Коммерциялық емес акционерлік қоғамы
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА
ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
«Компьютерлік технологиялар» кафедрасы
АҚПАРАТ ТЕОРИЯСЫ
5В070400 – Есептеу техникасы
және бағдарламалық камтама мамандығының
студенттері үшін
зертханалық
жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік
нұсқаулар
Алматы 2013
Құрастырушылар: О.Т. Шанаев, А.А. Таурбекова. Ақпарат теориясы. 5В070400 – Есептеу техникасы және бағдарламалық камтама мамандығының студенттерінің “Ақпарат теориясы” пәні бойынша зертханалық жұмыстарды орындауына арналған әдістемелік нұсқаулар. – Алматы: АЭжБУ, 2013. – 33 с.
Алдыңғы төрт жұмыс ақпарат теориясының негізін қалаушы принциптерін, атап айтқанда, аналогты ақпаратты цифрлық кодқа түрлендіру үшін қолданылатын үзбелеу және кванттау принциптерін игеруге арналған. Бұл жұмыстар тобын орындау ақпараттық жүйелерді жан-жақты зерттеуге кең мүмкіндік беретін SystemView бағдарламалық ортасында жүзеге асырылады.
Келесі төрт жұмыс ақпараттық жүйелерде дерек таратуға қолданылатын әртүрлі кодтарды, атап айтқанда, Хемминг кодын, Грей кодын және ақпараттық жүйенің алшақ орналасқан объектілерінің арасында дерек таратуға арналған тізбекті кодты игеруге арналған. Бұл жұмыстар тобын орындау зерттелуші құрылымдардың Electronics Workbench бағдарламасында құрылған моделдерінің жұмысын зерттеу арқылы жүзеге асырылады.
Без. 15, кест. 8, әдеб. көрсеткіші. – 6 атау.
Пікір беруші: АЭжБУ доценті С.А. Қалиева
“Алматы энергетика және байланыс университеті” коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2013 ж. басылым жоспары бойынша басылады.
© “Алматы энергетика және байланыс университеті” КЕАҚ, 2013 ж.
Кіріспе
“Ақпарат теориясы” пәні, компьютерлік жүйелердің ұйымдастырылымына қатысты ілімнің бастапқы қадамы ретінде саналатын, ақпарат таратылымы және өңделімі теориясының түпнегіздік принциптерін оқытуға арналған. Студенттердің оқылатын пән бойынша теориялық білімін қалыптастырылуын және олардың алған білімдерін іс жүзінде пайдалана білуіне машықтандыру үшін пәннің негізін қалаушы тақырыптары бойынша зертханалық жұмыстарды орындауы ұйымдастырылу керек.
Әдістемелік құралымда ұсынылып отырған жұмыстар 5В070400 – Есептеу техникасы және бағдарламалық камтама мамандығына арналған “Ақпарат теориясы” пәнінің оқу материалын мазмұны жағынан толық қамтыған зертханалық сабақтарды ұйымдастыруға арналған жұмыстар келтірілген.
Ұсынылған құралымның бастапқы төрт жұмысы ақпарат теориясының түпнегіздік принциптерін, яғни аналогты ақпаратқа сәйкесті цифрлық кодтарды қалыптастыруға бағытталған үзбелеу және кванттау принциптерін оқуға арналған. Бұл жұмыстар тобының орындалуы, ақпараттық жүйелерді жан-жақты талдауға кең мүмкіндік беретін, SystemView бағдарламалық ортасында ұйымдастырылады.
Келесі төрт жұмыс ақпараттық жүйелерде деректер таратуға қолданылатын әртүрлі кодтардың, нақтылы айтқанда, Хемминг кодының, Грей кодының және ақпараттық жүйенің алшақ орналасқан объектілерінің арасында дерек таратуға қолданылатын тізбелі кодтың құрылымымен таныстыруға арналған. Бұл жұмыстар тобының орындалуы, сәйкесті құрылымдардың құрылымы мен жұмысын Electronics Workbench бағдарламалық ортасында моделдеу арқылы жүзеге асырылатын виртуалды тәжірибелер ретінде жүзеге асырылады.
1 Зертханалық жұмыс. SystemView бағдарламасы
Жұмыс мақсаты:
- SystemView бағдарламасымен жұмыс істеу тәртіптерін игеру;
- SystemView бағдарламасының құрамындағы элементтер арқылы ақпаратты жүйелердің моделдерін құру жолдарын игеру.
1.1 Жұмыс орнының құрал-жабдықтары
Компьютер.
SystemView бағдарламасы.
1.2 Қажетті мәліметтер мен әдістемелік ұсынылымдар
Жүйені жобалау оның жұмыс алгоритмін құрудан басталады. Құру процедурасы қойылған талаптарға, қажетті қасиеттер мен шектелімдерге сәйкесті жобалық шешім қабылдау арқылы жүзеге асырылады. Мысал ретінде уақыт бойынша өзгріс бағытына сәйкесті электрондық жүйе құру немесе нақтылы критерийге сай келетін құрылғы құруды келтіруге болады. Құру барысында жобаланған жүйенің құрылымы құрылады. Жобалау жұмысы талдаумен аяқталады. Талдау процедурасына берілген қасиеттердің орындалуы, мысалы, құрылған сұлбаның есептелген жиіліктік және ауысу сипаттамалырына немесе сұлбаның сыртқы әрекеттерге жауабының сәйкес келуін анықтау жатады. яғни жобалық шешімнің қойылған мақсаттарға сәйкес болуы тексеріледі. Сұлба параметрлерін өзгерте отырып, бірнеше талдау жүргізу арқылы жобаланған құрылымның берілген сипаттамаларға жуықтатылған ең ұтымды (оптималды) түрі шығарылады.
Қазіргі замандағы электрондық жүйелерді жобалау процесін автоматтандыруға ұмтылыс нәтижесінде, жобалау жұмысын толықтай жүргізуге немесе жеке сұлбаларды жобалауға арналған, автоматты жобалау жүйелері (АЖЖ) кеңінен қолданыла бастады. Бұндай жүйелер құрылатын аппараттың жұмысын моделдеуге мүмкіндік береді және олардың құрамына модельдердегі процестерді талдауға қажетті құралдар енгізілген. Осындай АЖЖ қатарына, мысалы, SystemView, MatLab, LabView жүйелерң және т.б. жатады.
Жобаланатын құрылымның қолдан жасалған макетін (моделін) құрып, ол арқылы оның жұмысын зерттеу тәртібінің, объектіні тәжірибелік сипаттамаларымен суреттеуге мүмкіндік беретін, математикалық моделдерге түрлендірілуі жобалаушылардың жұмыс орнында виртуалды аспап-құралдармен қамтылған арнайы автоматты жобалау жүйелерін пайдалануға мүмкіндік берді. Осындай жүйелер арқылы осциллограф, спектр талдауышы сияқты қалыптасқан аспап-құралдармен қатар физикалық объектіден іс жүзінде немесе деректер файлы түрінде алынған ақпаратты өңдеу құралдарын да құруға болады.
Ақпараттық жүйелерді талдауға “Elanix” фирмасының SystemView бағдарламасын пайдалану аса ыңғайлы келеді. Негізінде радиотехникалық жүйелерді талдауға арналған бұл бағдарлама ақпараттық жүйелерді жан-жақты талдауға мүмкіндік береді. SystemView бағдарламасында динамикаалық жүйелерді моделдеу олардың қызмет блоктарының деңгейінде жүргізіледі. Бағдарламаның пайдаланушы интерфейсі аса қарапайымды түрде және бір көргеннен түсінікті етіп құрылған. SystemView бағдарламасының құрамына енгізілген элементтер қоры сан-алуан жүйелердің моделдерін құруға және оларды сипаттамалары жағынан іс жүзіндегі сәйкесті аппараттарға аса жуықтатуға мүмкіндік береді. Бағдарламаның құрамындағы талдау аспаптары осциллографпен және спектр талдауышымен шектелген, бірақ ондағы зерттеу нәтижесін уақытша файлға жазу мүмкіндігі алыынған деректерді LabView сияқты өзге бағдарламалық құралдар арқылы өңдеуге мүмкіндік береді.
SystemView бағдарламасымен жұмыс істеу
тәртібін қысқаша қарастыра кетелік. SystemView бағдарламасының
құрамындағы көрінісі арқылы жұмыс істеуге
ыңғайландырылған құралдар жобаланушы
жүйенің динамикалық моделін құруға мүмкіндік
береді. Жобаланушы жүйені немесе оның жеке қызмет
бөлігін моделдеу жүйе терезесінде (System window) әртүрлі
элемент қорларынан таңдалатын примитивтерді жобалау аймағында
(System Design Area) сәйкесті байланыстыру арқылы
құрылады. Примитивтердің параметрлері диалог терезелерінде
немесе сұлбаға тікелей енгізу арқылы қойылады. Пайдаланушы
жүйенің іске қосылу уақытын, тоқтатылу
уақытын және жүйенің үзбелеу жиілігін қоя
алады. SystemView бағдарламасын Start түймесімен SystemView таңдау
арқылы немесе жұмыс тақтасындағы 
белгілемесін
екі рет басу арқылы іске қосуға болады. Бағдарлама
терезесінде (1.1 суретті қара) басқару командаларының
мәзірі, аспап-құралдар тақташасы, жобалау аймағы,
мәліметтер аймағы және модулдер тізбесі орналастырылған.
Аспап-құралдар тақташасындағы түймелер келесі жұмыстар атқаруға мүмкіндік береді:
- жүйе терезесіндегі примитивтермен іс-әрекеттер;
- моделдеуді іске қосу және тоқтату;
- талдау терезесіне (Analysis window) шығу және т.б.
Аспап-құралдар тақташасындағы әрбір түймеде, оған жүгіртпек көрсеткішінің жуықтатылғанында көрінетін қалқыма түсініктеме бар. Түйменің атқарар қызметі туралы толығырақ суреттеме бағдарламаның мәліметтер аймағында көрсетіледі.
1.1 сурет
Dynamic System Probe Button 
түймесі динамикалы
жүйенің жұмысын зерттеуге мүмкіндік береді.
Моделденуші жүйені өзара байланыстырылған қызмет блоктары арқылы құру бағдарламаның жүйе терезесінің жобалау аймағында жүргізіледі. Мәліметтер аймағында қызмет блоктарының суреттемесі және моделдеу процесінің барысы туралы мәлімет көрсетіледі. Осы сияқты ақпарат жүгіртпек көрсеткішін кез келген қызмет блогына жуықтатқанда көрінетін арнайы тақташада шығады.
Жүйе терезесінің сол жағында әртүрлі примитивтер қорына біріктірілген примитивтер жинағы орналастырылған. Жобаға қызмет блогын қосу үшін қорлар тақташасындағы қажетті қордың белгілемесін жоба аймағына шығарылады да, оны жүгіртпектің сол жақ түймесімен екі рет басу керек, нәтижесінде блокты анықтау терезесі ашылады. Әрбір қордың құрамындағы примитивтер бірнеше топтамаға біріктірілген. Нақтылы топтамадан қажетті блок таңдалады да, одан кейін Parameters түймесін басу арқылы ашылған терезеде блоктың қызмет параметрлері қойылады. Параметрлердің бастан қойылған мәндерін өзгертуге болады. Анықталған блоктың бұрын қойылған параметрлерін өзгерту үшін оны жүгіртпектің оң жақ түймесімен басып, ашылған таңдау терезесінде Edit Parameters командасы таңдалады.
Блоктар арасындағы байланыстарды жүзеге
асыру үшін жүгіртпек көрсеткішін бірінші блоктың
оң жағына жуықтатып, оның түрі бағыттамаға
өзгергенше күте тұру керек, одан кейін
жүгіртпектің сол жақ түймесін басу арқылы екінші
блокқа дейін тарту керек. Байланысты аспап-құралдар
тақташасындағы Connect 
түймесін басып, одан кейін
байланыстырылатын екі блокты кезекпен көрсету арқылы да
жүзеге асыруға болады.
Блоктар арасындағы байланысты жою үшін
жүгіртпек көрсеткішін екінші блоктың сол жағына жуықтатып, оның түрі үзбелі
бағыттамаға өзгергенше күте тұру керек, одан
кейін жүгіртпектің сол жақ түймесін басу арқылы
үзбе сызық түрінде жарықталған байланыс жолы
көрсетіледі. Байланысты аспап-құралдар
тақташасындағы Disconnect 
түймесін басып, одан кейін
байланыстырылатын екі блокты кезекпен көрсету арқылы да
жүзеге асыруға болады.
SystemView бағдаралмасымен жұмыс ұйымдастырылу тәртібін суреттеу үшін зертханалық жұмыста қарапайым жүйенің құрылу барысы қарастырылады.
1.3 Жұмыс тапсырмасы
1.3.1 Екі синусоидалы генератордың сигналдарының қосындысын квадраттаушы жүйе құру керек (1.2-суретті қара);
- жобалнған жүйенің құрылуын
бағдарлама жүйесін реттеуден бастау керек, ол үшін
аспап-құралдар аймағында орналастырылған 
түймесін
басу керек. Ашылған уақыттық реттеу
терезесінде (System Time Specification)
параметрлерді өз талабымыз бойынша қоюға
болады. Әзірге бастан
қойылған мәндерді қалдырамыз;
- сигнал көзін таңдау үшін негізгі терезенің сол
жағында орналастырылған модулдер қорының тізбесінен
сигнал көзінің 
белгілемесін жобалау
аймағына шығарамыз. Шығарылған
белгілемені екі рет басу арқылы модуулдер терезесін ашамыз да, одан синусоидалы сигнал көзін (Sinusoid) 
таңдаймыз. Одан кейін Parameters түймесін басу арқылы параметрлер қою терезесін ашамыз
да, онда жиілік (Frequency)
мәнін 10 Hz және сигнал
амплитудасын 5 V етіп қоямыз;
1.2 сурет
- екінші сигнал көзін де осылай қоюға болады. Бұған
өзгеше тәсіл пайдаланалық: алдыңғы сигнал
көзін аспап-құралдар аймағындағы 
түймесі
арқылы көшіріп, көшірмені жобалау аймағына
орналастырамыз. Жаңа сигнал көзінің параметрлерін қою
үшін белгілемені жүгіртпектің оң жақ
түймесімен басып, ашылған таңдау терезесінде Edit Parameters
таңдаймыз;
- модулдер қорының тізбесінен қосуыш 
шығарамыз;
- квадраттау модулін таңдау үшін модулдер тізбесінен
қызмет модулін 
жобалау аймағына
шығарамыз да, оны екі рет басып, ашылған терезеде Algebraic
таңдаймыз да, оның құрамындағы дәрежеге
шығару модулін 
таңдаймыз. Parameters түймесімен
параматрлер қою терезесін ашып, онда дәреже мәнін 2 етіп
аламыз;
- жүйеге талдау құралдарын қосу үшін модулдер
қорының тізбесінен 
белгілемесін жобалау
аймағына шығарамыз да, оны екі рет басқаннан кейін
ашылған терезедегі Graphic топтамасынан SystemView 
блогын
таңдаймыз.
- жобалау аймағына шығарылған блоктарды сұлбаға сәйкесті жалғастырамыз.
1.3.2 Аспап-құралдар тақташасындағы 
түймесін
басу арқылы моделдеу процесін іске қосамыз,
нәтижесінде талдау құралдарының тақташаларында
моделдің сәйкесті нүктелеріндегі сигналдар шығарылады (1.1-суретті
қара). Аспап-құралдар тақташасындағы 
түймесін басу арқылы, зерттелуші сұлбаның
нақтылы түйіндерінде жүріп жатқан процестерді
кеңірек талдауға мүмкіндіктер (олар туралы – келесі жұмыстарда) берілген, талдау терезесіне (Analysis Window)
ауысуға болады (1.3-суретті қара). Талдау нәтижелерін
жаңарту талдау терезесінің аспап-құралдар
тақташасындағы 
түймесін басу арқылы
жүзеге асырылады. Жобалау терезесіне қайта ауысу талдау
терезесінің аспап-құралдар
тақташасындағы 
түймесін басу арқылы
жүзеге асырылады.
1.3 сурет
1.3.3 Талдау нәтижелерін көшіріп алып, олардың сипатын түсіндіріңіз.
1.3.4 System Time Specification терезесінде қойылатын жүйелік талдау параметрлерін өзгертіп, тәжірибені қайталаңыз.
1.3.5 Сигналдар параметрлерін өзгертіп, тәжірибелерді қайталаңыз.
1.4 Бақылау сұрақтары
1. Жобалау терезесіне блоктардың орналастырылу тәртібін суретте.
2. Сигнал көздерінің параматрлері қалай қойылады?
3. Сәйкесті қорда қандай сигнал көздері бар?
4. Жобалау терезесіне орналастырылған блоктарды жалғау тәртібін суретте.
5. System Time Specification терезесінде қандай талдау параметрлері қойылады?
6. Жүйелік талдау параметрлерінің өзгертілуі тәжірибе нәтижелеріне қандай әсер етті?
7. Талғам саны (No. of Samples) деген не және ол талдау нәтижелеріне қандай әсер етеді?
8. Талғам жиілігі (Sample Rate) деген не және ол талдау нәтижелеріне қандай әсер етеді?
2 Зертханалық жұмыс. Кванттау және үзбелеу
Жұмыс мақсаты:
- сигналдарды кванттау және үзбелеу әдістері зерттеу;
- кванттау және үзбелеу параметрлерінің талдау нәтижелеріне әсерін зерттеу.
2.1 Жұмыс орнының құрал-жабдықтары
Компьютер.
SystemView бағдарламасы.
2.2 Қажетті мәліметтер мен әдістемелік ұсынылымдар
Кез келген жүйеге ақпарат сигнал түрінде түседі. Физикалық процестің әртүрлі параметрлері қабылдағыштар арқылы электр сигналдарына түрлендіріледі. Әдетте, олар үздіксіз өзгерістегі ток немесе кернеу, бірақ олардың импульстік сигналдар түрінде де (мысалы, радиолокацияда) түсуі мүмкін. Басылым мәтін әріптермен, цифрлармен және олардан өзге белгілермен көрсетіледі.
Түскен ақпаратты үздіксіз сигналдар түрінде де, үзбелі сигналдар түрінде де сақтауға, таратуға және өңдеуге болғанмен, қазіргі заманғы ақпараттық техникада бұл жұмыстар негізінде үзбелі сигналдар арқылы жүзеге асырылады, сондықтан өңдеу құрылымына түскен үздіксіз сигналдар үзбелі сигналдарға түрлендіріледі. Ол үшін қабылданған әрбір үздіксіз сигналға уақыт және деңгейі бойынша үзбелеу және кванттау операциялары жүргізіледі.
Үзбелеу деп уақыт бойынша үздіксіз функцияны осы функцияның үзбелі уақыт мезеттеріндегі мәндерінің жинағына түрлендіруді, ал кванттау деп мәндері үздіксіз сипатталатын шаманың үзбеленген лездік мәндерін рұқсат етілген мәндер арқылы сипаттауды түсінеміз.
Ақпарат таратуды және өңдеуді цифрлық техника арқылы жүзеге асыру нәтиже қателігін ең аз мөлшерге дейін кемітуге мүмкіндік береді. Бұндай мүмкіндік, біріншіден, үзбелі сигналдарды пайдалану кезінде қателіктерді байқауды және түзетуді қамтамасыз ете алатын кодылау тәсілдерін қолдануға болатындығынан, екіншіден, аналогты сигналдарды тарату және өңдеу кезінде жиналма қателіктерді уақытында жойып отыруға болатындығынан туады.
Жиіліктік спектрі шектелген сигналдарды бірқалыпты үзбелеу кезінде үзбелеу қадамының шекті мәні таңдау тәртібі А. Котельников теоремасының негізінде анықталады (оны Найквист теоремасы деп те атай береді).
Котельников теоремасы жиіліктік спектрі шектелген функцияны оның талғанған мәндері арқылы қалпына келтіру мүмкіндігін және осындай мүмкіндік беретін талғам аралығының шекті мәнін тиянақтайды. Теорема келесі түрде тұжырымдалған: Фурье түрлендірілімін жүргізуге болатын және жиіліктік жолағы 0 мен Fc аралығында шектелген u(t1) функциясы нақтылы уақыт аралықтарында алынған лездік мәндерінің үзбелі қатары арқылы толықтай анықталады. Бұл уақыт аралығы:
Теореманың физикалық негізі функция түрі мен оның спектрінің енінің байланысын қарастыру арқылы түсіндіріледі. Функция спектрі шектелмеген жағдайда ғана оның жуық мезеттердегі еркін өзгеруі мүмкін (олардың арасында корреляциялық байланыс болмайды).
Спектрдің жоғарыжиілікті бөлігін шекті жиіліке дейін қысқарту осы жиіліктердегі құраушыларының қалыптастыратын секірмелерін уақыттық функциядан алып тастаумен тепе-тең. Шекті жиіліктін кемірек мәндерінде шығарылған функция жатықтау болады.
Егер сигналдың жиіліктік құраушылары fc/2 шамасынан кем болса, онда элайзинг (aliasing) деп аталатын сигнал бұзылысы туады. Мысалы, жүйеге түсетін жиілігі 10000 Гц кіріс сигналы 9000 Гц жиілікпен үзбеленген болса, онда нәтиже жиілігі 1000 Гц сигнал түрінде көрсетіледі (2.1-суретті қара).
2.1 сурет
2.3 Жұмыс тапсырмасы
Осы жұмыста кіріс сигналын бекітілген бит санына кванттау үшін SystemView бағдарламасының қызмет буындарының қорындағы кванттаушыны пайдаланамыз.
Сигналды кванттау.
2.3.1 2.2-суретте келтірілген сұлбаны жинап, жүйенің және сұлба элементтерінің 2.1-кестеде көрсетілген параметрлерін қойыңыз.
2.3.2
Моделдеу процесін іске
қосып, сосын талдау терезесінде 
сұлбаның әртүрлі
бөліктеріндегі шығыс сигналдарын тексеріңіз. Шығыс
сигналының бір периодын ұлғайтыңыз да, оны
көшіріп алыңыз.
2.2 сурет
2.1 кесте
|
|
Элементтер |
Параметрлер |
Мәндері |
|
|
System Time |
|
|
|
|
|
Sample Rate, Hz Гц |
200 |
|
|
|
No. of Samples |
256 |
|
0 |
Source\Periodic\Sawtooth |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
1,875 |
|
|
|
Frequency, Hz |
5 |
|
|
|
Offset, V |
-1 |
|
|
|
Phase, deg |
0 |
2.1 кесте (жалғасы)
|
|
Элементтер |
Параметрлер |
Мәндері |
|
1 |
Function\Quantize |
|
|
|
|
|
Quant Bits |
4 |
|
|
|
Max Input, V |
1 |
|
|
|
Quantizer Output |
Signed Integer |
|
2 |
Adder |
|
|
|
3-5 |
Sink\Graphic\RealTime |
|
|
2.3.3
Кванттаушының
параметрлерін 
үшбитті кванттауды
қамтамасыз ететіндей (8 деңгейлі) жағдайға
өзгертіңіз.
2.3.4 Ара тісі тәрізді сигналдың амплитудасын 1,75 және 2 В мәндерәне қойып, алдыңғы тәжірибелерді қайталаңыз. Тәжірибелерде алынған нәтижелерді түсіндіріңіз.
2.3.5 Ара тісі тәрізді сигнал генераторын синусоидалы сигнал генераторына ауыстырып, жүйені оның шығыс сигналының әртүрлі мәндерінде іске қосыңыз. Алынған нәтижелерді түсіндіріңіз.
Элайзинг (aliasing) құбылысы.
2.3.6 2.3 суретте келтірілген сұлбаны жинап, жүйенің және сұлба элементтерінің 2.2-кестеде көрсетілген параметрлерін қойыңыз.
2.3 сурет
2.2 кесте
|
|
Элементтер |
Параметрлер |
Мәндері |
|
|
System Time |
|
|
|
|
|
Sample Rate, Hz Гц |
10000 |
|
|
|
No. of Samples |
32 |
|
0 |
Source\Periodic\Sinusoid |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
1 |
|
|
|
Frequency, Hz |
1000 |
|
|
|
Phase, deg |
0 |
|
1 |
Sink\Graphic\RealTime |
|
|
2.3.7
Моделдеу процесін іске
қосып, сосын талдау терезесінде 
синусоидалы генератордың
шығыс сигналын тексеріңіз және оны көшіріп алыңыз.
белгілемесін қосу және ажырату арқылы
талғамның периодтың 10 нүктесінде (10000/1000)
жүзеге асырылатындығына көз
жеткізіңіз.
2.3.8 Генератор жиілігін өзгерте отырып (2000, 4500, 5000 Hz), сигналдың көрсетілген түрін және параметрлерін тексеріңіз. Әрбір жағдайда шығыс сигналдарын көшіріп алып, алынған нәтижелерді түсіндіріңіз.
2.3.9 Генератор жиілігін 9000 Hz мәніне қойып, талдауышта алынған сигнал көрінісінің жиілігін анықтаңыз және алынған нәтижені түсіндіріңіз.
2.4 Бақылау сұрақтары
1. Үзбелеу процесін түсіндіріңіз.
2. Үзбелеу процесі қандай параметрлермен анықталады?
3. Кванттау процесін түсіндіріңіз.
4. Кванттау процесі қандай параметрлермен анықталады?
5. Жиіліктік критерий бойынша үзбелеу деген не?
6. Котельников теоремасының мағынасы мен іс жүзіндегі маңызын түсіндіріңіз.
7. Үзбелеу параметрлерінің ыңғайлы қойылмауынан сигнал көрсетілімінде қандай бұзылыстар тууы мүмкін?
8. Элайзинг (aliasing) құбылысының туу себебін түсіндіріңіз.
3 Зертханалық жұмыс. Спектралдық талдау
Жұмыс мақсаты:
- күрделі пішінді сигналдарды сәйкесті жиілікті синусоидалы сигналдарды қосу арқылы құру принциптерін игеру;
- күрделі сигналдардың спектралдық құрамын анықтау мүмкіндігін зерттеу.
3.1 Жұмыс орнының құрал-жабдықтары
Компьютер.
SystemView бағдарламасы.
3.2 Қажетті мәліметтер мен әдістемелік ұсынылымдар
Сигналдардың спектралды талдануы келесі тәртіппен жүзеге асырылады:
- шығыс сигналы көрсетілген талдау терезесінде жүгірпектің оң жақ түймесін екі рет басып, сосын Sink Calculator таңдаймыз;
- ашылған терезеде Spectrum бөлімін таңдап, онда Power Spectrum (dBm in 1 ohm) түймесін басамыз да, OK арқылы терезені жабамыз;
- ашылған спектралды талдау терезесіндегі қисықтың бастапқы бөлігін ұлғайтып, онда сигнал құраушыларының жиіліктерін анықтаймыз;
3.3 Жұмыс тапсырмасы
3.3.1 3.1-суретте келтірілген екі сигнал көзі енгізілген сұлбаны жинап, жүйенің және сұлба элементтерінің 3.1-кестеде көрсетілген параметрлерін қойыңыз.
3.3.2
Моделдеу процесін іске
қосып, сосын талдау терезесінде сұлбаның әртүрлі
бөліктеріндегі шығыс сигналдарын тексеріңіз және
көшіріп алыңыз.
3.1 сурет
3.1 кесте
|
|
Элементтер |
Параметрлер |
Мәндері |
|
|
System Time |
|
|
|
|
|
Sample Rate, Hz Гц |
2000 |
|
|
|
No. of Samples |
4096 |
|
0 |
Source\Periodic\Sinusoid |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
2 |
|
|
|
Frequency, Hz |
1 |
|
|
|
Phase, deg |
0 |
3.1 кесте (жалғасы)
|
|
Элементтер |
Параметрлер |
Мәндері |
|
1 |
Source\Periodic\Sinusoid |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
1 |
|
|
|
Frequency, Hz |
2 |
|
|
|
Phase, deg |
180 |
|
2 |
Adder |
|
|
|
3-5 |
Sink\Graphic\SystemView |
|
|
3.3.3 Құрылған сигналдың спектралдық құрамын тексеріп, оның сұлбада қойылған генераторлардың сигналдарының параметрлеріне сәйкесті екі синусоидадан тұратындығына көз жеткізіңіз. Алынған нәтижелерді және спектралдық қисықты көшіріп алыңыз.
3.3.4 Сұлбаны 3.2-сурет бойынша өзгертіп, яғни оған тағы бір сигнал көзін қосыңыз, оның параметрлері: Amplitude – 3/2 V, Frequency – 3 Hz, Phase – 0 deg.
3.2 сурет
3.3.5
Моделдеу процесін іске
қосып, сосын талдау терезесінде сұлбаның әртүрлі
бөліктеріндегі шығыс сигналдарын тексеріңіз және
көшіріп алыңыз.
3.3.6 Құрылған сигналдың спектралдық құрамын тексеріп, оның сұлбада қойылған генераторлардың сигналдарының параметрлеріне сәйкесті үш синусоидадан тұратындығына көз жеткізіңіз. Алынған нәтижелерді және спектралдық қисықты көшіріп алыңыз.
3.3.7 3.3-суретте келтірілген он сигнал көзі енгізілген сұлбаны жинап, жүйенің және сұлба элементтерінің 3.2 кестеде көрсетілген параметрлерін қойыңыз.
3.2 кесте
|
|
Элементы |
Параметры |
Значения |
|
|
System Time |
|
|
|
|
|
Sample Rate, Hz Гц |
2000 |
|
|
|
No. of Samples |
4096 |
|
0 |
Source\Periodic\Sinusoid |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
2 |
|
|
|
Frequency, Hz |
1 |
|
|
|
Phase, deg |
0 |
|
1 |
Source\Periodic\Sinusoid |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
1 |
|
|
|
Frequency, Hz |
2 |
|
|
|
Phase, deg |
180 |
|
2 |
Source\Periodic\Sinusoid |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
2/3 |
|
|
|
Frequency, Hz |
3 |
|
|
|
Phase, deg |
0 |
|
3 |
Source\Periodic\Sinusoid |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
1/2 |
|
|
|
Frequency, Hz |
4 |
|
|
|
Phase, deg |
180 |
|
4 |
Source\Periodic\Sinusoid |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
2/5 |
|
|
|
Frequency, Hz |
5 |
|
|
|
Phase, deg |
0 |
|
5 |
Source\Periodic\Sinusoid |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
1/3 |
|
|
|
Frequency, Hz |
6 |
|
|
|
Phase, deg |
180 |
|
6 |
Source\Periodic\Sinusoid |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
2/7 |
|
|
|
Frequency, Hz |
7 |
|
|
|
Phase, deg |
0 |
|
7 |
Source\Periodic\Sinusoid |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
1/4 |
|
|
|
Frequency, Hz |
8 |
|
|
|
Phase, deg |
180 |
3.2 кесте (жалғасы)
|
8 |
Source\Periodic\Sinusoid |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
2/9 |
|
|
|
Frequency, Hz |
9 |
|
|
|
Phase, deg |
0 |
|
9 |
Source\Periodic\Sinusoid |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
1/5 |
|
|
|
Frequency, Hz |
10 |
|
|
|
Phase, deg |
180 |
|
10 |
Adder |
|
|
|
11-13 |
Sink\Graphic\SystemView |
|
|
Рисунок 3.3
3.3.8
Моделдеу процесін іске
қосып, сосын талдау терезесінде сұлбаның әртүрлі
бөліктеріндегі шығыс сигналдарын тексеріңіз және
көшіріп алыңыз.
3.3.9 Құрылған сигналдың спектралдық құрамын тексеріп, оның сұлбада қойылған генераторлардың сигналдарының параметрлеріне сәйкесті он синусоидадан тұратындығына көз жеткізіңіз. Алынған нәтижелерді және спектралдық қисықты көшіріп алыңыз.
3.3.10 Ара тісі тәрізді сигналы қосылған сұлбаны (3.4 суретті қара) жинап, жүйенің және сұлба элементтерінің келесі параметрлерін қойыңыз: Sample Rate – 2000 Hz, No. of Samples – 2048, Amplitude – 3/2 V, Frequency – 3 Hz, Phase – 0 deg.
Рисунок 3.4
3.3.11
Моделдеу процесін
іске қосып, сосын талдау терезесінде 
сұлбаның шығыс
сигналын тексеріңіз және оны көшіріп алыңыз.
3.3.12 Сигналдың спектралдық құрамын тексеріп, оның аса көп санды синусоидалардан тұратындығына көз жеткізіңіз. Алынған спектралдық қисықты көшіріп алыңыз.
3.4 Бақылау сұрақтары
1. Сигналдарды спектралды талдау процесін түсіндіріңіз.
2. Сигналдардың спектралдық құрамы қалай анықталады?
3. Сигналдардың спектралды құраушыларының параметрлері қалай анықталады?
4. Ара тісі тәрізді сигналдың спектрінің сипатын түсіндіріңіз.
5. Жұп функциялармен суреттелетін сигналдардың спектрінің сипатын түсіндіріңіз.
6. Тақ функциялармен суреттелетін сигналдардың спектрінің сипатын түсіндіріңіз.
7. Координата басына қарай симметриялы тікбұрышты сигналдардың спектрінің сипатын түсіндіріңіз.
8. Координата басына қарай антисимметриялы тікбұрышты сигналдардың спектрінің сипатын түсіндіріңіз.
4 Зертханалық жұмыс. Үшбұрышты сигналдар генераторын құру
Жұмыс мақсаты:
- қарапайым сигналдарды қосу арқылы күрделі сигналдар құру принциптерін игеру;
- күрделі сигналдардың спектралдық құрамын анықтау тәсілдерін игеру;
- SystemView бағдарламалық ортасын тереңірек игеру.
4.1 Жұмыс орнының құрал-жабдықтары
Компьютер.
SystemView бағдарламасы.
4.2 Қажетті мәліметтер мен әдістемелік ұсынылымдар
“Ақпарат теориясы” (немесе “Сигналдар тарату теориясы”) пәніне байланысты әдебиетте сәйкесті теориялық материалдарды пайымдау кезінде синусоидалы сигналдармен және тікбұрышты импульстермен қатар үшбұрышты сигналдардың да сипатын қарастыруға тура келеді (мысалы, жұп функцияның немесе үздіксіз құрылымды сигналдың мысалы ретінде).
SystemView бағдарламалық ортасының құрамына үшбұрышты сигналдардың генераторы енгізілмеген. Сондықтан осы жұмыста ара тісі тәрізді сигналдар негізінде үшбұрышты сигналдар құру мүмкіндігі зерттеледі.
4.3 Жұмыс тапсырмасы
4.3.1 Үшбұрышты сигналдардың бірінші жартыпериодын қалыптастыру сұлбасын құрып (4.1-суретті қара), жүйенің және сұлба элементтерінің 4.1-кестеде көрсетілген параметрлерін қойыңыз.
4.1 кесте
|
|
Элементы |
Параметры |
Значения |
|
|
System Time |
|
|
|
|
|
Sample Rate, Hz Гц |
64e+3 |
|
|
|
No. of Samples |
32768 = 25 |
|
0 |
Source\Periodic\Sawtooth |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
5 |
|
|
|
Frequency, Hz |
10 |
|
|
|
Offset, V |
0 |
|
|
|
Phase, deg |
0 |
|
1 |
Source\Periodic\Pulse Train |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
1 |
|
|
|
Frequency, Hz |
5 |
|
|
|
Square Wave |
|
|
|
|
Offset, V |
0 |
|
|
|
Phase, deg |
0 |
|
2 |
Multiplier |
|
|
|
3-5 |
Sink\Graphic\SystemView |
|
|
4.1 сурет
4.3.2 Моделдеу процесін іске қосып, сосын талдау
терезесінде 
сұлбаның әртүрлі
бөліктеріндегі шығыс сигналдарын тексеріңіз және
көшіріп алыңыз.
4.3.3 Сұлбада пайдаланылған ара тісі тәрізді және тікбұрышты сигналдардың параметрлерін салыстырып қарастыру арқылы қалыптасқан шығыс сигналының түрін түсіндіріңіз.
4.3.4 Үшбұрышты сигналдардың екінші жартыпериодын қалыптастыру сұлбасын құрып (4.2-суретті қара), жүйенің және сұлба элементтерінің 4.2-кестеде көрсетілген параметрлерін қойыңыз.
4.2 кесте
|
|
Элементы |
Параметры |
Значения |
|
|
System Time |
|
|
|
|
|
Sample Rate, Hz |
64e+3 |
|
|
|
No. of Samples |
32768 = 25 |
|
6 |
Source\Periodic\Sawtooth |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
5 |
|
|
|
Frequency, Hz |
10 |
|
|
|
Offset, V |
-5 |
|
|
|
Phase, deg |
0 |
|
7 |
Operator/Gain(Scale)/Negate |
|
|
|
8 |
Source\Periodic\Pulse Train |
|
|
|
|
|
Amplitude, V |
1 |
|
|
|
Frequency, Hz |
5 |
|
|
|
Square Wave |
|
|
|
|
Offset, V |
0 |
|
|
|
Phase, deg |
180 |
|
9 |
Multiplier |
|
|
|
10-13 |
Sink\Graphic\SystemView |
|
|
4.2 сурет
4.3.5 Моделдеу процесін іске қосып, сосын талдау
терезесінде сұлбаның әртүрлі
бөліктеріндегі шығыс сигналдарын тексеріңіз және
көшіріп алыңыз.
4.3.6 Сұлбада пайдаланылған ара тісі тәрізді және тікбұрышты сигналдардың параметрлерін салыстырып қарастыру арқылы қалыптасқан шығыс сигналының түрін түсіндіріңіз.
4.3.7 Алдыңғы екі сұлбаны қосу модулі Adder арқылы біріктіріп (4.3-суретті қара), жүйе параметрлерін келесі мәндерге қойыңыз: Sample Rate – 64e+3 Hz, No. of Samples – 131072 = 27.
4.3 сурет
4.3.8 Моделдеу процесін іске қосып, сосын талдау
терезесінде сұлбаның әртүрлі
бөліктеріндегі шығыс сигналдарын тексеріңіз және
көшіріп алыңыз.
4.3.9 Сұлбада пайдаланылған ара тісі тәрізді және тікбұрышты сигналдардың параметрлерін салыстырып қарастыру арқылы қалыптасқан шығыс сигналының түрін түсіндіріңіз. Қалыптастырылған сигналдың параметрлерін анықтап, оларды жазып алыңыз.
4.3.10 Сұлбаның кіріс сигналына (аратісі тәрізді сигнал генераторының шығысындағы) және сұлбада қалыптастырылған шығыс сигналына спектралдық талдау жүргізіп, оларды өзара салыстырыңыз. Спектрлік қисықтардың Power = 0 dBm деңгейінен жоғарғы сәйкесті бөліктерін көшіріп алып, олардың айырмашылығын түсіндіріңіз.
4.4 Бақылау сұрақтары
1. Сигналдарды спектралды талдау процесін түсіндіріңіз.
2. Тақ функциялармен суреттелетін сигналдардың спектрінің сипатын түсіндіріңіз.
3. Жұп функциялармен суреттелетін сигналдардың спектрінің сипатын түсіндіріңіз.
4. Сигналдардың спектралдық құрамы қалай анықталады?
5. Сигналдардың спектралды құраушыларының параметрлері қалай анықталады?
6. Ара тісі тәрізді сигналдың спектрінің сипатын түсіндіріңіз.
7. Үшбұрышты сигналдың спектрінің сипатын түсіндіріңіз.
8. Ара тісі тәрізді сигналдар негізінде үшбұрышты сигналдар құру принципін түсіндіріңіз.
5 Зертханалық жұмыс. Екілік кодты арифметикалық операциялар
Жұмыс мақсаты:
- қосымша кодтарды қалыптастыру тәртібін игеру;
- екілік кодта арифметикалық операцияларды орындау тәртібін игеру.
5.1 Жұмыс орнының құрал-жабдықтары мен файл
Компьютер.
Electronics Workbench Professional бағдарламасы.
Addition and Subtraction.ewb файлы.
5.2 Қажетті мәліметтер мен әдістемелік ұсынылымдар
Цифрлық жүйелерде арифметикалық операцияялардың (қосу және алу) орындалуы қосымша код арқылы жүзеге асырылады. Бұл кезде кодтың ең үлкен разряды сан таңбасына бөлінеді де (0 – оң, 1 – теріс), қалған разрядтарда код мәні жазылады. Оң санның қосымша коды оның тура кодымен бірдей болады, ал теріс санның қосымша кодын алу үшін сәйкесті оң санның әрбір разряды терістеледі де, нәтижеге бір қосылады.
Жұмыстың орындалуы қосу-алу құрылғысының моделінің жүмысын зерттеу арқылы жүзеге асырылады. Операцияға қатысты операндтар енгізілетін регистрлерді ауыстыру R түймесімен, ал орындалатын операцияны таңдау S (Sub/Add) түймесімен жүзеге асырылады: S = 0 – қосу, S = 1 – алу.
5.3 Жұмыс тапсырмасы
5.3.1 EWB5PRO бағдарламасын ашып, Addition and Subtraction.ewb файлын таңдаңыз. Жүйенің негізгі блоктарының (5.1-суретті қара) жабық сұлбаларын ашып, олардың құрылымымен, ішкі бөліктемелерімен және жұмыс принциптерімен танысыңыз.
5.1 сурет
5.3.2
EWB5PRO бағдарламасын 
түймесімен
жандандырыңыз да, регистрлерге 0 – F түймелері арқылы (оналтылық
мәндерімен) екі сан енгізіңіз. S түймесінің
жағдайына байланысты шығыс индикаторларында енгізілген
сандардың қосылу немесе алыну нәтижелері көрсетіледі.
5.4 Бақылау сұрақтары
1. Сан таңбасы оның қосымша кодында қалай анықталады?
2. Оң және теріс сандардың қосымша коды қалай анықталады?
3. Сегізразрядты қосымша коды арқылы қандай сандарды көрсетуге болады?
4. 152 санының сегізразрядты қосымша кодын келтіріңіз.
5. –152 санының сегізразрядты қосымша кодын келтіріңіз.
6. Оналтыразрядты қосымша коды арқылы қандай сандарды көрсетуге болады?
7. 1500 санының сегізразрядты қосымша кодын келтіріңіз.
8. –1500 санының сегізразрядты қосымша кодын келтіріңіз.
6 Зертханалық жұмыс. Хемминг коды
Жұмыс мақсаты:
- Хемминг кодының құрылымымен танысу;
- Хемминг кодының түзету қасиеттерін зерттеу.
6.1 Жұмыс орнының құрал-жабдықтары мен файл
Компьютер.
Electronics Workbench Professional бағдарламасы.
Hamming's Code.ewb файлы.
6.2 Қажетті мәліметтер мен әдістемелік ұсынылымдар
Хэмминг коды жетілдірілген кодтар қатарына жатады, яғни ол кез келген жеке қатені түзейді және екі қатені байқайды.
Хэмминг кодтарын қалыптастыру кезінде тексерім биттері 2i нөмірімен анықталған орындарға жазылады, бұндағы i – код разрядтарының нөмірі.
Хэмминг кодына кодтаушы құрылғы (Хэмминг кодері) келесі тәртіппен жұмыс істейді: ақпараттық қиыстырма кіріс регистріне түседі, одан кейін екілік қосу элементтері арқылы тексерім элементтері қалыптастырылады да, сосын параллель түрде шығыс регистріне жіберіледі. Енгізілген санға қалыптастырылған Хэмминг коды таралымға жіберіледі.
Хэмминг кодын ажыратушы құрылғы (Хэмминг декодері) қатені түзету режимінде келесі тәртіппен жұмыс істейді: қабылданған код қиыстырмасы қабылдаушы регистрге түседі де, одан параллель түрде екілік қосу элементтерінің негізінде құрылған синдром есептегішіне жіберіледі. Қалыптасқан синдром дешифраторға жіберіледі. Егер синдром нөл болмаса, онда дешифратордың сәйкесті шығысында 1 туады да, ол түзету регистрінің сәйкесті разрядына жіберіледі. Сосын кіріс регистрі мен түзету регистріндегі ақпараттар қатар оқылады. Нәтижесінде кіріс регистрінің қате разрядындағы бит мәні терістеледі де, түзетілген ақпарат ақырғы қабылдағышқа жазылады.
Хэмминг декодері қатені байқау режимінде келесі тәртіппен жұмыс істейді: қабылданған код қиыстырмасы қабылдаушы регистрге түседі де, одан параллель түрде екілік қосу элементтерінің негізінде құрылған синдром есептегішіне жіберіледі. Қалыптасқан синдром дешифраторға жіберіледі. Егер қабылданған код қиыстырмасында екі қате болса, онда нөлдік синдром туады да, құрылғының сәйкесті шығысында “Қателік” сигналы қалыптасады.
6.3 Жұмыс тапсырмасы
6.3.1 EWB5PRO бағдарламасын ашып, Hamming's Code.ewb файлын таңдаңыз. Жүйенің негізгі блоктарының (6.1-суретті қара) жабық сұлбаларын ашып, олардың құрылымымен, ішкі бөліктемелерімен және жұмыс принциптерімен танысыңыз.
6.1 сурет
6.3.2 EWB5PRO бағдарламасын түймесімен
жандандырыңыз да, кіріс регистріне 0 – F түймелері арқылы (оналтылық
мәндерімен) сан енгізіңіз.
6.3.3 Сәйкесті Хемминг кодын қалыптастырып, оны тарату үшін T (Transfer) түймесін басыңыз.
6.3.4 Жеке қателік кезінде синдром мәні қабылданған кодың көрсететіндігіне индикаторлардың көрсетімі арқылы көз жеткізуге болады.
6.3.5 Қос қателік кезінде ARQ (Automatic Repeat Request – қайта таратылымға сұраныс) индикаторы жарықталады
6.4 Бақылау сұрақтары
1. Төртразрядты екілік санға сәйкесті Хемминг коды қалай қалыптастырылады?
2. Төртразрядты екілік санға сәйкесті Хемминг кодындағы тексерім биттерінің мәні қалай анықталады?
3. Төртразрядты екілік санның Хемминг коды арқылы таратылымында жеке қателік қалай анықталады?
4. Төртразрядты екілік санның Хемминг коды арқылы таратылымында жеке қателік қалай түзетіледі?
5. Төртразрядты екілік санның Хемминг коды арқылы таратылымында қосар қателік қалай байқалады?
6. Сегізразрядты екілік санға сәйкесті Хемминг коды қалай қалыптастырылады?
7. Сегізразрядты екілік санға сәйкесті Хемминг кодындағы тексерім биттерінің мәні қалай анықталады?
8. Сегізразрядты екілік санға сәйкесті Хемминг кодында қанша разряд болады?
7 Зертханалық жұмыс. Грей коды
Жұмыс мақсаты:
- Грей кодының құрылымымен танысу;
- Грей кодын зерттеу.
7.1 Жұмыс орнының құрал-жабдықтары мен файл
Компьютер.
Electronics Workbench Professional бағдарламасы.
Gray's Code.ewb файлы.
7.2 Қажетті мәліметтер мен әдістемелік ұсынылымдар
Грей коды – екі көршілес мәнінің айырмашылығы бір разрядта ғана болатын санау жүйесі. Грей коды басында электромеханикалық ауыстырғыштардың қате қосылуынан қорғауға арналған болатын. Бүгінгі күндері Грей коды байланыс жүйелеріндегі қателіктерді табуға және түзетуге, сонымен қатар басқару жүйелерінде кері байланыс сигналдарын қалыптастыруға пайдаланылады. Грей коды аналогты сигналдарды цифрлық сигналдарға түрлендіру кезінде қате туу ммүмкіндігін кемітеді.
Екілік санға сәйкесті Грей кодын осы санды бір битке ығыстырылған мәнімен биттері бойынша екілік қосу операциясы арқылы алуға болады. Демек, Грей кодының i-ші биті Gi сәйкесті екілік санның биттері Bi арқылы келесі түрде суреттеледі:
,
мұндағы 
– екілік қосу операциясы; биттер кіші разрядтан бастап оңнан солға
қарай нөмірленеді.
Кері алгоритм – Грей кодын екілік кодқа түрлендіру келесі рекурентті өрнекпен суреттеледі:
,
мұндағы 
мәні алгоритмнің алдығы қадамында
есептелген мән. используемое в формуле, вычисляется на предыдущем
шаге алгоритма.
7.3 Жұмыс тапсырмасы
7.3.1 EWB5PRO бағдарламасын ашып, Gray's Code.ewb файлын таңдаңыз. Жүйенің негізгі блоктарының (7.1-суретті қара) жабық сұлбаларын ашып, олардың құрылымымен, ішкі бөліктемелерімен және жұмыс принциптерімен танысыңыз.
7.1 сурет
7.3.2
EWB5PRO бағдарламасын 
түймесімен
жандандырыңыз да, кіріс регистрлеріне 0 – F түймелері арқылы (оналтылық
мәндерімен) сегізразрядты сан енгізіңіз.
7.3.3 Сәйкесті Грей коды G (Gray) түймесін басу арқылы, ал кері түрлендіру R (Reverse) түймесін басу арқылы жүзеге асырылады
7.4 Бақылау сұрақтары
1. Грей кодының позициялық кодпен салыстырғанда қандай артықшылығы бар?
2. Төртразрядты екілік санға сәйкесті Грей коды қалай қалыптастырылады?
3. Сегізразразрядты екілік санға сәйкесті Грей коды қалай қалыптастырылады?
4. Грей коды қандай жағдайларда пайдаланылады?
5. Грей кодында арифметикалық операциялар орындауға болама?
6. Грей кодынан позициялық екілік кодқа түрлендіру қалай жүзеге асырылады?
7. 0-15 аралығындағы сандарға сәйкесті Грей кодын анықтаңыз.
8. 16-31 аралығындағы сандарға сәйкесті Грей кодын анықтаңыз.
8 Зертханалық жұмыс. Ақпаратты тізбекті тарату
Жұмыс мақсаты:
- ақпаратты тізбекті тарату принциптерін игеру.
8.1 Жұмыс орнының құрал-жабдықтары мен файл
Компьютер.
Electronics Workbench Professional бағдарламасы.
Serial Transfer.ewb файлы.
8.2 Қажетті мәліметтер мен әдістемелік ұсынылымдар
Деректерді тарату қашықтығы ұлғайған кезде параллель таратуды жүзеге асыру қиынға соғатын мәселе. Бұндай жағдайда параллель деректер тізбекті кодқа түрлендіріліп, ол бір сигнал жолы арқылы жіберіледі. Оған қоса, көптеген сыртқы құрылғылар тізбекті кодпен жұмыс істейді. Сондықтан, бұндай жағдайларда параллель кодты тізбект кодқа және керісінше түрлендіруге тура келеді.
Асинхронды таратылым кезінде жіберілім (кадр), яғни символды суреттеуші биттер тобының форматы келесі түрде болады: жіберілім басы нөлдік старт-битпен белгіленеді, одан кейін 5...8 ақпараттыық биттер (кіші разрядтарынан бастап), сосын міндетті екілік тексеру биті (жұптыық/тақтық биті), соңында бірлік деңгейдегі стоп-бит орналастырылады.
8.3 Жұмыс тапсырмасы
8.3.1 EWB5PRO бағдарламасын ашып, Serial Transfer.ewb файлын таңдаңыз. Жүйенің негізгі блоктарының (8.1-суретті қара) жабық сұлбаларын ашып, олардың құрылымымен, ішкі бөліктемелерімен және жұмыс принциптерімен танысыңыз.
8.1 сурет
8.3.2
EWB5PRO бағдарламасын түймесімен
жандандырыңыз да, кіріс регистрлеріне 0 – F түймелері арқылы (оналтылық
мәндерімен) сегізразрядты сан енгізіңіз.
8.3.3 Тізбекті таратылымға арналған сәйкесті кодтың қалыптастырылуы T (Transfer) түймесін басу арқылы жүзеге асырылады.
8.3.4 Қабылданған кодта қателік болуы сәйкесті индикатормен және қайта тарату сұранысымен ARQ (Automatic Repeat Request) көрсетіледі.
8.4 Бақылау сұрақтары
1. Ақпаратты тізбекті тарату қандай жағдайларда пайдаланылады?
2. Тізбекті таратылымға арналған код форматын түсіндіріңіз.
3. Зерттелуші құрылғының жұмыс принциптерін түсіндіріңіз.
4. Тізбекті таратылым кезінде қабылданған ақпараттың дұрыстығы қалай тексеріледі?
5. Тізбекті таратылым кезінде қабылданған ақпараттың жұптыққа тексерілуі қалай жүзеге асырылады?
6. Тізбекті таратылым кезінде және жұптыққа тексеру қойылмаған кезде қабылданған ақпараттың дұрыстығы қалай жүзеге асырылады?
7. Зерттелген сұлбада бөгеуіл қалай моделденеді?
8. Қабылданған ақпаратта қателік байқалған жағдайда қандай іс-әрекеттер жүзеге асырылады?
Әдебиеттер тізімі
1. Душин В.К. Теоретические основы информационных процессов и систем. – М.: Дашков и Ко, 2003.
2. Духин А.А. Теория информации. – М.: Гелиос АРВ, 2007.
3. Морелос-Сарагоса. Искусство помехоустойчивого кодирования. – М.: Техносфера, 2005.
4. Уэйкерли Дж. Ф. Проектирование цифровых устройств: Пер. с. англ. – М.: Постмаркет, 2002.
5. Хамахер К. И др. Организация ЭВМ. Пер. с. англ. – СПб.: Питер, 2003.
6. Сугано Т. Дж., Уидмер Н. С. Цифровые системы. Теория и практика: Пер. с англ. – М.: Издательский дом “Вильямс”, 2004.
Мазмұны
1 Зертханалық жұмыс. SystemView бағдарламасы 4
2 Зертханалық жұмыс. Кванттау және үзбелеу 10
3 Зертханалық жұмыс. Спектралдық талдау 14
4 Зертханалық жұмыс. Үшбұрышты сигналдар генераторын құру 19
5 Зертханалық жұмыс. Екілік кодты арифметикалық операциялар 23
6 Зертханалық жұмыс. Хемминг коды 25
7 Зертханалық жұмыс. Грей коды 27
8 Зертханалық жұмыс. Ақпаратты тізбекті тарату 29
Жинақ жоспар 2013 ж., орны 210
Орынгали
Толегенович Шанаев,
Айнур Таурбекова
АҚПАРАТ ТЕОРИЯСЫ
5В070400 – Есептеу техникасы және бағдарламалық камтама
мамандығының студенттері үшін
зертханалық жұмыстарды орындауына арналған әдістемелік нұсқаулар
Редактор Б.С.Қасымжанова
Стандарттау бой. маман Н.К. Молдабекова
Басуға қол қойылды
Пішімі 60х84/16
Таралымы 50 дана.
№1 типографиялық қағаз
Көлемі 2 оқу-бас. ә.
Тапсырыс . Бағасы 200 тн.
“Алматы энергетика және байланыс университеті”
>коммерциялық емес акционерлік қоғамының
көшірме-көбейткіш бюросы
050013, Алматы, Байтұрсынұлы көшесі, 126