Представление чисел в различных системах счисления

Деся-тичная форма	Двоичная форма	Шест-нацатеричная форма	Деся-тичная форма	Двоичная форма	Шест-нацате-ричная форма
0	0000	0	8	1000	8
1	0001	1	9	1001	9
2	0010	2	10	1010	А
3	0011	3	11	1011	В
4	0100	4	12	1100	С
5	0101	5	13	1101	D
6	0110	6	14	1110	Е
7	0111	7	15	1111	F

Разрядность цифровых слов, с которыми могут работать существующие цифровые вычислительные устройства (микропроцессоры), унифицированы. Большинство микропроцессоров проектируются так, что за одну операцию они выполняют действия над восьмиразрядными цифровыми словами. Если исходные цифровые слова (например, при представлении сигналов с высокой точностью) длиной больше 8 разрядов, то они перед выполнением операций разбиваются на части по 8 разрядов и действия над цифровыми словами выполняются по частям. Поскольку цифровое слово длиной в 8 разрядов называют байтом, то говорят, что действия над числами большой длины производят побайтно.

Память ЭВМ представлена ячейками, в которых могут храниться цифровые слова длиной 8 разрядов. При этом также можно сказать, что информация в ЭВМ хранится побайтно.

Объем информации составляющий 2¹⁰ байт (1024 байта) называют 1 килобайтом (1 Кбайт), объем информации составляющий 2²⁰ байт называют 1 мегобайтом (1 Мбайт).

1.3. Достоинства цифровых систем обработки сигналов перед аналоговыми

Рассмотрев само понятие цифрового сигнала и то, как он представляется в технических средствах, постараемся ответить на вопрос: чем цифровая обработка сигналов лучше аналоговой? В чем преимущества цифровых систем обработки перед аналоговыми?

При разработке аналоговых устройств очень трудно добиться высокой точности преобразования. Она ограничивается, прежде всего, точностью (допусками) задания номиналов применяемых компонентов. Так погрешность задания номиналов самых распространенных серий резисторов и конденсаторов не меньше 5 %. В цифровых же устройствах точность представления и преобразования величин ограничивается лишь разрядностью переменных. Увеличению разрядности переменных в цифровых системах обработки сигналов может препятствовать лишь низкая производительность вычислительных узлов (при увеличении разрядности переменных время выполнения программы по осуществлению над ними тех или иных операций обычно увеличивается, т. к. переменные при большой разрядности представляются несколькими байтами и обработка ведется в рамках многобайтной арифметики).

Цифровые системы обработки сигналов отличаются от аналоговых устойчивостью к воздействию различных дестабилизирующих факторов. Одним из основных факторов, препятствующих долговременной метрологической стабильности аналоговых устройств, является изменение температуры окружающей среды, приводящей к изменению параметров пассивных и активных компонентов схемы. Цифровые устройства устойчиво без потери точности работают при изменении температуры в самом широком диапазоне, вплоть до критического момента выхода устройства из строя. К другим распространенным дестабилизирующим факторам работы устройств можно отнести нестабильность напряжения питания и старение элементов. Однако, очевидно, что цифровые устройства так же менее восприимчивы к ним, чем аналоговые.

Цифровые системы обработки сигналов отличаются от аналоговых большей помехозащищенностью. Действительно, при представлении сигналов двоичным кодом даже высокий уровень помех не мешает безошибочно различать в нем уровни нулей и единиц и не приводит к искажению информации.

Цифровые системы обработки сигналов обладают всеми достоинствами электронной вычислительной техники. Если в аналоговых системах необходимость проведения новых операций над сигналом требует введения в их структуру новых узлов, то в цифровых программируемых системах это приведет лишь к необходимости смены программы. При этом сложность алгоритмов обработки будет ограничиваться лишь сложностью программы. В цифровых вычислительных системах можно легко и быстро менять алгоритм обработки сигналов, как угодно долго хранить отсчеты сигналов.