Kod Digital

J. Cole - Kevin's Heart (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Kod Digital

Litar Digital


soalan 1

Amalan pengiraan: mengira dari sifar hingga tiga puluh satu dalam perduaan, oktaf, dan heksadesimal:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Tiada jawapan yang diberikan di sini - bandingkan dengan rakan sekelas anda!

Nota:

Untuk membiasakan pelajar dengan sistem pengiraan "pelik" ini, saya ingin memulakan setiap arahan digital litar dengan mengira amalan. Pelajar perlu fasih dalam sistem penghitungan ini pada masa mereka selesai mempelajari litar digital!

Satu cadangan yang saya berikan kepada pelajar untuk membantu mereka melihat corak dalam urutan kiraan adalah "pad" nombor-nombor dengan nol utama supaya semua nombor mempunyai bilangan huruf yang sama. Sebagai contoh, bukannya menulis "10" untuk nombor dua perduaan, tulis "00010". Dengan cara ini, corak watak berbasikal (terutamanya binari, di mana setiap bit yang bernilai tinggi berturut-turut mempunyai separuh frekuensi yang sebelum itu) menjadi lebih jelas untuk dilihat.

Soalan 2

Encoder berputar adalah peranti elektromekanik yang digunakan untuk menukar kedudukan sudut (putaran aci) ke dalam isyarat digital. Bentuk encoder berputar yang paling sederhana menggunakan roda slotted dengan pasangan LED / photodetector tunggal untuk menghasilkan denyutan ketika roda bertukar:

Reka bentuk pengekod berputar mempunyai output berbilang bit, dengan setiap pasangan LED / photodetector membaca "trek" slot yang berbeza dalam cakera:

Dalam ilustrasi yang ditunjukkan di atas, kenal pasti pasangan LED / photodetector mewakili MSB (Bit Ketara) dan LSB (Bit Ketara) daripada output binari. Juga, kenalpasti arah mana roda mesti bertukar untuk menghasilkan kiraan yang semakin meningkat.

Nota: anggap bahawa kawasan paling gelap pada ilustrasi mewakili slot memotong cakera, manakala kawasan kelabu mewakili bahagian cakera yang legap.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Saya akan membiarkan anda memikirkan arahan MSB, LSB, dan up count! Ia tidak sukar dilakukan jika anda menguasai mengira dalam binari.

Nota:

Tanya pelajar anda untuk mencadangkan aplikasi yang mungkin untuk pengekod berputar. Di mana kita boleh menggunakan peranti "panel kerja panel panel lalai" seperti itu

Soalan 3

Pengekod putar mutlak sering menggunakan kod yang dikenali sebagai kod kelabu daripada perduaan, untuk mewakili kedudukan sudut. Kod ini telah dipatenkan oleh Frank Gray daripada Bell Labs pada tahun 1953, sebagai cara mengurangkan ralat dalam output pengekod putar. Periksa masing-masing cakera pengekod, dan tentukan yang mana satu adalah binari dan yang mana satu adalah kod Grey:

Dengan mengandaikan bahawa kawasan paling gelap pada ilustrasi mewakili slot memotong cakera, dan kawasan kelabu mewakili bahagian cakera yang legap, tandakan sifar "sifar, " "satu, " dan "dua" pada setiap cakera.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Saya tidak akan memberitahu anda cakera yang mana, tetapi saya akan memberikan perbandingan 5-bit binari berbanding kod Grey, untuk membantu anda dalam analisis anda:

PerduaanKelabu
0000000000
0000100001
0001000011
0001100010
0010000110
0010100111
0011000101
0011100100
0100001100
0100101101
0101001111
0101101110
0110001010
0110101011
0111001001
0111101000
1000011000
1000111001
1001011011
1001111010
1010011110
1010111111
1011011101
1011111100
1100010100
1100110101
1101010111
1101110110
1110010010
1110110011
1111010001
1111110000

Nota:

Tanya pelajar anda corak apa yang mereka notis dalam urutan kod Gray, berbanding kiraan binari. Perbezaan apa yang mereka lihat di antara kod binari dan kelabu, menganalisis peralihan bit dari satu nombor ke itemcs depan panel "default panel panel"

Soalan 4

Terangkan mengapa Kod kelabu sering digunakan dalam pengekod putaran dan bukannya pengekodan binari. Apakah perbezaannya yang membuat jenis kod yang kita gunakan untuk menandakan sektor cakera pengekod, selagi setiap sektor memiliki nombor yang unik?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Tanda-tanda kod kelabu lebih bertolak ansur terhadap kesilapan sensor daripada tanda-tanda perduaan, kerana tidak perlu penyegerakan sempurna peralihan beberapa bit antara sektor.

Nota:

Ini mungkin merupakan sebab yang paling penting untuk menggunakan kod Grey dalam tanda pengekod, tetapi tidak semestinya jelas kenapa kepada pelajar baru. Saya mendapati bahawa membuat mock-up fizikal dari roda binari berkod berbanding roda Gray berkod membantu saya membentangkan konsep ini kepada pelajar. Mereka pelajar dengan visualisasi / kemahiran hubungan spasi yang lebih baik akan memahami konsep ini lebih cepat daripada yang lain, jadi anda mungkin ingin mendapatkan bantuan mereka dalam menerangkannya ke seluruh kelas.

Soalan 5

Tukar nombor perduaan berikut ke dalam kod Kelabu:

100110 2 =
110010 2 =
101001 2 =
1010100110 2 =
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

100110 2 = 110101 Grey
110010 2 = 101011 Grey
101001 2 = 111101 Grey
1010100110 2 = 1111110101 Kelabu

Nota:

Terdapat banyak rujukan teks bagi proses penukaran antara kod binari dan kelabu. Biarkan pelajar anda menyelidik bagaimana penukaran dilakukan!

Soalan 6

Tukar nombor kod Grey berikut ke dalam perduaan:

111110 Grey =
100001 Kelabu =
101110 Grey =
1110001111 Grey =
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

111110 Kelabu = 101011 2
100001 Kelabu = 111110 2
101110 Kelabu = 110100 2
1110001111 Kelabu = 1011110101 2

Nota:

Terdapat banyak rujukan teks bagi proses penukaran antara kod binari dan kelabu. Biarkan pelajar anda menyelidik bagaimana penukaran dilakukan!

Soalan 7

Standard yang hampir universal untuk mewakili data teks dalam bentuk digital adalah kod ASCII . Apakah yang dimaksudkan dengan akronim "ASCII", dan apakah format kod ini?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

"ASCII" = Kod Standard Amerika untuk Persimpangan Maklumat. ASCII Asas adalah kod biner tujuh-bit yang mampu mewakili semua aksara abjad yang digunakan dalam bahasa Inggeris (huruf besar dan bawah), serta angka Arab, tanda baca bahasa Inggeris, dan beberapa kod kawalan pelbagai untuk mesin teletype.

Soalan cabaran: walaupun ASCII secara teknikal hanya memerlukan 7 bit, 8 bit penuh (1 bait) biasanya digunakan untuk setiap aksara ASCII dalam sistem komputer. Terangkan mengapa.

Nota:

ASCII boleh dikatakan bahasa lingua franca dunia digital. Walaupun permulaannya sederhana dan format Anglo-centric, ia digunakan di seluruh dunia dalam sistem komputer dan telekomunikasi digital. Biarkan pelajar anda tahu bahawa setiap fail komputer teks biasa tidak lebih daripada koleksi kod ASCII, satu kod untuk setiap watak teks (termasuk ruang).

Soalan 8

Decode set aksara ASCII ini, untuk mendedahkan mesej rahsia (semua kod yang diberikan dalam format heksadesimal):

49 20 4C 6F 76 65 20 45 6C 65 63 74 72 6F 6E 69 63 73 21

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Saya akan membiarkan anda menyahkod mesej ini sendiri!

Nota:

Soalan ini memberikan amalan pelajar menggunakan jadual rujukan ASCII.

Soalan 9

Jelaskan mengapa Binary Codeed Decimal (BCD) kadangkala dirujuk sebagai kod "8421". Mengapa kod ini digunakan sama sekali?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

BCD menggunakan kumpulan empat bit binari untuk mewakili setiap digit nombor perpuluhan. LSD berat sebelah adalah 8-4-2-1, manakala wajaran tempat signifikan digit seterusnya adalah 80-40-20-10, dan sebagainya.

Soalan susulan: empat bit yang digunakan untuk setiap watak BCD boleh dipanggil separuh daripada bait (8 bit). Ada kata khas untuk pengelompokan empat-bit. Apa perkataan itu?

Nota:

Bincangkan dengan pelajar anda tujuan menggunakan BCD untuk mewakili kuantiti perpuluhan. Walaupun bukan penggunaan bit yang cekap, BCD pastinya mudah untuk mewakili angka perpuluhan dengan keadaan (0 atau 1) logik diskret.

Soalan 10

Tukar nombor perpuluhan berikut ke dalam bentuk BCD:

739 10
25 10
92241 10

Tukar nombor BCD berikut ke dalam bentuk perpuluhan:

1000 1001
0100 0111 0110
0011 1000 0101 0001
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

739 10 = 0111 0011 1001
25 10 = 0010 0101
92241 10 = 1001 0010 0010 0100 0001
1000 1001 = 89 10
0100 0111 0110 = 476 10
0011 1000 0101 0001 = 3851 10

Nota:

Tidak ada penukaran langsung di sini!

Soalan 11

Terangkan bagaimana Kod Morse menyerupai ASCII dalam struktur dan tujuan.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kod Morse adalah digital, terdiri daripada hanya dua jenis aksara, seperti ASCII. Juga, tujuannya adalah untuk menyampaikan maklumat abjad angka, seperti ASCII.

Nota:

Satu perkara yang menarik untuk membawa kepada pelajar tentang Kod Morse adalah bahawa ia adalah pemampatan diri . Perhatikan bagaimana watak Morse berbeza mempunyai panjang "bit" yang berbeza, sedangkan aksara ASCII semuanya 7 bit setiap (atau 8 bit untuk Extended ASCII). Ini menjadikan Morse sebagai kod yang lebih cekap daripada ASCII, dari perspektif ekonomi kecil!

Tanyakan kepada pelajar anda apa yang menggambarkan aspek Morse Code ini "mengepresikan diri" jika kita memilihnya melalui ASCII kerana menghantar aksara abjad angka ke atas talian komunikasi digital, atau menyimpan huruf abjad angka dalam bentuk media memori digital.

Soalan 12

Kod ASCII piawai adalah tujuh bit panjang, tetapi peralatan komunikasi biasanya menghantar data dalam kumpulan lapan-bit (byte). Bit tambahan sering digunakan sebagai bit pariti . Apakah maksud "bit pariti", dan bagaimana ia digunakan?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

"Bit parity" digunakan sebagai bentuk pengesanan ralat primitif. Peralatan komunikasi yang menggunakan pariti untuk pengesanan ralat sama ada boleh dikonfigurasi untuk "walaupun pariti" atau untuk "pariti ganjil". Saya akan membiarkan anda menyelidik dan menerangkan bagaimana bit pariti digunakan dalam penghantaran data ASCII.

Nota:

Konsep pariti tidak begitu rumit. Ia sepatutnya berada di dalam jangkauan pelajar untuk menyelidikinya sendiri dan melaporkan penemuan mereka kepada kelas secara keseluruhan.

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →