Угрюмов Е П Цифровая схемотехника

Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника

Предисловие

Информатизация общества - важнейшая задача, стоящая перед нашей страной и требующая интенсивного развития вычислительной техники и других средств обработки информации.

Все разнообразные средства цифровой техники: ЭВМ, микропроцессорные системы измерений и автоматизации технологических процессов, цифровая связь и телевидение и т. д. строятся на единой элементной базе, в состав которой входят чрезвычайно разные по сложности микросхемы - от логических элементов, выполняющих простейшие операции, до сложнейших программируемых кристаллов, содержащих миллионы логических элементов.

Создание современной элементной базы средств вычислительной техники - научно-техническая задача, решение которой по силам только наиболее развитым и экономически сильным странам. В России и странах СНГ развитие микроэлектроники в настоящее время находится в кризисном состоянии. Отставание от передовых стран (США, Японии) наметилось уже в СССР, когда переход на производство субмикронных интегральных схем не был освоен, что привело к нарастающему отставанию от уровня мировой техники. Переход к рыночной экономике, вызвавший ломку в экономике страны и поставивший на первый план конкурентоспособность продукции, привел к потере электронной промышленностью около 2/3 имевшихся мощностей. Перспективы отечественной микроэлектроники предсказать сложно. поскольку вывод ее на современный уровень требует вложения огромных средств. Государственная поддержка на требуемом уровне пока не реальна (даже крупнейшие мировые фирмы вынуждены объединяться в альянсы для аккумулирования средств, необходимых для создания новых схем памяти, микропроцессоров и др.). В то же время такая страна, как Россия не может отказаться от промышленности высоких технологий. Крупнейший специалист в области информатики академик Е. П. Велихов в одной из своих статей присоединился к тезису: "Тот, кто умеет делать компьютеры, владеет миром.

Следует заметить, что для системотехников отсутствие отечественных микросхем современного уровня компенсируется сейчас доступностью зарубежной элементной базы, поэтому изучение цифровых узлов и устройств во всем их разнообразии имеет прямое практическое значение.

В данном учебном пособии рассмотрены принципы построения и проектирования функциональных узлов и устройств ЭВМ и цифровой автоматики и их практические реализации. Освоение материала пособия требует лишь знакомства с логическими операциями, двоичной системой счисления и действиями над двоичными числами, а также с принципами работы транзисторов и транзисторных переключательных каскадов.

Пособие предназначено мя студентов вузов, обучающихся по специальности 2201 (Электронные вычислительные машины, комплексы, системы и сети) и другим специальностям, связанным с использованием и разработкой цифровых средств обработки информации. Оно может быть полезно также мя работников промышленности и научных учреждений.

В пособии рассмотрен широкий круг вопросов, связанных с изучением и применением современной элементной базы цифровой техники, что соответствует основному содержанию дисциплины "Схемотехника ЭВМ" специальности 2201. Учебники и учебные пособия по этой тематике не издавались уже более 10 лет. Исключение составляет учебное пособие Г. И. Пухальского и Т. Я. Новосельцевой "Цифровые устройства" (издательство Политехника. СПб, 1996 r., 885 с.), отличающееся от данного пособия как по характеру изложения, так и по тематике, поскольку в нем отсутствуют разделы, посвященные схемам памяти, микропроцессорам, схемам программируемой логики и др.

Содержание пособия основано на материале курса лекций, читаемого автором на кафедре "Вычислительная техника" Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета.

Параграф 4.2 написан автором совместно с А. Х. Мурсаевым, глава 9 совместно с Р. И. Грушвицким и А. Н. Альшевским.

Автор благодарит рецензентов за ряд ценных замечаний, способствовавших улучшению книги.