Презентация к уроку Логические основы устройства компьютера

Логические основы устройства компьютера Базовые логические элементы Базовые логические элементы – реализуют три основные логические операции:Логический элемент «И» - логическое умножениеЛогический элемент «ИЛИ» - логическое сложениеЛогический элемент «НЕ» - инверсия Логические элементы компьютера оперируют с сигналами – электрическими импульсами.Есть импульс – логический смысл сигнала – 1. Нет импульса – 0.На входы логического элемента поступают сигналы-значения аргументов, на выходе появляется сигнал-значение функции. Преобразование сигнала логическим элементом задается таблицей состояния, которая фактически является таблицей истинности. А (0, 0, 1, 1) В (0, 1, 0, 1) И F(А,В) (0, 0, 0, 1) Логический элемент «И» На входы А и В логического элемента подаются два сигнала (00, 01, 10 или 11). На выходе получается сигнал 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности. А (0, 0, 1, 1) В (0, 1, 0, 1) F(А,В)(0, 1, 1, 1) ИЛИ Логический элемент «ИЛИ». На входы А и В логического элемента подаются два сигнала (00, 01, 10 или 11). На выходе получается сигнал 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности. А (0, 1) F (А) (1, 0) НЕ Логический элемент «НЕ». На вход А логического элемента подается сигнал 0 или 1.На выходе получается сигнал 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности инверсии. Сумматор двоичных чисел Для упрощения работы компьютера все математические операции сводятся к сложению двоичных чисел. Поэтому главной частью процессора являются сумматоры.ПолусумматорПри сложении двоичных чисел в каждом разряде образуется сумма и при этом возможен перенос в старший разряд.Введем обозначения слагаемых (А, В), переноса (Р) и Суммы (S). 0 1 1 0 S Сумма 1 0 0 0 P Перенос 1 0 1 0 В 1 1 0 0 А Слагаемые Составим таблицу для сложения одноразрядных двоичных чисел с учетом переноса в старший разряд. ____ Из таблицы видно, что Р = А&В S = (AvB) &(A &B) А В И И НЕ ИЛИ А&В А&В Построим схему сложения:Для обеспечения переноса нужно использовать логический элемент «И», имеющий два входа, на выходе получаем элемент логического умножения.Данная схема называется полусумматором, т.к. реализует суммирование одноразрядных двоичных чисел без учета переноса из младшего разряда. 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 S Р Р0 В А Сумма Перенос Перенос из младшего разряда Слагаемые Полный одноразрядный сумматор Полный одноразрядный сумматор должен иметь три входа: А,В, и Р0 два выхода: S и Р. Триггер Триггер может находиться в одном из двух устойчивых состояний (0 или 1), что позволяет:запоминать хранитьсчитывать S R SET – УСТАНОВКА RESET – СБРОС Q Q ИНВЕРСНЫЙ ПРЯМОЙ Входы триггера S, R – используются для установки триггера в единичное состояние и сброса в нулевое Логический элемент – электронное устройствоЛогический элемент «и» - логическое умножениеЛогический элемент «или» - логическое сложениеЛогический элемент «не» -инверсия (отрицание) 1 0 1 0 Сигнал на входе Сброс Запрещёно! 1 1 0 0 1 0 0 1 Режимтриггера Выход Q Выход Q Вход R Вход S Заполни таблицу