Щеголева Л. И., Давыдов А. Ф.
32 Основы вычислительной техники и программирования; Учебник для техникумов. — Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981. — 256 с., ил.
В пер.: 80 к.
В учебнике приведены основные принципы.построения цифровых в аналоговых вычислительных машин. Основное внимание уделено широко распространенным узлам и устройствам ЦВМ и АВМ на транзисторах и интегральных микросхемах. Вопросы программирования увязаны с современными вычислительными машинами Единой системы. Для самостоятельной работы по разделам введены контрольные вопросы.
Для учащихся приборостроительных техникумов. Может быть полезен инженерно-техническим работникам, использующим или осваивающим вычислительную технику.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Решениями XXVI съезда КПСС запланировано дальнейшее развитие средств вычислительной техники, микропроцессоров и миниатюрных электронных вычислительных машин. Особое значение в 11-й пятилетке получит использование ЭВМ в управлении технологическими процессами, автоматическими системами, роботами-манипуляторами, приборами управления и контроля.
При написании учебника перед авторами стояли следующие задачи: использовать современную перспективную интегральную элементную базу, последние образцы аналоговых устройств и цифровые машины Единой системы (ЭВМ ЕС); составить и систематизировать ряд материалов, необходимых для обязательного усвоения в соответствии с программой «Основы вычислительной техники и программирования». Рамки программы ограничили в какой-то степени возможности расширения ряда тем учебника и применения большого числа схемных примеров.
Для систематического и сознательного контроля студентами знаний введены контрольные вопросы, а практическое применение полученных знаний проверяется на конкретных примерах.
Диапазон учебника — от азбучных истин вычислительной техники до построения современных вычислительных систем, от элементной базы устройств — до разбора сложных функциональных схем. Особое внимание уделено передовым методам проектирования схемных устройств, перспективной элементной базе машин и их сравнительным характеристикам, а также современным алгоритмическим языкам.
Главы 1—5 написаны кандидатом технических наук А. Ф. Давыдовым, главы 6—16 преподавателем техникума Авиаприборостроения и автоматики Л. И. Щеголевой. Авторы благодарны старшему преподавателю ЛИМТУ В. 3. Гавриленковой, оказавшей помощь в подборе материалов гл. 15, 16 и § 14-3.
Замечания и пожелания по книге просьба присылать по адресу: 191041, г. Ленинград, Д-41, Марсово поле, д. 1, Ленинградское отделение Энергоиздата.
Авторы 3
ОГЛАВЛЕНИЯ
Предисловие....................... 3
Введение.............................., 4
Часть первая. АНАЛОГОВЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ
МАШИНЫ.................. в
Глава первая. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ТЕОРИИ АВМ................... '_
1-1. Понятие о моделировании............... . —
1-2. Виды математического моделирования ........../ 7
Глава вторая. ПАССИВНЫЕ ЦЕПИ АВМ ............ 10
2-1. Суммирование напряжений и токов............ —
2-2. Понятие о передаточной функции и характеристиках линейных систем....................... 12
2-3. Интегрирующая ЯС-цепь................. 14
2-4. Дифференцирующая ЯС-цепь............... 16
Глава третья. РЕШАЮЩИЕ УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 17
3-1. Общие сведения о решающих усилителях........ —
3-2. Основные применения решающих усилителей ..... 19
3-3. Типовой блок решающих усилителей........... 24
3-4. Погрешности решающих усилителей............ 25
3-5. Транзисторные операционные усилители с параметрической
стабилизацией ...................... 26
3-6. Транзисторные операционные усилители с автоматической компенсацией дрейфа нуля.................. 28
3-7. Интегральные операционные усилители.......... 32
Глава четвертая. НЕЛИНЕЙНЫЕ РЕШАЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ АВМ 36
4-1. Назначение и классификация блоков моделирования нелинейных функций...................... —
4-2. Электромеханические функциональные устройства..... 37
4-3. Диодные функциональные устройства .......... 39
4-4. Типовой блок нелинейных функций............ 42
4-5. Моделирование типичных нелинейностей ......... 44
4-6. Множительные устройства прямого и косвенного действия. . 47
4-7. Устройства для выполнения операции деления...... 52
261
Глава пятая. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ДЛЯ АВМ......... '54
5-1. Общие сведения................... __
5-2. Приведение уравнений к виду, удобному для решения на АВМ.'
Составление структурной схемы............[ 56
5-3. Моделирование заданных функций •-.....'.'.'.'' 62
5-4. Моделирование запаздывания функций.......' 53
5-5. Выбор маштабов. Определение коэффициентов передачи и начальных условий..................... 54
5-6. Набор задачи на машине...............\ \ 68
5-7. Регистрация решения.................. 69
5-8. Краткие сведения об отечественных АВМ.......\ \ 70
5-9. Примеры решений уравнений............... 71
Часть вторая. ЦИФРОВЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ
МАШИНЫ ................. 77
Глава шестая. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ЦВМ
6-1. Системы счисления. Правила образования позиционных систем
счисления и перевода из одной системы счисления в другую —
6-2. Формы представления чисел ............... 82
6-3. Кодирование знаков и чисел............... 84
6-4. Выполнение арифметических операций в машинах с фиксированной и плавающей запятой............... 85
Глава седьмая. АЛГЕБРА ЛОГИКИ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
СИНТЕЗА ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ...... 90
7-1. Элементы математической логики............. 90
7-2. Логические функции одной и двух переменных...... 92
7-3. Основные законы алгебры логики............. 96
7-4. Формы логических функций и их использование для синтеза
логических схем..................... ' ]«?
7-5. Способы минимизации логических функций........ |<Ь
7-6. Примеры синтеза схем с одним и двумя выходами..... Ю8
Глава восьмая. ОСНОВНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ
И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЦВМ ... П2
8-1. Классификация элементов и их сравнительные характери-
стики
116
8-2. Элементы типа ТТЛ................... ]21
8-3. Элементы типа ДТЛ...................
8-4. Интегральные схемы элементов двухступенчатой логики...
8-5. Триггеры.........................
8-6. Вспомогательные элементы ЦВМ.............
Глава девятая. ТИПОВЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ
9-1. Регистры ........
9-2. Счетчики ........
9-3. Дешифраторы......
9-4. Комбинационные сумматоры 9-5. Накапливающий сумматор 9-6. Схемы сдвига.
9-7. Схемы сравнения 252
139
144 151 155 159 162 163
Глава десятая. ПРОЦЕССОРЫ ................. 165
10-1. Классификация, характеристики и особенности...... —
10-2. Структуры процессоров................. 167
10-3. Организация выполнения основных логических и арифметических операций................... 172
Глава одиннадцатая. ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ЦВМ 178
11-1. Классификация и характеристики запоминающих устройств — 11-2. Запоминающие устройства на ферритовых сердечниках. . . 182 11-3. Запоминающие устройства в интегральном и пленочном исполнениях........................ 187
11-4. Оперативные запоминающие устройства ......... 190
11-5. Постоянные запоминающие устройства.......... 196
11-6. Внешние запоминающие устройства ........... 198
Глава двенадцатая УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ....... 201
12-1. Классификация устройств управления и структурные схемы —
12-2. Принцип микропрограммного управления........ 206
12-3. Принципы работы отдельных схем устройств управления . . . 207
Глава тринадцатая. ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ЦВМ
И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ.......... 212
13-1. Классификация и характеристики внешних устройств ЦВМ —
13-2. Устройства подготовки данных и ввода информации .... 214
13-3. Устройства вывода информации............. 217
13-4. Преобразователи .................... 219
Глава четырнадцатая. ОБЩИЕ ПРИНЦЫПЫ ПОСТРОЕНИЯ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ..... 225
14-1. Типы ЦВМ, их основные характеристики и режимы работы . . —
14-2. Структуры вычислительных систем............ 229
14-3. Математическое обеспечение ЦВМ............. 230
Часть третья. ЭЛЕМЕНТЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
ДЛЯ ЦВМ.................. 233
Глава пятнадцатая. ПОНЯТИЕ ОБ АЛГОРИТМЕ И ПРАВИЛА
СОСТАВЛЕНИЯ ПРОГРАММЫ ВЫЧИСЛЕНИЙ —
15-1. Этапы подготовки и решения задач на ЦВМ. Алгоритм и его
свойства ........................ —
15-2. Основные понятия программирования .......... 237
15-3. Общие правила составления программ.......... 238
Глава шестнадцатая. ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ .... 239
16-1. Система команд..................... —
16-2. Составление программы по прямому алгоритму...... 242
16-3. Организация циклических и разветвляющихся программ 245
16-4. Понятие об автоматизации программирования...... —
Список литературы....................• . . . . 247
Предметный указатель........................ 249
Цена: 150руб.
