LEKTsIYa_LOGIChESKIE_OSNOVY_EVM

Элементы
ЭВМ - совокупность узлов
Узел - совокупность элементов.
Элемент - это наименьшая функциональная часть, на которую может быть разбита ЭВМ при логическом проектировании и технической реализации.

Классификация элементов
По функциональному назначению:
логические (реализующие одну из функций алгебры логики);
запоминающие (для хранения одноразрядного двоичного числа);
вспомогательные (для формирования и генерации импульсов, таймеры, элементы индикаторов, преобразователи уровней и т.п.).

Классификация элементов
По типу сигналов:
Аналоговые
Цифровые

Классификация элементов
По способу представления входных и выходных сигналов:
потенциальные;
импульсные;
импульсно-потенциальные.

Базовые логические элементы

Базовые логические элементы
Компьютер выполняет арифметические и логические операции при помощи базовых логических элементов, которые также еще называют
вентилями.
Вентиль «И» – конъюнктор.
Реализует конъюнкцию.
Вентиль «ИЛИ» – дизъюнктор.
Реализует дизъюнкцию.
Вентиль «НЕ» – инвертор.
Реализует инверсию
Любая логическая операция может быть представлена через конъюнкцию, дизъюнкцию и инверсию
Любой сложный элемент компьютера может быть сконструирован из элементарных вентилей

Сигналы-аргументы и
сигналы-функции
Вентили оперируют с электрическими импульсами:
Импульс имеется – логический смысл сигнала «1»
Импульса нет – логический смысл сигнала «0»
На входы вентиля подаются импульсы – значения аргументов,
на выходе вентиля появляется сигнал – значение функции

Логическая схема
типа «И» (конъюнктор)
1
∧
0
=
0
1
0
A
В
Электрическая цепь из двух
последовательно подключенных
выключателей

Конъюнктор
На входы конъюнктора подаются сигналы 0 или 1
На выходе конъюнктора появляются сигналы 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности

+
-
Логическая схема
типа «ИЛИ» (дизъюнктор)
1
1
1
v
1
=
1
Электрическая цепь из двух
параллельно подключенных
выключателей

Дизъюнктор
На входы дизъюнктора подаются сигналы 0 или 1
На выходе дизъюнктора появляются сигналы 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности

+
-
Логическая схема
типа «НЕ» (инвертор)
+
-
¬1 = 0
1
Электрическая цепь с одним
автоматическим выключателем

Инвеpтор
На входы инвертора подаются сигналы 0 или 1
На выходе инвертора появляются сигналы 1 или 0 в соответствии с таблицей истинности

узлы

Узлы
Узел - совокупность элементов, которая реализует выполнение одной из машинных операций.

Классификация узлов
1. Комбинационные (автоматы без памяти)
Это узлы, выходные сигналы которых определяются только сигналом на входе, действующим в настоящий момент времени (включают сумматоры, схемы сравнения, шифраторы, дешифраторы, мультипликаторы, программируемые логические матрицы и т.д. );
2. Накапливающие (автоматы с памятью).
Сигналы на выходе зависят и от предыдущего состояния узла
(включают триггеры, регистры, счётчики и т.п.)
3. Программируемые
Сигналы зависят от того, какая программа в них записана

КОДЕПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Кодепреобразователь – это комбинационное устройство (КУ), имеющее m входов и n выходов и преобразующее входные m-разрядные двоичные числа в выходные n-разрядные.
шифраторы
дешифраторы.
мультиплексор
демультиплексор

ДЕШИФРАТОР
Дешифратор (ДШ) - это КУ с m-входами и n выходами, формирующие ''1'' только на одном из выходов, десятичный номер которого соответствует входной десятичной комбинации. Работа ДШ задается таблицей истинности .
Шифратор (СД) - решает обратную приведенной раньше задаче.

МУЛЬТИПЛЕКСОР
Мультиплексор - это КУ, которое осуществляет коммутацию одного из своих входов Х на единственный выход У.
Подключение входа к выходу осуществляется в момент подачи на синхронизирующий вход с тактового импульса , а номер подключаемого к выходу входа определяется адресным кодом , подающимся на адресные входы мультиплексора А. Демультиплексор (ДМХ) решает обратную задачу.
Коммутатор - это КУ с m входами и n выходами, которое по заданным адресам А входа и B выхода соединяет между собой требуемые вход и выход.

Триггеры
Регистры - Предназначены для записи, хранения и преобразования в них двоичных чисел.
В качестве элементарной ячейки регистра используется триггер, который может хранить одноразрядное двоичное число.
Запись и считывание информации в регистр может производиться последовательно (поразрядно) или параллельно (всеми разрядами одновременно).
различают регистры
последовательные,
параллельные,
последовательно-параллельные,
параллельно-последовательные
универсальные.

Регистры
Счётчик - Функциональный узел, предназначенный для подсчета числа получивших на его вход сигналов (импульсов) и фиксации результата в виде многоразрядного двоичного числа.
Счётчики подразделяются на
суммирующие
вычитающие
реверсивные.

Триггер
Важнейшая структурная единица оперативной памяти и регистров процессора. Используется в качестве запоминающих элементов ЭВМ (это устройства на основе магнитных материалов)
Состоит из двух логических элементов «ИЛИ» и двух логических элементов «НЕ».
Это конечный автомат, который обладает двумя устойчивыми состояниями и под воздействием управляющего сигнала переходит из одного состояния в другое.