Reja: Maqsadlar, vazifalar, dars mazmuni

1-Mavzu: Raqamli texnologiyalar asoslari
Reja:

1. 
   Maqsadlar, vazifalar, dars mazmuni. 
   
2. 
   Analog va raqamli signal
   
3. 
   Mantiqiy tushuncha
   

Zamonaviy axborot va kommunikatsiya texnologiyalari raqamli mantiqiy

qurilmalarni loyihalashtirishni keng qo‘llanishini talab qiladi. Shuning uchun
Oliy ta’lim Davlat standartida “Muxandislik va muxandislik ishi” ta’lim
sohalarida “Raqamli mantiqiy qurilmalarni loyihalashtirish” faniga keng o‘rin
ajratilgan. Raqamli mantiqiy qurilmalarni loyihalashtirish fani dasturi axborot va
kommunikatsiya texnologiyalariga uchun zarur bo‘lgan raqamli mantiqiy
qurilmalarni loyihalashtirishni: mantiqiy elementlar, kombinatsion turdagi
funktsional qurilmalar, ketma-ket turdagi funktsional qurilmalar, xotira
qurilmalar, raqamli mantiqiy qurilmalarni loyihalashni istiqbolli yo‘nalishlari
bo‘yicha boshlang‘ich tushunchalar va ularning amaliy tatbiqlaridan tashkil
topgan.
Axborot va kommunikatsiya texnologiyalari murakkab tizim sinfiga
mansub bo‘lib, ular turli murakkablikdagi raqamli integral sxemalardan tashkil
topgan. Shuning uchun ushbu tizimlarni shakllantiruvchi raqamli qurilmalarni
o‘rganish dolzarb masalalardan biri hisoblanadi. Ushbu fan axborot va
kommunikatsiya texnologiyalarida ishlatiladigan raqamli qurilmalar turlarini,
xarakteristikalarini, ularning tuzilishi, ishlash mexanizimlari va ular yordamida
yaratiladigan murakkab qurilmalarning texnologik va sxemotexnik
xususiyatlarini o‘rganish masalalarini o‘z ichiga oladi.
Mazkur fan talabalarga maxsus fanlarni o‘zlashtirishda, keyinchalik esa
ishlab chiqarish, loyihalash va tadqiqot ishlarida kerak bo‘ladigan asosiy negiz
tushunchalarni o‘rgatadi.
Birinchi IMSlar 1958 yilda yaratildi. IMSlarning hajmi ihcham, og‘irligi
kam, energiya sarfi kichik, ishonchliligi yuqori bo‘lib, hozirgi kunda uch
konstruktiv – texnologik variantlarda yaratilmoqda: qalin va yupqa pardali,
yarimo‘tkazgichli va gibrid.
1965 yildan buyon mikroelektronikaning rivoji G. Mur qonuniga muvofiq
bormoqda, ya’ni har ikki yilda zamonaviy IMSlardagi elementlar soni ikki
marta ortmoqda. Hozirgi kunda elementlar soni 106÷109 ta bo‘lgan o‘ta yuqori
(O‘YUIS) va giga yuqori (GYUIS) IMSlar ishlab chiqarilmoqda.
Integral mikroelektronika va nanoelektronika bilan bir vaqtda funktsional
elektronika rivojlanmoqda. Elektronikaning bu yo‘nalishi an’anaviy elementlar
(tranzistorlar, diodlar, rezistorlar va kondensatorlar)dan voz kechish va qattiq
jismdagi turli fizik hodisa (optik, magnit, akustik va h.k.)lardan foydalanish
bilan bog‘liq. Funktsional elektronika asboblariga akustoelektron,
magnitoelektron, kriogen asboblar va boshqalar kiradi.
Raqamli (mantiqiy) elektron qurilmalar turli belgilariga ko‘ra
sinflanishlari mumkin. Ishlash printsipiga ko‘ra barcha MElar ikki sinfga
bo‘linadilar: kombinatsion va ketma-ketli.
Signallar va tizimlarda signallarni ko'plab mezonlarga ko'ra tasniflash mumkin, asosan: qiymatlarning turli xil xususiyatlariga ko'raAnalog signallar va raqamli signallar; signallarning aniqlanishiga ko'ra, deterministik signallarga va tasodifiy signallarga tasniflanadi; energiya signallari va quvvat signallariga tasniflangan signallarning kuchiga ko'ra.
Analog va raqamli signallar
Raqamli signal ikkita yoki undan ortiq ajralib turadigan to'lqin shakllariga ega, masalan, yuqori voltli va past kuchlanish, ularning har birini raqamga solish mumkin. Xarakterli jihati shundaki, shovqin juda katta bo'lmagan holda uni raqamli signallardan olib tashlash mumkin. Amaliyotda uchraydigan ikkita asosiy signal turlari analogvaraqamli. Rasmda analog signalni ma'lum vaqt instantsiyalaridagi qiymatlari bo'yicha yaqinlashtirish natijasida kelib chiqadigan raqamli signal ko'rsatilgan. Raqamli signallar kvantlangan, analog signallar uzluksiz.
Analog signal
Analog signal har qanday uzluksiz signal buning uchun signalning vaqt o'zgaruvchan xususiyati boshqa vaqt o'zgaruvchan miqdorining ifodasidir, ya'ni. o'xshash o'zgaruvchan signalning boshqa vaqtiga. Masalan, analogda audio signal, bir zumda Kuchlanish signal uzluksiz o'zgarib turadi tovush bosimi. Bu a dan farq qiladi raqamli signal, unda uzluksiz miqdor - ning ketma-ketligini aks ettiradi alohida qiymatlar bu faqat cheklangan sonli qiymatlardan birini qabul qilishi mumkin . Atama analog signal odatda murojaat qiladi elektr signallari; ammo, analog signallar kabi boshqa vositalardan foydalanishi mumkin mexanik, pnevmatik yoki gidravlik. Analog signal signalning ma'lumotlarini etkazish uchun vositaning ba'zi xususiyatlaridan foydalanadi. Masalan, an aneroid barometr bosim to'g'risidagi ma'lumotni uzatish uchun aylanma pozitsiyani signal sifatida ishlatadi. Elektr signalida Kuchlanish, joriy, yoki chastota ma'lumotni ko'rsatish uchun signalning o'zgarishi mumkin.
Har qanday ma'lumot analog signal orqali uzatilishi mumkin; ko'pincha bunday signal jismoniy hodisalarning o'zgarishiga, masalan, o'lchovli javobdir tovush, yorug'lik, harorat, pozitsiyasi yoki bosim. Jismoniy o'zgaruvchi a tomonidan analog signalga aylantiriladi transduser. Masalan, ovoz yozishda, havo bosimining o'zgarishi (ya'ni tovush) a diafragmasini urish mikrofon bu mos keladigan elektr tebranishlarini keltirib chiqaradi. Voltaj yoki oqim an deyiladi analog ovozning.
Raqamli signal
Ikkilik signal, shuningdek mantiqiy signal sifatida ham tanilgan, ikkita ajralib turadigan darajaga ega raqamli signal
Raqamli signal - bu diskret to'plamdan tuzilgan signal to'lqin shakllari ning ketma-ketligini ifodalash uchun fizik kattalik diskret qiymatlar.^[8][9][10] A mantiqiy signal faqat ikkita mumkin bo'lgan qiymatga ega raqamli signal, va o'zboshimchalikni tasvirlaydi bitli oqim. Raqamli signallarning boshqa turlari vakili bo'lishi mumkin uch qiymatli mantiq yoki undan yuqori qiymatli mantiq. Shu bilan bir qatorda, raqamli signal bunday jismoniy miqdor bilan ifodalangan kodlar ketma-ketligi deb hisoblanishi mumkin Jismoniy miqdor o'zgaruvchan elektr toki yoki kuchlanish, intensivlik, faza yoki bo'lishi mumkin qutblanish ning optik yoki boshqa elektromagnit maydon, akustik bosim, magnitlanish va magnit saqlash raqamli signallar hammasi mavjud raqamli elektronika, xususan, hisoblash uskunalari va ma'lumotlar uzatish. Qabul qilingan raqamli signal buzilishi mumkin shovqin va buzilishlar raqamlarga ta'sir qilmasdan Raqamli signallarda tizim shovqini, agar u juda katta bo'lmasa, u tizimning ishlashiga ta'sir qilmaydi, shovqin esa har doim ish faoliyatini yomonlashtiradi analog signallar ma'lum darajada.
Raqamli signallar ko'pincha orqali paydo bo'ladi namuna olish analog signallari, masalan, an bilan raqamlashtirilishi mumkin bo'lgan chiziqdagi doimiy o'zgaruvchan kuchlanish analog-raqamli konvertor kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sxemasi, bu erda har 50 chiziqda kuchlanish darajasi o'qiladimikrosaniyalar va har bir o'qishni belgilangan miqdordagi bit bilan ifodalaydi. Natijada paydo bo'lgan raqamlar oqimi diskret vaqt va kvantlangan amplituda signal bo'yicha raqamli ma'lumotlar sifatida saqlanadi. Kompyuterlar va boshqalar raqamli qurilmalar diskret vaqt bilan cheklangan.
Yilda Elektrotexnika dasturlari, "signallar va tizimlar" (S va S) deb nomlanuvchi sinf va ta'lim sohasi ko'pincha EE martabalari uchun "kesilgan sinf" sifatida qaraladi va ba'zi talabalar shunday qo'rqishadi. Maktabga qarab, EE bakalavriat talabalari odatda avvalgi o'quvchilar soni va darajasiga qarab sinfni kichik yoki katta sinf sifatida qabul qiladilar. chiziqli algebra va differentsial tenglama ular olgan darslari. Dala kirish va chiqish signallarini va ular orasidagi tizim sifatida ma'lum bo'lgan matematik tasavvurlarni to'rtta sohada o'rganadi: vaqt, chastota, s va z. Signallar va tizimlar ikkalasi ham ushbu to'rtta sohada o'rganilganligi sababli, 8 ta asosiy bo'lim mavjud. Masalan, uzluksiz vaqt signallari bilan ishlashda (t), vaqt domenidan chastotaga yoki o'zgartirishi mumkin s domen; yoki alohida vaqtdan (n) chastotaga yoki z domenlar. Tizimlar ushbu domenlar o'rtasida uzluksiz bilan uzatish kabi o'zgarishi mumkin s va alohida z. S va S-ning ostiga tushib, ushbu maqolada keltirilgan barcha mavzularni o'z ichiga olgan bo'lsa-da Analog signalni qayta ishlash va Raqamli signalni qayta ishlash, aslida bu maydonning kichik to'plamidir Matematik modellashtirish. Bu maydon bir asrdan ko'proq vaqt oldin RFga qaytadi, u hammasi analog bo'lib, umuman uzluksiz edi. Bugungi kunda dasturiy ta'minot analog sxemalarni loyihalash va tahlil qilishning ko'p qismini egalladi va hatto uzluksiz signallar ham endi raqamli ravishda qayta ishlanadi. Ajablanarlisi shundaki, raqamli signallar ham ma'lum ma'noda doimiy ravishda qayta ishlanadi, dasturiy ta'minot keyingi kirish / o'zgartirish / chiqish hodisasiga tayyorgarlik ko'rish uchun diskret signal "dam olishlari" o'rtasida hisob-kitoblarni amalga oshiradi.
Ilgari S va S o'quv dasturlari, odatda, deyiladi, matematik modellashtirish va ba'zi raqamli usullar yordamida elektron tahlil va loyihalashni o'z ichiga olgan va bir necha o'n yillar oldin yangilangan Dinamik tizimlar Differentsial tenglamalarni o'z ichiga olgan vositalar va yaqinda, Lagrangiyaliklar. O'sha paytdagi sohaning qiyinligi shundaki, nafaqat matematik modellashtirish, sxemalar, signallar va murakkab tizimlar, balki fizikani ham modellashtirish, shuningdek, elektr (va hozirda elektron) mavzular bo'yicha chuqur bilim ham jalb qilingan va talab qilingan.
Bugungi kunda ushbu soha elektronlar, tizimlar va signallarni tahlil qilish, dizaynlashtirilgan tillar va dasturiy ta'minot qo'shilishi bilan yanada dahshatli va murakkablashdi. MATLAB va Simulink ga NumPy, VHDL, PSpice, Verilog va hatto Assambleya tili. Talabalar matematikani, fizikani, elektron tahlilni va 8 ta domen o'rtasidagi o'zgarishlarni, shuningdek vositalarni tushunishlari kerak.
Ishqalanish, sönümleme va hokazo kabi mashinasozlik mavzulari signal fanida juda o'xshash (indüktans, qarshilik, kuchlanish va boshqalar) o'xshashliklarga ega bo'lganligi sababli, dastlab ME transformatsiyalarida ishlatiladigan ko'plab vositalar (Laplas va Furye transformatsiyalari, Lagranjlar, namuna olish nazariyasi, ehtimollik, farqlar tenglamalari va boshqalar) hozirda signallarga, sxemalarga, tizimlarga va ularning tarkibiy qismlariga, tahlil qilish va loyihalashga qo'llanildi. Shovqin, filtrlash va boshqa tasodifiy yoki xaotik attraktorlar va repellerlarni o'z ichiga olgan dinamik tizimlar hozirgi vaqtda stokastik fanlarni va statistikani ushbu sohadagi aniqroq va doimiy funktsiyalar o'rtasida joylashtirdilar. (Deterministik, bu erda ishlatiladigan vaqt funktsiyalari sifatida to'liq aniqlangan signallarni anglatadi). EE taksonomistlari S&S signallarni qayta ishlash va elektron tahlil qilish va matematik modellashtirishning butun sohasiga qayerda tegishli ekanligi haqida hali ham qaror qabul qilinmagan, ammo o'rganish davomida ko'rib chiqilgan mavzularning umumiy aloqasi o'nlab kitoblar, jurnallar va boshqalar bilan chegaralarni yaxshilab qo'ydi. . Signals and Systems deb nomlangan va EE uchun matn va test tayyorgarliklari, shuningdek yaqinda kompyuter muhandisligi imtihonlari sifatida foydalanilgan.
Nazorat uchun savollar

1. 
   Raqamli texnologiyalar nima?
   
2. 
   Raqamli signallar ?
   
3. 
   Analogli signallar nima?
   
4. 
   Mantiqiy tushunchalari?
   

2-Mavzu: Raqamlar tizimlari. 

Reja:

1. 
   Sanoq tizimlari
   
2. 
   Asosiy raqamlar tizimlari
   
3. 
   Pozitsion tizimlar
   
4. 
   Umumiy o'zgaruvchan uzunlikdagi butun sonlar