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二进制数只能取0#xff0c;1两个数字#xff0c;逢二进一。
通过二进制表达文字。如战争时代的电报。 通过电灯泡的亮灭传递出信息。可以对灯亮和灯灭富裕一些含义#xff0c;就能传达出想要的消息。
这就是编码和解码两…一、二进制
1文字表述
二进制数只能取01两个数字逢二进一。
通过二进制表达文字。如战争时代的电报。 通过电灯泡的亮灭传递出信息。可以对灯亮和灯灭富裕一些含义就能传达出想要的消息。
这就是编码和解码两个过程。
如果有1位二进制数可以有0和1两种取值。如果有2位就有00,01,10,11四种取值。同理如果有3位就有8种不同的取值。如果有n位二进制数就有2的n次幂种取值结果。而在计算机中我们称数位为bite。
摩尔斯电码不仅对灯泡的亮灭结果进行编码还加入了时序。
为了统一编码标准ASCII编码应运而生。
2图像表示
01值对应每个格子的颜色。
图片像素化
现实中的图片是连续的但如果想用数字表示图像就需要将一张完整的图像横纵向分别切成很多份从而拆成一个一个像素点每个像素点是一个色块而横纵切分的份数我们称之为分辨率。例如我们将一张4比3比例的图像横向拆成800份纵向拆成600份那么我们就将一个图像拆成了480000个像素而这张图像的分辨率为800x600。由此可见图像的分辨率越高图像就越清晰。
像素数字化
每个像素就是一个颜色块。具体的颜色可以用红绿蓝三原色调配成。而每种原色就可以用一个数字表示其深浅。例如我们用一个字节0-255表示一种颜色的深浅那么一个像素点就可以用三个字节表示。颜色的深浅是连续的用0-255这种级别如果不够精确我们可以选择用两个字节表示一个颜色0-65535。像素的深浅级别我们称为“位深”例如0-255为8位深0-65535是16位深。位深越大颜色切分越连续越不容易出现色阶。现今网络上的图像一般都是32位深。
3表达声音
采样
声音来自于物体的振动是一种连续的波形。我们如果想用数字表达声音还是要将其离散化。首先我们将一段时间例如1秒钟的连续声波分成很多份并将每一份记录一个平均振幅。拆分的份数我们称之为采样率。拆分过程中必然会产生信息丢失而采样率越大信息丢失越少。目前比较常用的采样率是44100HZ或者48000HZ。
量化
每个采样我们还要用一个数字表示它的高度振幅这又是一个连续量离散化的过程跟图像的颜色深浅类似我们也可以用0-255或者0-65535表示振幅的高度。这个数字的取值范围叫做声音的位深。目前通用的位深一般是16bit或者24bit。
4表达视频
视频就是连续的图片和声音。当然如果只是耿直地将图片拼接到一起那么视频的体积会非常大。实际上视频是通过一种有损压缩将很多图片压缩在一起。目前比较流行的视频编码标准为H.264、H.265、AV1。
二、仿真电路软件的安装
官方网站GitHub - hneemann/Digital: A digital logic designer and circuit simulator.
最新版下载地址https://github.com/hneemann/Digital/releases/download/v0.30/Digital.zip
该软件运行需要Java环境下载地址为https://download.oracle.com/java/17/latest/jdk-17_windows-x64_bin.msi
jdk直接双击即可一步安装。winr,输入cmd,输入Java -version,出现版本号则安装成功。
1基础逻辑门电路
基础逻辑电路重点掌握表述该逻辑的四种方式逻辑表达式、真值表、逻辑符号、口诀。
《1》非门 输入与输出相反 如果用mos管做到低电平的时候导通需要用到p沟道。 《2》与门 下拉电阻的作用要输出是低电平需要用到下拉电阻。 2其他门电路
与或非三门我们一般称之为基础门电路而其他门电路可以用这三种门电路组合得到。下面我们给出一些门电路真值表以及用与或非三门的组合实现。这些实现并非最简实现我们的这门数字电路基础更多只考虑可行性不考虑优化
《1》异或门
相同为0不同为1.可通过仿真电路软件以真值表自动生成电路。 《2》与非门 《3》或非门 《4》异或非门 3掌握门符号 三、运算器
1.半加器
现在我们来考虑如何用电路来实现1位加法。假如有两个1位二进制数A、B它们的和为1位二进制数S那么存在如下枚举
如果A0B0那么S0如果A1B0那么S1如果A0B1那么S1如果A1B1那么S0而且产生一个进位C1。
也就是说对于加法运算应该两个输入A和B两个输出S和CS表示和C表示是否产生进位也就是说真值表如下图所示 A、B、S是异或关系。A B C是与的关系。如此输入输出可得电路图 2.保存1位半加器到自定义库
在仿真软件内点开文件栏点击保存或者另存。存入的文件夹为安装包内的lib文件。创建一个wow文件夹。将做好的电路存进wow文件夹。之后在自定义库中就能使用封装好的电路了。 3.用1位半加器造1位全加器 保存方法和半加器一样。
4. 4位加法器 从末位开始累加进位A1111 B0110 得出结果10101.
5.分线器和隧道的使用
我们首先要知道数据位数指的是能填入的二进制数数据位数是1表示有一个格子一个能装1个二进制数。
分线器有些版本叫做分裂器能够分线输出。将4bit的输入分割为1,1,1,1bit的输出。 简化4位加法器如下
