Условные обозначения основных логических элементов

&

=1

&

НЕ

И

ИЛИ

исключ ИЛИ

И-НЕ

Обработка информации в ЭВМ происходит путем последовательного выполнения элементарных операций (запись, перезапись, сдвиг, преобразование, сложение). Для выполнения операций сконструированы – регистры, счетчики, сумматоры, преобразователи кодов. Рассмотрим устройство: триггера – основа устройств оперативного хранения информации;

Логическая схема триггера

&

&

&

&

D1

D3

D2

D4

S

R

Q

Q

S

R

Триггер собирается из четырех логических элементов И-НЕ. Причем два из них играют вспомогательную роль. Имеет два входа и выхода- прямой(Q) и инверсный(Q’).Тригер устроен так, что бы сигналы Q, Q’ были противоположны. Свойство тригерра: при отсутствии сигналов триггер сохраняет предыдущее состояние и служит устройством для хранения одного бита информации. Множество триггеров входят в состав любого микропроцессора.

Таблица истинности RS -триггера

S	R	S-	R-	Q	Q-	Prim
				X	X	Хранение
				(1)	(1)	Запрещено

Булевы функции. Законы функционирования отдельных устройств системы в процессе их разработки часто описывают на языке булевых функций или на языке релейно-контактных схем. Следует иметь в виду, что программная реализация булевых функций в отличие от их реализации на комбинационных схемах, как правило, не требует дополнительной аппаратуры, но сопряжена с потерей быстродействия.

В качестве примера рассмотрим комбинационную схему, показанную на рисунке и реализующую булеву функцию от шести переменных

F= (А /\ (В \/ C)) \/ (E /\ H) \/ L.

Предположим, что группа датчиков объекта управления генерирует для МК пять независимых двоичных сигналов: А и В от двух концевых переключателей; С, Е и Н - три бита от 3-позиционного переключателя, установленного на пульте управления оператора. Пусть шестая переменная L – это флаг некоторого программного признака, например признака не прохождения теста. Выходной сигнал F через порт подается на реле исполнительного механизма.

Сигналы от указанных датчиков подаются в строго определенные биты некоторого порта ввода информации.

Основные цифровые логические схемы ЭВМ:

1. Интегральные схемы

Вентили производятся и продаются не по отдельности, а в модулях, которые называются интегральными схемами (ИС) или микросхемами. Интегральная схема представляет собой квадратный кусочек кремния размером примерно 5x5 мм, на котором находится несколько вентилей1.

2. Комбинационные схемы

Многие применения цифровой логики требуют наличия схем с несколькими входами и несколькими выходами, в которых выходные сигналы определяются текущими входными сигналами. Такая схема называется комбинационной схемой. Не

все схемы обладают таким свойством. Например, схема, содержащая элементы памяти, может генерировать выходные сигналы, которые зависят от значений, хранящихся в памяти. Микросхема, которая реализует таблицу истинности (напри-

мер, приведенную на рис. 3.3, а), является типичным примером комбинационной схемы. В этом разделе мы рассмотрим наиболее часто используемые комбинационные схемы.

3. Мультиплексоры

На цифровом логическом уровне мультиплексор представляет собой схему с двумявходами, одним выходом и п линиями управления, которые выбирают один из входов. Выбранный вход соединяется с выходом.

4. Декодеры

В качестве второго примера рассмотрим схему, которая получает на входе п-битное число и использует его для того, чтобы выбрать (то есть установить на значение 1) одну из 2" выходных линий. Такая схема называется декодером.

5. Компараторы

Еще одна полезная схема — компаратор. Компаратор сравнивает два слова, которые поступают на вход.

6. Программируемые логические матрицы

Ранее мы рассказывали, что любую функцию (таблицу истинности) можно представить в виде суммы произведений и, следовательно, воплотить в схеме, используя вентили И и ИЛИ. Для вычисления сумм произведений служит так называемая программируемая логическая матрица

11. СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ. ПОЗИЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ: ПРАВИЛА ПЕРЕВОДА Р-ИЧНОГО ВЕЩЕСТВЕННОГО ЧИСЛА В Q-ИЧНОЕ ЧИСЛО. СМЕШАННЫЕ Р-Q-ИЧНЫЕ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ.[2]

Система счисления – это способ наименования и изображения чисел с помощью символов, имеющих определенные количественные значения.

Алфавит СС - множество знаков для записи числа (совокупность различных цифр, используемых в последовательности цифр, изображающих число).

В зависимости от способа изображения чисел системы счисления делятся на:

1. Позиционные – количественное значение каждой цифры зависит от ее места (позиции) в числе.

2. Непозиционные – цифры не меняют своего количественного значения при изменении их расположения в числе.

3. Смешанные – это система счисления с основаниями p и q, где для любых чисел истинно равенство P^m =Q, где m – натуральное число. В pq- ичной системе, каждая цифра числа заданного в q- ичной системе заменяется соответствующей ее представлениям в р-ичной системе (можно рассматривать как одну из групп позиционной системы счисления).