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Wie werden Informationen auf digitalen Geräten dargestellt? Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur

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Unter Informationen im weitesten Sinne werden üblicherweise verschiedene Informationen über Ereignisse im gesellschaftlichen Leben, Naturphänomene und Prozesse in technischen Geräten verstanden. Es ist in unserer Sprache, in den Texten von Büchern und Zeitungen, in den Messwerten von Messgeräten enthalten und spiegelt die Vielfalt wider, die Objekten und Phänomenen der realen Welt innewohnt. Informationen, die in irgendeiner materiellen Form verkörpert und aufgezeichnet werden, werden als Nachricht bezeichnet und mithilfe von Signalen übertragen. Die meisten physikalischen Größen sind so beschaffen, dass sie innerhalb eines bestimmten Bereichs (Temperatur, Druck, Geschwindigkeit usw.) jeden Wert annehmen können.

Das Signal, das diese Informationen anzeigt und am Ausgang des entsprechenden Sensors erscheint, kann in jedem Zeitintervall unendlich viele Werte haben. Da sich in diesem Fall das kontinuierliche Signal ähnlich wie die Originalinformation ändert, wird es üblicherweise als analog bezeichnet, und Geräte, in denen solche Signale wirken, werden als analog bezeichnet. Es gibt auch diskrete Nachrichten, deren Parameter einen festen Satz einzelner Werte enthalten. Und da diese Menge endlich ist, ist auch die Informationsmenge in solchen Nachrichten endlich.

In der Praxis können kontinuierliche Nachrichten in diskreter Form dargestellt werden. Aufgrund des Fehlers der Informationsquellen und -empfänger und des Vorhandenseins von Störungen im Kanal, der die Informationen überträgt, kann keine Kontinuität der Nachrichten erreicht werden. Daher kann die Pegel- und Zeitquantisierung auf kontinuierliche Signale angewendet werden, die Nachrichten anzeigen. Bei der Pegelquantisierung wird die Menge möglicher Spannungs- oder Stromwerte durch eine endliche Menge diskreter Werte aus diesem Intervall ersetzt.

Bei der Zeitquantisierung wird ein kontinuierliches Signal durch eine Folge von in bestimmten Abständen folgenden Impulsen (Abb. 1), sogenannte Taktimpulse, ersetzt. Bei geeigneter Wahl der Taktintervalle kommt es zu keinem Informationsverlust. Durch die gleichzeitige Einführung der Zeit- und Pegelquantisierung nimmt die Amplitude jedes Samples den nächsten zulässigen Wert aus dem ausgewählten endlichen Wertesatz an. Die Gesamtheit aller Abtastwerte bildet ein diskretes oder digitales Signal. Jeder Wert eines diskreten Signals kann als Zahl dargestellt werden. In der Digitaltechnik nennt man diesen Vorgang Kodierung (Abtastung) und die Menge der resultierenden Zahlen nennt man Signalcode.

Wie präsentiert man Informationen in digitalen Geräten?
Fig. 1

Anstatt bestimmte Signale umzuwandeln oder zu übertragen, können diese Operationen in digitalen Geräten an deren Codes durchgeführt werden. In diesem Fall können Sie auch mit analogen Signalen arbeiten, die über einen ADC in digitale umgewandelt werden.

Somit besteht eine diskrete Nachricht aus einer Reihe von Zahlen und Symbolen (z. B. „+“- und „-“-Zeichen). Jede Zahl besteht aus Ziffern. Die Methode, Zahlen in digitale Symbole zu schreiben, wird Zahlensystem genannt. In der Digitaltechnik werden sogenannte Positionszahlensysteme verwendet [20, 32]. Die Bedeutung jeder in einer Nummer enthaltenen Ziffer hängt von ihrer Position im Nummerndatensatz ab. Die Anzahl der verschiedenen Ziffern, die in einem Positionssystem verwendet werden, wird als Basis des Systems bezeichnet. Positionszahlensysteme können je nach Basis dezimal sein – mit Basis 10, binär – mit Basis 2 usw. Die Bildung von Zahlen in jedem Zahlensystem erfolgt wie folgt: Positionen sind fest, sogenannte Ziffern; Jeder Ziffer wird ein eigenes Gewicht h zugewiesen_i (wobei i die Ziffer ist); h_i=pⁱ(p ist die Basis des Systems); die Zahlen a werden in die Ziffern eingefügt_i Dann kann jede Zahl A dargestellt werden als

A=((n-1)∑(i=-1))a₁h₁

Hier ist n die Anzahl der Dezimalstellen; m - Anzahl der Dezimalstellen. Folge von Zahlen.

a_n-1,a_n-2, ...., A₁, eine₀, eine_-1, eine_-2, ..., ein_-m

kann als Code für eine Zahl in einem bestimmten Zahlensystem betrachtet werden.

Das in der Digitaltechnik am weitesten verbreitete Zahlensystem ist das binäre Zahlensystem, das nur die Zahlen 0 und 1 enthält und auf der Zahl 2 basiert. Beispielsweise kann die Zahl 25,5 im dezimalen und binären Zahlensystem dargestellt werden als

Wie präsentiert man Informationen in digitalen Geräten?

Oktal- und Hexadezimalsysteme werden deutlich seltener verwendet. Sie werden insbesondere bei der Erstellung von Programmen verwendet, um diese komfortabler zu gestalten. und kurze Aufzeichnung binärer Befehlscodes, da diese Systeme keine besonderen Vorgänge zur Konvertierung in ein Binärsystem erfordern. Um also eine Oktal- oder Hexadezimalzahl in eine Binärzahl umzuwandeln, wird jede Ziffer der umgewandelten Zahlen durch drei- bzw. vierstellige Binärzahlen ersetzt. Beispielsweise hat die Oktalzahl 726,4 im Binärsystem. Ansicht (726,4)₈== (111010110,1)₂. Zur Vereinfachung der Darstellung von Hexadezimalziffern größer als 9 werden die sechs höchstwertigen Ziffern normalerweise durch die Symbole A, B, C, D, E, F dargestellt.

In digitalen Geräten ist auch der sogenannte binäre Dezimalcode weit verbreitet. In diesem Code wird jede Ziffer einer Dezimalzahl im Binärcode dargestellt. Tabelle 1 zeigt Zahlencodes in verschiedenen Zahlensystemen.

Tabelle 1

Code
Dezimal	Binär	Oktal	binär dezimal	Hexadezimal
0	0	0	0	0
1	1	1	1	1
2	10	2	10	2
3	11	3	11	3
4	100	4	100	4
5	101	5	101	5
6	110	6	110	6
7	111	7	111	7
8	1000	10	1000	8
9	1001	11	1001	9
10	1010	12	0001 0000	A
11	1011	13	0001 0001	B
12	1100	14	0001 0010	C
13	1101	15	0001 0011	D
14	1110	16	0001 0100	E
15	1111	17	0001 0101	F
16	10000	20	0001 0110	10
17	10001	21	0001 0111	11
18	10010	22	0001 1000	12
19	10011	23	0001 1001	13
20	10100	24	0010 0000	14
21	10101	25	0010 0001	15
22	10110	26	0010 0010	16
23	10111	27	0010 0011	17
24	11000	30	0010 0100	18
25	11001	31	0010 0101	19
26	11010	32	0010 0110	1A
27	11011	33	0010 0111	1B
28	11100	34	0010 1000	1C
29	11101	35	0010 1001	1D
30	11110	36	0011 0000	1E
31	11111	37	0011 0001	1F
32	100000	38	0011 0010	20

Es ist einfach, Zahlen aus dem Dezimalzahlensystem in Zahlen aus dem Binärsystem umzuwandeln. In diesem Fall unterscheidet sich die Vorgehensweise bei der Umrechnung ganzer Zahlen von der Umrechnung von Brüchen. Um eine ganze Zahl

Das Ergebnis der Übersetzung wird als Zahlenfolge von links nach rechts geschrieben, beginnend mit dem letzten Quotienten und endend mit dem ersten Rest (in diesem Fall ist die Zahl der niedrigsten Ziffer der erste Rest).

Alle Aktionen beim Dividieren einer Zahl werden im dezimalen Zahlensystem ausgeführt.

Autor: -=GiG=-, gig@sibmail; Veröffentlichung: cxem.net

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