Архитектура ЭВМ. Логические основы ЭВМ

Содержание

Слайд 2

Логические основы ЭВМ

Базовые функциональные элементы ЭВМ (вентили)
Основные логические схемы

Логические основы ЭВМ Базовые функциональные элементы ЭВМ (вентили) Основные логические схемы

Слайд 3

Вентили

Логический элемент - электронное устройство, на входах и выходах которого сигнал может

Вентили Логический элемент - электронное устройство, на входах и выходах которого сигнал
иметь только один из двух дискретных уровней напряжения: низкий (0–2V) или высокий (3–5V).
Базовым считают элемент с наиболее простой структурой, на основе которого легче всего создавать другие электронные схемы.
И, ИЛИ, НЕ
И-НЕ

Слайд 4

Инвертор

Обозначения Таблица истинности

(вентиль НЕ)

Инвертор Обозначения Таблица истинности (вентиль НЕ)

Слайд 5

Дизъюнктор

Обозначения Таблица истинности

(вентиль ИЛИ)

Дизъюнктор Обозначения Таблица истинности (вентиль ИЛИ)

Слайд 6

Конъюнктор

Обозначения Таблица истинности

(вентиль И)

Конъюнктор Обозначения Таблица истинности (вентиль И)

Слайд 7

Вентили НЕ-И и НЕ-ИЛИ

Обозначение Таблица истинности
НЕ-И
НЕ-ИЛИ

Вентили НЕ-И и НЕ-ИЛИ Обозначение Таблица истинности НЕ-И НЕ-ИЛИ

Слайд 8

Уровень физических устройств

Транзистор имеет три соединения с внешним миром: коллектор, базу и

Уровень физических устройств Транзистор имеет три соединения с внешним миром: коллектор, базу
эмиттер.
Если входное напряжение Vin низкое, то транзистор выключается и действует как очень большое сопротивление. Это приводит к выходному сигналу Vout, близкому к Vcc (обычно +5В).
Если Vin высокое, то транзистор включается и действует как провод, вызывая заземление сигнала Vout (по соглашению 0 В).
На переключение с одного состояние на другое обычно требуется несколько наносекунд.

Слайд 9

Техническая схема вентилей

НЕ

И, ИЛИ - ?

НЕ-И

НЕ-ИЛИ

Техническая схема вентилей НЕ И, ИЛИ - ? НЕ-И НЕ-ИЛИ

Слайд 10

Конструирование вентилей НЕ, И, ИЛИ с использованием только НЕ-И

НЕ
И
ИЛИ

Конструирование вентилей НЕ, И, ИЛИ с использованием только НЕ-И НЕ И ИЛИ

Слайд 11

Конструирование вентилей НЕ, И, ИЛИ с использованием только НЕ-ИЛИ

НЕ
И
ИЛИ

Конструирование вентилей НЕ, И, ИЛИ с использованием только НЕ-ИЛИ НЕ И ИЛИ

Слайд 12

Логический синтез схем

Одноразрядный двоичный полусумматор
Полный одноразрядный сумматор
Полный многоразрядный сумматор
Дешифратор
Триггер

Логический синтез схем Одноразрядный двоичный полусумматор Полный одноразрядный сумматор Полный многоразрядный сумматор Дешифратор Триггер

Слайд 13

Как реализовать схему

Составить таблицу истинности для данной функции
Обеспечить инверторы, чтобы порождать инверсии

Как реализовать схему Составить таблицу истинности для данной функции Обеспечить инверторы, чтобы
для каждого входного сигнала.
Нарисовать вентиль И для каждой строки таблицы истинности с результатом 1.
Соединить вентили И с соответствующими входными сигналами.
Вывести выходы всех вентилей И в вентиль ИЛИ.

Слайд 14

Одноразрядный двоичный полусумматор

Пусть α и β - одноразрядные числа.
S = α

Одноразрядный двоичный полусумматор Пусть α и β - одноразрядные числа. S =
+ β
Таблица истинности функции S
Логическая схема

НЕ

НЕ

α

β

И

И
ИЛИ

S

Слайд 15

Одноразрядный двоичный полусумматор (продолжение)

Добавим функцию P – цифра переноса в следующий (старший)

Одноразрядный двоичный полусумматор (продолжение) Добавим функцию P – цифра переноса в следующий
разряд.
Таблица истинности функции Р
Логическая схема

НЕ

НЕ

α

β

И

И
ИЛИ

S

Р

И

Слайд 16

Полный одноразрядный сумматор

— полусумматор, дополненный третьим входом – значением разряда переноса

Полный одноразрядный сумматор — полусумматор, дополненный третьим входом – значением разряда переноса
из соседнего младшего разряда.
Таблица истинности

Слайд 17

Полный многоразрядный сумматор

β1

0

P2

S1

Σ

α1

β2

p2

P3

S2

Σ

α2

βn

pn

Pn+1

Sn

Σ

αn


- линия переполнения

α = (αnαn-1… α2α1) β = (βnβn-1… β2β1)

Полный многоразрядный сумматор β1 0 P2 S1 Σ α1 β2 p2 P3

Слайд 18

Задача 1а

Определить логическую функцию

Задача 1а Определить логическую функцию

Слайд 19

Задача 1б

Определить логическую функцию


Задача 1б Определить логическую функцию ∧

Слайд 20

Задача 2

Построить логическую схему для функции:
а)
б)

Задача 2 Построить логическую схему для функции: а) б)

Слайд 21

Задача 2в

Построить наиболее экономную схему для функции

Задача 2в Построить наиболее экономную схему для функции

Слайд 22

Дешифратор

Д. – схема, имеющая n входов и 2n выходов. Входные сигналы образуют

Дешифратор Д. – схема, имеющая n входов и 2n выходов. Входные сигналы
двоичное число, определяющее номер выходного сигнала,

который устанавливается в 1. Значения остальных выходных сигналов должны быть установлены в 0.

Слайд 23

Дешифратор для выбора операции по ее коду

b

S1

Σ

a

И

b

И

a

И
ИЛИ

.
.
.

Дешифратор для выбора операции по ее коду b S1 Σ a И

Слайд 24

Дешифратор для выбора ячейки памяти по ее адресу

Дешифратор для выбора ячейки памяти по ее адресу

Слайд 25

Определения

Схема называется комбинационной (схема без памяти), если значения переменных на выходе схемы

Определения Схема называется комбинационной (схема без памяти), если значения переменных на выходе
однозначно зависят только от значения входных переменных.
Схема называется последовательностной (схема с памятью), если значения выходов схемы зависят не только от значений на входах, но и от внутреннего состояния (внутренних переменных).
Ч.С.
Схема называется схемой с обратными связями, если в качестве внутренних переменных используются значения выходных переменных, полученных в предыдущий момент времени.

Слайд 26

Триггер (SR-защелка)

1

0

0

0

0

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

0

1

1

При S=0 R=0
Стабильные состояния
a) Q=0 Q*=1
б) Q=1 Q*=0

Нестабильные состояния

Триггер (SR-защелка) 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1

a) Q=1 Q*=1
б) Q=0 Q*=0

При S=1 R=0
Q=1
При S=0 R=1
Q=0
При S=1 R=1
Q=Q*=0

Имя файла: Архитектура-ЭВМ.-Логические-основы-ЭВМ.pptx
Количество просмотров: 23
Количество скачиваний: 0