrsta digitalnih informacija predstaviti u numeričkom obliku. Zato se rešavanje problema pomoću digitalnih sistema svodi na obradu numeričkih podataka. Zato je razumljivo da će način predstavljanja podataka odnosno izbor sistema kodovanja informacija biti jedan od osnovnih problema u projektovanju digitalnih sistema. Kako ovi sistemi rade samo sa konačnim brojem cifara, to znači da je u interesu većeg kapaciteta brojeva pogodno primeniti brojni sistem sa većom osnovom brojanja, kao što je decimalni. Pa ipak iz čisto konstrukcionih razloga u ovakvim uređajima se primenjuje binarni sistem.
Naime, simboli ove azbuke su (0 i 1), mogu lako da se predstave i fizički pomoću 2 različita stanja prekidačkog kola. Pomoću jednog prekidača mogu da se predstave dve vrednosti neke informacije. Svaka od tih vrednosti simbolično se označava odnosno koduje jednom binarnom cifrom koja se skraćeno zove bit.
Veća količina informacija predstavlja se pomoću većeg broja binarnih cifara odnosno koduje se pomoću skupova ili grupa bitova. Takve grupe bitova nazivaju se karakter ili slog, analogno kodovanju u govornom jeziku gde više slova ili glasova čine slogove. Obično se nastoji da dužina slogova u jednom digitalnom uređaju bude ista. Tako se često upotrebljavaju slogovi od po 4 bita poznati pod imenom tetrade. Prvobitne alfa-numeričke azbuke, bile su sačinjene od kodnih slogova sa po 6 bita i zvale su se heksade. U savremenim digitalnim uređajima primenjuju se azbuke od po 8 bita i nazivaju se oktade. Uobičajeno je da se binarna grupa od po 8 bita zove bajt. Napomenimo da bajt može da ima i više od 8 bita. Ukoliko su dodati bitovi namenjeni za neke specijalne svrhe kao npr: za kontrolu kodovanja.
Daljim grupisanjem informacija formiraju se reči, koje analogno rečima u običnom govoru mogu da sadrže više karaktera (slogova) pa time i više bajta. Tako npr: oblik binarno kodovanje reči koja predstavlja šestocifreni decimalni broj sadrži 6 slogova od po 4 bita, odnosno, ukupno 3 bajta. Da bi se dobila izvesna predstava o složenosti jednog digitalnog sistema za obradu informacija na sledećoj slici je prikazana blok šema digitalnog računara kao najrasprostranjenijeg digitalnog uređaja:
Ovaj sistem sastoji se iz dva dela:
-Perifernog i
-Centralnog
Periferni deo čine ulazna i izlazna jedinica dok se u centralnom delu nalaze memorijska, aritmetička i kontrolna jedinica.
Ulazna jedinica ima zadatak da prima spoljnje informacije i da ih u pogodnom obliku prenese u memorijsku jedinicu, ona zavisno od namere sadrži razne sklopove i aparature kao što su:
• Uvod u digitalnu elektroniku
Pojam i Vrste informacija – U svakodnevnom govoru vrlo često se čuje reč informacija koja uglavnom znači “obaveštenje”. Ova reč se koristi kao stručni termin u telekomunikacijama gde se npr: pod pojmom “ prenos informacija” podrazumeva prenos vesti I poruka preko odgovarajućih signala. U savremenoj elektronici pojam informacija ima znatno šire značenje. Informacija obuhvata I sva druga obaveštenja odnosno podatke koji mogu poslužiti kao polazni material na osnovu koga će se doći do traženih rezultata I zaključaka. Zato se umesto o prenosu informacija ovde govori o obradi informacija I obradi podataka.
Osnovne vrste informacija su:
1. analogne
2. digitalne
Veliki broj informacijski signala nastaje u obliku kontinualnih promena neke veličine, najčešće elektične, a nekad I neelektrične prirode. To znači, da je broj vrednosti koje ovakva veličina može da poseduje, u bilo kom opsegu - neograničen. Uobičajeno je da se ove informacije nazivaju analogne, jer se mogu lako simulirati nekim drugim veličinama koje ispunjavaju slične ili analogne zakonitosti. S druge strane kod nekih veličina nastaju diskontinualne (skokovite) promene od jedne do druge vrednosti. To znači da u datom opsegu ovakve promenljive veličine postoji određen skup mogućih diskretnih vrednosti. Pošto se diskretne vrednosti predstavljaju u numeričkom obliku pomoću odgovarajućih cifara, to se ovaj oblik informacija zove “numerićki ili digitalni”.
2. NAČIN OBRADE INFORMACIJA
Da bi informacija mogla da se prenese iz tačke A u tačku B treba je prilagoditi (obraditi). Jedan od načina obrade informacija jeste modulacija.
Modulacija je promena nekog parametra kod signala (amplituda, faza, učestanost...) da bi mogla biti preneta postojećom vezom. Modulacija se vrši modulatorima čija je uloga da modulišu signal tj, da mu promene neki parametar i time omoguće prenos iz tačke A u tačku B. U tački B (prijemu signala) vrši se demodulacija zj, dobija se priblićno poslati signal uz male usputne poremećaje.
3. ANALOGNI I DIGITALNI NAČIN OBRADE INFORMACIJA
Same informacije (polazni signali) mogu biti:
-Analogni (neprekidni)
-Digitalni (prekidni-numerički)
Uzmimo primer sinusoide i predstavimo je jedanput analogno, a drugi put digitalno.
Analogne informacije – su nepogodne za prenos jer reaguju na uticaje šuma, slabljenja signala i sl. Za prenos je mnogo bolji digitalni način prenosa informacija jer je mnogo otporniji na sve vrste poremećaja koji nastaju na putu od A do B. Upravo zato se i vrši obrada informacija pre njihove modulacije, slanja iz tačke A u tačku B. Ovo se objašnjava činjenicom da kod digitalnih signala postoje prekidi u nekim vremenskim intervalima tako da poremećaji nastupe baš tada, onda on neće biti registrovan (jer je signal u prekidu.). Na taj način se moće uticati da se ćto manje poremećaja i šumova prenese do tačke B gde se vrši demodulacija. Time se u tački B dobija signal mnogo sličniji (verniji) onom koji je bio kao ulazni u tački A, nego kod analognog načina obrade i prenosa informacija.
4. DIGITALNA OBRADA PODATAKA
Generalno posmatrano diskretne vrednosti digitalnih podataka su u stvari samo različita stanja analognih signala. Ova stanja se predstavljaju skupovima simbola neke azbuke. U opštem slučaju moće se reći da postoje jezičke azbuke, kojima se izraćavaju govorne informacije i cifarske azbuke pomoću kojih se predstavljaju numeričke informacije. Ovakvo predstavljanje informacija pomoću simbola neke azbuke naziva se kodovanje informacija.
Postupkom kodovanja moće se bilo kakva vrsta digitalnih informacija predstaviti u numeričkom obliku. Zato se rešavanje problema pomoću digitalnih sistema svodi na obradu numeričkih podataka. Zato je razumljivo da će način predstavljanja podataka odnosno izbor sistema kodovanja informacija biti jedan od osnovnih problema u projektovanju digitalnih sistema. Kako ovi sistemi rade samo sa konačnim brojem cifara, to znači da je u interesu većeg kapaciteta brojeva pogodno primeniti brojni sistem sa većom osnovom brojanja, kao što je decimalni. Pa ipak iz čisto konstrukcionih razloga u ovakvim uređajima se primenjuje binarni sistem.
Naime, simboli ove azbuke su (0 i 1), mogu lako da se predstave i fizički pomoću 2 različita stanja prekidačkog kola. Pomoću jednog prekidača mogu da se predstave dve vrednosti neke informacije. Svaka od tih vrednosti simbolično se označava odnosno koduje jednom binarnom cifrom koja se skraćeno zove bit.
Veća količina informacija predstavlja se pomoću većeg broja binarnih cifara odnosno koduje se pomoću skupova ili grupa bitova. Takve grupe bitova nazivaju se karakter ili slog, analogno kodovanju u govornom jeziku gde više slova ili glasova čine slogove. Obično se nastoji da dužina slogova u jednom digitalnom uređaju bude ista. Tako se često upotrebljavaju slogovi od po 4 bita poznati pod imenom tetrade. Prvobitne alfa-numeričke azbuke, bile su sačinjene od kodnih slogova sa po 6 bita i zvale su se heksade. U savremenim digitalnim uređajima primenjuju se azbuke od po 8 bita i nazivaju se oktade. Uobičajeno je da se binarna grupa od po 8 bita zove bajt. Napomenimo da bajt može da ima i više od 8 bita. Ukoliko su dodati bitovi namenjeni za neke specijalne svrhe kao npr: za kontrolu kodovanja.
Daljim grupisanjem informacija formiraju se reči, koje analogno rečima u običnom govoru mogu da sadrže više karaktera (slogova) pa time i više bajta. Tako npr: oblik binarno kodovanje reči koja predstavlja šestocifreni decimalni broj sadrži 6 slogova od po 4 bita, odnosno, ukupno 3 bajta. Da bi se dobila izvesna predstava o složenosti jednog digitalnog sistema za obradu informacija na sledećoj slici je prikazana blok šema digitalnog računara kao najrasprostranjenijeg digitalnog uređaja:
Ovaj sistem sastoji se iz dva dela:
-Perifernog i
-Centralnog
Periferni deo čine ulazna i izlazna jedinica dok se u centralnom delu nalaze memorijska, aritmetička i kontrolna jedinica.
Ulazna jedinica ima zadatak da prima spoljnje informacije i da ih u pogodnom obliku prenese u memorijsku jedinicu, ona zavisno od namere sadrži razne sklopove i aparature kao što su: