Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Учебные материалы
для студентов и школьников

Цифровая схемотехника и архитектура компьютера

  1. Управление сложностью 
  2. Дисциплина конструктора

Замечание 1
Под цифровой схемотехникой понимают новшества, последние разработки в сфере цифровых технологий, которые применяются в процессе создания ЭВМ.

Предыдущие пару десятилетий происходили кардинальные изменения окружающего мира, а все благодаря микропроцессорным технологиям. Так, производительность обычного ноутбука на сегодняшний день значительно больше, чем у огромных размеров (иногда на все помещение) вычислительной машины, используемой каких-то 20-30 лет назад. Оборудование современного автомобиля состоит примерно из полусотни микроконтроллеров. Микропроцессорные устройства интенсивно развивались, что привело к появлению сотовых телефонов, интернета. Любая сфера жизни человека подверглась кардинальным изменениям.

Замечание 2
Цифровые системы, в отличие от аналоговых устройств, имеют ряд достоинств, и отличаются простотой блоков, из которых образуются системы, в основе работы которых - бинарные коды.

Для того, чтобы спроектировать цифровую систему, не нужно обладать внушительными знаниями в области математики и физики. Разработчики, создающие сложные действующие устройства, используют простые блочные составляющие.

Управление сложностью 

В современных цифровых устройствах насчитывается по несколько миллионов и даже миллиардов транзисторов. Человеческий мозг не способен оценить работу устройств даже используя формулы, применяемые для описания перемещения потока электронных частиц в схемах транзистора. При проектировании микропроцессоров разработчики вынуждены выполнять ряд сложных операций и действий, чтобы наладить взаимосвязь между отдельными компонентами одной большой системы, и иметь возможность контролировать уровень сложности в системе.

Замечание 3
Важный момент, без которого не обходится управление сложностью цифровой системы, это - абстракция.

Благодаря ей, составляющие системного анализа, которые не приносят существенной пользы при попытке понять схему функционирования, удаляются. Любую систему можно рассматривать с различных точек абстракции. На самом низком уровне находится физика движения электронов, подчиняющаяся многим законам квантовой механики.

Сложно разобраться самому?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

banner

Для сбора электронной системы используются элементы, в основе которых полупроводники, образующие комплект устройств. Определенные линии и точки соединяют между собой все устройства. Другими словами, если использовать такой подход, то можно сделать вывод, что если рассматривать систему с точки зрения всех составляющих ее устройств, каждому из которых свойственна определенная функциональность, тогда вести учет поведения электронов внутри устройств нет смысла.

Замечание 4
Аналоговая схема - это следующий уровень абстракции. Она предполагает соединение устройств, в основе которых полупроводники, и образование элементов, наделенных набором определенных функций.

Ярким примером такого устройства можно считать усилитель сигналов, с постоянно меняющимся напряжением (на входе и выходе). Цифровая схема работает на основе всего двух устойчивых состояний, с соответствующим уровнем напряжения. Логический ноль и логическая единица - эти два состояния.

Логический и архитектурный уровень абстракции связаны микроархитектурой (другими словами – микроархитектурный уровень абстракции). Архитектурный рассматривает различные модели компьютерного оборудования и устройств с точки зрения программиста. Например, Intel x86 как архитектурное построение, раньше использовалось в большинстве ПК, и представляет собой комплекс, в которых включены инструкции и регистровый набор, используемые программистом.

Под микроархитектурой понимают некое объединение, в которое входят простые цифровые компоненты и блоки, используемые для операционного действия, и предусмотренные конкретным набором. Каждая архитектура может быть реализована с помощью различных комплексов микроархитектур. Они могут быть одинаковые по цене, иметь одинаковую производительность, потреблять различное количество электроэнергии, и отличаться также другими критериями. В зависимости от соотношений этих критериев, осуществляют выбор систем по нужным показателям.

Управлять процедурами нижнего уровня можно с помощью операционной системы. Например, используя винчестер, или операции, обеспечивающие управление ячейками памяти. С помощью прикладных программ задействуется ресурс всех операционных систем, что дает возможность выполнять индивидуальные задачи, необходимые пользователю. Другими словами, отвлекаясь от определенных моментов, описывающих функционирование устройств и систем, каждый человек, даже не связанный с компьютерами и программированием, сможет пользоваться интернетом, не вникая в неопределенность электронов, и не следя за архитектурным построением ПК.

banner

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

Независимо от того, на каком уровне абстракции вы находитесь, важно понимать и знать, что происходит на соседнем уровне. Например, для программиста составление программы без учета архитектурной особенности процессора - сложная задача. Электронщик, занимающийся проектировкой отдельных элементов схемы, не сможет найти оптимальное решение между показателем энергии и быстродействием, в том случае, если он не знаком с цифровой схемой.

Дисциплина конструктора 

Замечание 5
Конструкторская дисциплина - процесс, во время которого разработчик накладывает осмысленные ограничения, влияющие на процесс выбора возможных вариантов конструкции. Это позволяет сделать работу более продуктивной, и задействовать более высокий уровень абстракции.

Использование взаимозаменяемых элементов - отличный пример конструкторской дисциплины. Так, впервые о взаимозаменяемых элементах узнали очень давно, при разработке процесса изготовления кремниевого ружья. В период до 19 века такие ружья создавали только в единичном экземпляре, и каждая единица оружия подгонялась уже в процесс сборки, поскольку не существовало единых стандартов для каждой комплектующей. Благодаря конструкторской дисциплине, появилось единообразие в комплектации, что служило началом новой эпохи в ружейном производстве.

Рассматривая цифровую схемотехнику, стоит учитывать, что основополагающей в цифровых схемах является конструкторская дисциплина. Цифровые схемы создаются на основе дискретизации значений напряжения.

Замечание 6
Другими словами, цифровая схема - это подмножество аналоговой цепи, которая в некоторых моментах все-таки уступает аналоговому классу.

Проектирование цифровых устройств отличается простотой, в сравнении с аналоговыми. С помощью цифровых схем разные элементы легко объединяются в большие, функциональные, сложные устройства, имеющие ряд превосходств и преимуществ. Например, это касается цифровых телевизоров, смартфонов, и других устройств, аналоговых вариантов которых практически не осталось.

Не нашли нужную информацию?

Закажите подходящий материал на нашем сервисе. Разместите задание – система его автоматически разошлет в течение 59 секунд. Выберите подходящего эксперта, и он избавит вас от хлопот с учёбой.

Гарантия низких цен

Все работы выполняются без посредников, поэтому цены вас приятно удивят.

Доработки и консультации включены в стоимость

В рамках задания они бесплатны и выполняются в оговоренные сроки.

Вернем деньги за невыполненное задание

Если эксперт не справился – гарантируем 100% возврат средств.

Тех.поддержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры работают в выходные и праздники, чтобы оперативно отвечать на ваши вопросы.

Тысячи проверенных экспертов

Мы отбираем только надёжных исполнителей – профессионалов в своей области. Все они имеют высшее образование с оценками в дипломе «хорошо» и «отлично».

1 000 +
Новых заказов каждый день
computer

Гарантия возврата денег

Эксперт получил деньги, а работу не выполнил?
Только не у нас!

guarantees

Безопасная сделка

Деньги хранятся на вашем балансе во время работы над заданием и гарантийного срока

guarantees_shield

Гарантия возврата денег

В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем возврат полной уплаченой суммы

Отзывы студентов о нашей работе

311 861 оценка star star star star star
среднее 4.9 из 5
УрФУ
Спасибо за работу , всё в срок и без замечаний . Всем рекомендую данного исполнителя.
star star star star star
МИИТ
Спасибо большое Анне! Она меня спасла. Выполнила работу за одну ночь, ответственно подошла...
star star star star star
ИвГУ
Спасибо! Помогли с онлайн, решения переданы вовремя, аккуратно оформлено, Ждем проверки.
star star star star star
Вы студент и хотите заказать работу, прямо сейчас без наценки и посредников?
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами


Сайт работает по московскому времени:

Вход или
регистрация
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно