Математика | ||||
Миловзоров В. П. М60 Элементы информационных систем: Учеб. для вузов по спец. «Автоматизированные системы обр. информ и vno »_ М.: Высш. шк., 1989. — 440 с.: ил. т г / у. ISBN 5-06-000138-5 В книге рассмотрены основы структурного синтеза отдельных устоойств ян ??SSSS?^S№'mVm°l™™сте"' их РезлнзацняД„а ""вредных"полу-проводниковых, магнитных и оптоэлектронных элементах, показаны пеоспективы развития элементной базы этой области техники. казаны перспективы | ||||
ПРЕДИСЛОВИЕ В учебнике рассматриваются современные и перспективные элементы информатики, систематизированные по физическим принципам их работы. От других учебных изданий в области элементов книга отличается нетрадиционным построением: в ней сначала изложены основы теории логического синтеза дискретных устройств, типовые элементы и узлы этих устройств, абстрагируясь от их технической реализации, а затем изучаются технические средства, основанные на различных физических принципах, позволяющие реализовать «в металле» эти элементы и устройства. Такое построение оказалось рациональным с точки зрения рассмотрения общности задач, решаемых элементами и устройствами информационных систем, и позволило показать, как эти задачи решаются на элементах той или иной физической природы, техническая реализация которых изменяется и совершенствуется в процессе научно-технического прогресса. При изложении материала учитывалось, что специалисту по информатике не придется рассчитывать, например, интегральную схему или печатную плату (это область инженеров-конструкторов и технологов электронно-вычислительной аппаратуры), но он обязан знать возможности той элементной базы, на которой создана используемая им информационная техника. Поэтому изучение всех видов элементов начинается с физических основ их принципа действия, затем приводятся, как правило, схемы, характеристики и параметры различных элементов и устройств, выпускаемых промышленностью, а заканчивается рассмотрение перспективами их использования и совершенствования. При написании книги использован опыт преподавания этой дисциплины в Рязанском радиотехническом институте, а также материалы опубликованных ранее учебных изданий, перечисленных в списке литературы. Гл. 7 написана канд. техн. наук О. В. Миловзоровым, гл. 11, 12 и § 5.13—5.16 — канд. техн. наук А. В. Миловзоровым, а § 10.7 —автором совместно с канд. техн. наук М. П. Шорыги-ным. Автор выражает искреннюю признательность коллективу кафедры информационной техники Куйбышевского политехнического института (зав. кафедрой канд. техн. наук, доц. И. И. Волков) и коллективу кафедры автоматизации обработки информации Томского института автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. А. И. Ру-бан), сделавшим при рецензировании книги ряд ценных замечаний, советов и рекомендаций, способствовавших ее улучшению. Отзывы, замечания и предложения просьба направлять по адресу: 101430, Москва, ГСП-4, Неглинная ул., 29/14, издательство «Высшая школа» Автор ОГЛАВЛ БНИЕ Предисловие ............................. 3 Введение............................... 5 Глава 1. Основы теории логического проектирования цифровых (дискретных) устройств..................... 8 § 1.1. Классификация, обозначения и этапы проектирования элементов дискретной техники ...................... 8 § 1.2. Основные теоремы и положения алгебры логики........ 14 § 1.3. Минимизация булевых функций................ 17 § 1.4. Минимизация булевых функций с помощью карт Карно .... 18 § 1.5. Особенности преобразования функций для реализаций на элементах И-НЕ и ИЛИ-НЕ................... 22 Глава 2. Синтез типовых узлов цифровых (дискретных) устройств . . 25 § 2.1. Триггеры........................... 25 § 2.2. Триггер с установочными входами (ftS-триггер)........ 27 § 2.3. Триггер задержки (О-триггер) и триггер со счетным входом (Г-триггер).......................... 33 § 2.4. //С-триггер.......................... 37 § 2.5. Счетчики........................... 40 § 2.6. Синтез двоичных счетчиков с параллельным переносом..... 42 § 2.7. Синтез недвоичных счетчиков................. 47 § 2.8. Двоично-десятичные счетчики................. 49 § 2.9. Регистры........................... 51 § 2.10. Параллельный регистр.................... 52 § 2.11. Последовательные (свигающие) и параллельно-последовательные регистры......................... 56 § 2.12. Сумматоры.......................... 60 § 2.13. Дешифраторы, шифраторы и преобразователи кодов..... 68 § 2.14. Распределители и мультиплексоры............... 73 § 2.15. Устройства сравнения кодов.................. 74 Глава 3. Полупроводниковые элементы и основы микроэлектроники 76 § 3.1. Основы зонной теории твердого тела............. 76 § 3.2. Электрофизические свойства полупроводников........ . 79 § 3.3. Электронно-дырочный переход.................. 82 § 3.4. Свойства /W-структуры при воздействии внешнего напряжения 85 § 3.5. Вольт-амперная характеристика /W-перехода, его температурные и частотные свойства................... 88 § 3.6. Явления в структурах металл-полупроводник и металл-диэлектрик-полупроводник ...................... 90 § 3.7. Основные технологические процессы изготовления Я#-перехо- дов.............................. 93 § 3.8. Полупроводниковые диоды.................. 94 § 3~.9. Биполярные транзисторы................... 101 § 3.10. Схемы включения транзисторов................ 103 §3.11. Сравнение схем включения транзисторов............ 109 5 3.12. Транзистор как активный четырехполюсник.......... ПО §3.13. Униполярные (полевые) транзисторы с /W-затвором...... 112 § 3.14. Полевые транзисторы с изолированным затвором....... •§ 3.15. Полевые транзисторы на арсениде галлия с затвором Шотки . .' § 3.16. Тиристоры.......................... § 3.17. Проводниковые и изоляционные материалы.......... § 3.18. Пассивные элементы электрических схем............, § 3.19. Основы микроэлектроники................... § 3.20. Классификация микросхем и их условные обозначения..... Глава 4. Полупроводниковые цифровые (дискретные) элементы . . . § 4.1. Ключевая схема на биполярном транзисторе.......... § 4.2. Переходные процессы в ключевой схеме на биполярном транзисторе. Транзистор Шотки..................(.' § 4.3. Ключевые схемы на полевых транзисторах........... § 4.4. Переходные процессы в ключевой схеме на полевом транзисторе' § 4.5. Ключевая схема на комплементарных транзисторах...... •§ 4.6. Цифровые интегральные микросхемы потенциального тип», их' характеристики и параметры................<. § 4.7. Диодно-транзисторные логические элементы (ДТЛ-элементы) . ; § 4.8. Транзисторно-транзисторные логические элементы (ТТЛ-эдб-менты).......................... § 4.10. Элементы интегральной инжекционной логики (ИИЛ- или И*Л-элементы).........................« § 4.11. Логические элементы на полевых МДП-транзисторах с одним типом проводимости....................;'. § 4.12. Логические элементы на комплементарных КМДП-транзисторах -§ 4.13. Транзисторные логические элементы со связанными эмиттерами (ЭСЛ-элементы)....................... § 4.14. Элементы на основе арсенида галлия.............. § 4.15. Особенности элементов для сверхбольших интегральных схем ,<•. Глава 5. Транзисторные усилители................. § 5.1. Общая характеристика усилителей............. . § 5.2. Каскады усилителей низкой частоты на биполярных транзисторах ............................., § 5.3. Усилительные каскады низкой частоты на полевых транзисторах............................... , § 5.4. Амплитудно-частотная характеристика усилителя с емкостной межкаскадной связью..................... § 5.5. Передаточная динамическая характеристика каскада и режимы его работы.......................... § 5.6. Выходные каскады усилителей................ § 5.7. Обратная связь в усилителях.................I ! § 5.8. Эмиттерный повторитель................... § 5.9. Усилители низкой частоты на интегральных микросхемах .... § 5.10. Усилители постоянного тока прямого усиления......• • • § 5.11. Дифференциальный каскад как базовый элемент аналоговых ин* тегральных микросхем..................... § 5.12. Отражатели тока....................... •§ 5.13. Операционные усилители первого поколения....... § 5.14. Усовершенствованные операционные усилители......... § 5.15. Операционный усилитель с двойным преобразованием сигнала § 5.16. Основные схемы включения операционных усилителей..... § 5.17. Избирательные и широкополосные (импульсные) усилители . • • Глава 6. Транзисторные генераторы, преобразователи и источники электропитания ...................... § 6.1. Генераторы синусоидальных сигналов..........• • • § 6.2. Генераторы сигналов специальной формы........... с 6.3. Генератор тактовых импульсов на элементах И-НЕ и системы s синхронизации ЭВМ..................... 231 & 6.4. Компараторы. Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобра- " зователи..................... 234 с 6.5. Структуры источников электропитания............ 236 I 6.6. Выпрямительные устройства.................. 239^ с 6.7. Сглаживающие фильтры.................... 242 | 6.8. Стабилизаторы напряжения с непрерывным регулированием . . 244 | 6.9. Импульсные стабилизаторы напряжения............ 248 | 6.10. Система электропитания ЭВМ................. 250 Г л а в а 7. Полупроводниковые функциональные узлы и устройства ЭВМ в интегральном исполнении................ 254 § 7.1. Особенности реализации функциональных узлов и устройств ЭВМ средней степени интеграции............... 254 § 7.2. Полупроводниковые запоминающие устройства......... 259 § 7.3. Постоянные запоминающие устройства............ 260 § 7.4. Запоминающие устройства с произвольной выборкой...... 263 § 7.5. Программируемые логические матрицы и базовые кристаллы 266- § 7.6. Микропроцессоры....................... 271 § 7.7. Микропроцессорные вычислительные устройства........ 271 § 7.8. Микропроцессорные комплекты................ 274 § 7.9. Однокристальные микропроцессоры.............. 277 § 7.10. Функциональные БИС микропроцессорного комплекта 580 . . . 280' § 7.11. Однокристальный микропроцессор К1810ВМ86......... 284 § 7.12. Многокристальные микропроцессоры............. 285 Глава 8. Основы магнетизма и элементы магнитных оперативных запоминающих устройств................. 288 § 8.1. Единицы магнитных величин и магнитные свойства веществ . . . 288 § 8.2. Доменная структура, кривая намагничивания и петли гистерезиса 292 § 8.3. Магнитные материалы..................... 296 § 8.4. Принцип использования ферромагнетиков в оперативных запоминающих устройствах..................... 298 § 8.5. Импульсное перемагничивание ферромагнетиков........ 299 § 8.6. Матричная система типа 3D.................. 301 § 8.7. Выбор магнитопроводов и режима их перемагничивания для МОЗУ, работающих по принципу совпадения токов....... 305 § 8.8. Запоминающие устройства типа 2D (с линейным выбором) . . . 309 § 8.9. Запоминающее устройство типа 2.5D.............. 311 § 8.10. Схемотехника оперативных запоминающих устройств на ферритов ых кольцевых магнитопроводах .............. 314 Глава 9. Элементы запоминающих устройств с записью на подвижный магнитный носитель................. 317 § 9.1. Физические основы записи и воспроизведения информации на подвижном магнитном носителе................ 317 § 9-2. Способы записи аналоговой и цифровой информации...... 322 § 9.3. Магнитные носители записи и магнитные головки........ 327 | 9.4. Накопители на магнитной ленте................ 329 § 9.5. Накопители на магнитных дисках............... 331 | 9.6. Размещение информации на магнитных лентах и дисках .... 334 j ".7. Усилители записи на подвижный магнитный носитель внешних „ запоминающих устройств................... 338 s 9.8. Усилители считывания с подвижного магнитного носителя внеш- s них запоминающих устройств................. 340 s 9.9. Особенности записи-воспроизведения видеоинформации..... 341 г> л а в а 10. Элементы интегральных магнитных запоминающих устройств .......................... 344 § 10.1. Матричная система памяти на ферритовых пластинах..... 344 § 10.2. Цилиндрические магнитные домены и их устойчивость..... 345 § 10.3. Продвижение, генерация и аннигиляция ЦМД......... 349 § 10.4. Считывание информации в устройствах на ЦМД........ 354 § 10.5. Элементы запоминающих устройств на ЦМД......... 358 § 10.6. Перспективы развития элементной базы доменных запоминающих устройств........................ 364 § 10.7. Принципы реализации запоминающих устройств на вертикальных блоховских линиях .................... 368 Глава 11. Оптоэлектронные элементы................ 372 § 11.1. Физические основы использования элементов информационных систем в оптическом диапазоне................ 372 § 11.2. Источники излучения..................... 375 § 11.3. Приемники излучения..................... 380 § 11.4. Оптроны и Оптоэлектронные микросхемы........... 390 § 11.5. Индикаторы для устройств отображения информации..... 397 § 11.6. Волоконно-оптические линии связи.............. 401 Глава 12. Элементы оптических запоминающих устройств...... 406 § 12.1. Общие сведения и классификация.............. 406 § 12.2. Устройства управления оптическим излучением........ 409 § 12.3. Оптические запоминающие среды............... 419 § 12.4. Символьные оптические запоминающие устройства....... 422 § 12.5. Голографические запоминающие устройства.......... 425 Заключение.............................. 428 Приложение........................'..... 430 Литература............................. 432 Предметный указатель .......,.......... 434 Цена: 150руб. |
||||