Презентация "Логические основы устройства компьютера" скачать


Презентация "Логические основы устройства компьютера"

Подписи к слайдам:
Логические основы устройства компьютера Базовые логические элементы
  • Базовые логические элементы –
  • реализуют три основные логические операции:
  • Логический элемент «И» - логическое умножение
  • Логический элемент «ИЛИ» - логическое сложение
  • Логический элемент «НЕ» - инверсия
Логические элементы компьютера оперируют с сигналами – электрическими импульсами.
  • 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.
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)
  • И
  • F(А,В) (0, 0, 0, 1)
Высказывание «A и B» истинно тогда и только тогда, когда А и B истинны одновременно
  • Высказывание «A и B» истинно тогда и только тогда, когда А и B истинны одновременно
  • 220 В
  • A и B
Операция И (логическое умножение, конъюнкция)
  • A
  • B
  • А и B
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
  • 1
  • 0
  • 1
  • 0
  • 0
  • 1
  • 1
  • 1
  • также: A·B, A  B, A and B (Паскаль), A && B (Си)
  • A  B
  • конъюнкция – от лат. conjunctio — соединение
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, 0, 1, 1)
  • В (0, 1, 0, 1)
  • F(А,В)(0, 1, 1, 1)
  • ИЛИ
Высказывание «A или B» истинно тогда, когда истинно А или B, или оба вместе
  • Высказывание «A или B» истинно тогда, когда истинно А или B, или оба вместе
  • 220 В
  • A или B
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.
  • А (0, 1)
  • F (А) (1, 0)
  • НЕ
  • A
  • B
  • А или B
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
  • 1
  • 1
  • 1
  • 0
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • также: A+B, A  B, A or B (Паскаль), A || B (Си)
  • Операция ИЛИ (логическое сложение, дизъюнкция)
  • дизъюнкция – от лат. disjunctio — разъединение
Базовый набор операций
  • С помощью операций И, ИЛИ и НЕ можно реализовать любую логическую операцию.
  • ИЛИ
  • И
  • НЕ
  • базовый набор операций
  • Сколько всего существует логических операции с двумя переменными?
  • ?
Штрих Шеффера, «И-НЕ»
  • A
  • B
  • А | B
  • 0
  • 0
  • 1
  • 0
  • 1
  • 1
  • 1
  • 0
  • 1
  • 1
  • 1
  • 0
Стрелка Пирса, «ИЛИ-НЕ»
  • A
  • B
  • А ↓ B
  • 0
  • 0
  • 1
  • 0
  • 1
  • 0
  • 1
  • 0
  • 0
  • 1
  • 1
  • 0
Логические элементы компьютера
  • &
  • 1
  • ИЛИ
  • И
  • &
  • И-НЕ
  • 1
  • ИЛИ-НЕ
  • НЕ
  • значок инверсии
Сумматор двоичных чисел
  • Для упрощения работы компьютера все математические операции сводятся к сложению двоичных чисел.
  • Поэтому главной частью процессора являются сумматоры.
  • Полусумматор
  • Полусумматор – это логическая схема, способная складывать два одноразрядных двоичных числа.
  • При сложении двоичных чисел в каждом разряде образуется сумма и при этом возможен перенос в старший разряд.
  • Введем обозначения слагаемых (А, В),
  • переноса (Р) и cуммы (S).
  • Σ
  • сумма
  • перенос
  • перенос
Составим таблицу для сложения одноразрядных двоичных чисел с учетом переноса в старший разряд.
  • Составим таблицу для сложения одноразрядных двоичных чисел с учетом переноса в старший разряд.
  • ____
  • Из таблицы видно, что Р = А&В S = (AvB) &(A &B)
  • Слагаемые
  • Перенос
  • Сумма
  • А
  • В
  • P
  • S
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
  • 1
  • 0
  • 1
  • 1
  • 0
  • 0
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 0
Построим схему сложения:
  • 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.
  • А
  • В
  • И
  • И
  • НЕ
  • ИЛИ
  • А&В
  • А&В
Полный одноразрядный сумматор
  • Сумматор – это логическая схема, способная складывать два одноразрядных двоичных числа с переносом из предыдущего разряда.
  • Полный одноразрядный сумматор должен иметь три входа:
  • А,В, и Р0
  • два выхода: S и Р.
  • Слагаемые
  • Перенос из младшего разряда
  • Перенос
  • Сумма
  • А
  • В
  • Р0
  • Р
  • S
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
  • 1
  • 0
  • 0
  • 1
  • 1
  • 0
  • 0
  • 0
  • 1
  • 1
  • 1
  • 0
  • 1
  • 0
  • 0
  • 0
  • 1
  • 0
  • 1
  • 0
  • 1
  • 1
  • 1
  • 0
  • 1
  • 0
  • 1
  • 1
  • 0
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • P = (A & B) v (A & P0) v (B & P0)
  • S = (A v B v P0) & ¬ P0 v (A & B & P0)
  • Триггер
  • 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
  • Триггер – это логическая схема, способная хранить 1 бит информации (1 или 0). Строится на 2-х элементах ИЛИ-НЕ или на 2-х элементах И-НЕ.
  • или
  • или
  • не
  • не
  • S
  • R
  • Q
  • 1
  • 0
  • RS - триггер
  • или
  • или
  • не
  • не
  • S
  • R
  • Q
  • 1
  • 0
  • RS - триггер
  • Сигнал на
  • входе
  • Сброс
Заполни таблицу
  • Вход S
  • Вход R
  • Выход Q
  • Выход Q
  • Режим триггера
  • 1
  • 0
  • 0
  • 1
  • 0
  • 0
  • 1
  • 1
  • Запрещёно!
  • Практическая работа:
  • Составить по логической схеме логическое выражение и для него заполнить таблицу истинности.
  • По логической функции составить таблицу истинности и начертить функциональную схему на логических элементах.
  • Домашнее задание:
  • Оформить задания практической работы в тетради.
  • Скачать свободно распространяемый (бесплатно) компьютерный конструктор «Начала электроники», освоить и применить на уроках физики свои знания по этой теме.