Который выдает после обработки двоичных сигналов
Перейти к содержимому

Который выдает после обработки двоичных сигналов

  • автор:

Который выдает после обработки двоичных сигналов

Работа всех современных вычислительных машин заключается в обработке и пересылке последовательностей нулей и единиц. В виде таких последовательностей кодируется текстовая, графическая, звуковая и числовая информация. Простейшими преобразователями информации являются логические преобразователи дискретного действия. На входе преобразователь получает информацию, на выходе демонстрирует результат.

Рисунок 13. Логический преобразователь с n входами и m выходами

На каждый вход подаются сигналы 0 или 1. На выходе тоже демонстрируются сигналы только двух типов: 0 и 1. В любой момент времени, на любом входе и выходе удерживается какой-то один из сигналов: 0 или 1. Предположим, что в процессе работы преобразователя сигналы сменяют друг друга мгновенно (скачком). Будем понимать дискретность действия преобразователя как эту мгновенную смену двух сигналов.

Обработку двоичной информации осуществляет арифметико-логическое устройство, являющееся частью процессора. Это устройство состоит из логических элементов.

Дискретный преобразователь, который после обработки входных двоичных сигналов выдаёт на выходе сигнал, являющийся значением одной из логических операций, называется логическим элементом .

Ниже приведены условные обозначения (схемы) базовых логических элементов, реализующих логическое умножение (конъюнктор), логическое сложение (дизъюнктор) и отрицание (инвертор).

6. Логические элементы компьютера.

Дискретный преобразователь, который после обработки входных двоичных сигналов выдаёт на выходе сигнал, являющийся значением одной из логических операций, называется логическим элементом.

Ниже приведены условные обозначения (схемы) базовых логических элементов, реализующих логическое умножение (конъюнктор), логическое сложение (дизъюнктор) и отрицание (инвертор).

Рис. Конъюнктор, дизъюнктор и инвертор

Устройства компьютера (сумматоры в процессоре, ячейки памяти в оперативной памяти и др.) строятся на основе базовых логических элементов.

Сегодня мы изучим еще один способ представления логических выражений – логические схемы.

Существует три базовых логических элемента, которые реализуют рассмотренные нами три основные логические операции:

  • логический элемент «И» — логическое умножение – конъюнктор;
  • логический элемент «ИЛИ» — логическое сложение – дизъюнктор;
  • логический элемент «НЕ» — инверсию – инвертор.

Поскольку любая логическая операция может быть пред­ставлена в виде комбинации трех основных, любые устройства компьютера, производящие обработку или хранение информации, могут быть собраны из базовых логических элементов, как из “кирпичиков”. Логические элементы компьютера оперируют с сигналами, представляющими собой электрические импульсы. 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 состояний, которая фактически является таблицей истинности, соответствующей логической функции, только представлена в форме логических схем. В такой форме удобно изображать цепочки логических операций и производить их вычисления. Пример 1. По заданной логической функции F(A,B) = B& Ú &A построить логическую схему. Построение необходимо начинать с логической операции, которая должна выполняться последней. В данном случае такой операцией является логическое сложение, следовательно, на выходе логической схемы должен быть дизъюнктор. На него сигналы подаются с двух конъюнкторов, на которые, в свою очередь подаются один входной сигнал нормальный и один инвертированный (с инверторов). Пример 2. Логическая схема имеет два входа X и Y. Определить логические функции F1(X,Y) и F2(X,Y), которые реализуются на ее двух выходах. Функция F1(X,Y) реализуется на выходе первого конъюнктора, т.е. F1(X,Y) = X&Y. Одновременно сигнал с конъюнктора подается на вход инвертора, на выходе которого реализуется сигнал , который, в свою очередь, подается на один из входов второго конъюнктора. На другой вход второго конъюнктора подается сигнал XÚY с дизъюнктора, следовательно, функция F2(X,Y) = & (XÚY). Рассмотрим схему сложения двух n-разрядных двоичных чисел. При сложении цифр i-го разряда складываются аi и bi, а также pi-1 — перенос из i-1разряда. Результатом будет si – сумма и pi — перенос в старший разряд. Таким образом, одноразрядный двоичный сумматор — это устройство с тремя входами и двумя выходами. Пример 3. Построить таблицу истинности одноразрядного двоичного сумматора, воспользовавшись таблицей сложения двоичных чисел. ВходыВыходыAiBiPi-1SiPi 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1

Логические элементы компьютера.

В 1938 году была опубликована магистерская диссертация (1937 года) Клода Шеннона «Символьный анализ реле и коммутаторов» . В публикации Шеннон представил работу релейных схем с помощью булевой алгебры и двоичной арифметики, тем самым по сути заложив основы цифровой техники.

Устройства компьютера, предназначенные для выполнения арифметических и логических операций можно рассматривать как преобразователь, который получает на входы двоичные сигналы, а на выходе новую двоичную последовательность.

Определение. Дискретный преобразователь, который выдает после обработки двоичных сигналов значение одной из логических операций, называется логическим элементом (вентилем).

Логические элементы преобразуют сигнал в соответствие с таблицей состояния, которая по сути является таблицей истинности реализуемой логической функции.

Любую логическую функцию можно представить с помощью базиса «НЕ», «И» и «ИЛИ». Таким образом, для реализации сложных логических функций будет достаточно комбинаций трех элементов, реализующих указанные операции:

  • Логический элемент «И» (конъюнктор) реализует операцию конъюнкции.
  • Логический элемент «ИЛИ» (дизъюнктор) реализует операцию дизъюнкции.
  • Логический элемент «НЕ» (инвертор) реализует операцию дизъюнкции.

В микроэлектронике базовыми также являются логические элементы «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ», которые соответственно реализуют функции штрих Шеффера и стрелка Пирса.

Для обозначения логических элементов в компьютерной схемотехнике используются несколько стандартов. Наиболее распространенными являются международный (IEC), российский (ГОСТ), американский (ANSI) и европейский (DIN).

Согласно ГОСТ 2.743-91 условные графические обозначения в электронных схемах простейших логических элементов выглядят следующим образом:

НЕ И ИЛИ И — НЕ ИЛИ — НЕ

Небольшой кружок на выходе (или на входе) условного обозначения логического элемента означает операцию «НЕ».

Copyright © 2014-2021, Урок информатики
Все права защищены

Базовые логические элементы. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ Дискретный преобразователь, который после обработки входных двоичных сигналов выдает на выходе сигнал, — презентация

Презентация на тему: » Базовые логические элементы. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ Дискретный преобразователь, который после обработки входных двоичных сигналов выдает на выходе сигнал,» — Транскрипт:

1 Базовые логические элементы

2 ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ Дискретный преобразователь, который после обработки входных двоичных сигналов выдает на выходе сигнал, являющийся значением одной из логических операций, называется логическим элементом. Базовые логические элементы реализуют три базовые логические операции: логический элемент «И» (конъюнктор) – логическое умножение; логический элемент «ИЛИ» (дизъюнктор) – логическое сложение; логический элемент «НЕ» (инвертор) – логическое отрицание. Любая логическая операция может быть представлена в виде комбинации трех базовых, поэтому любые устройства компьютера, производящие обработку и хранение информации, могут быть собраны из базовых логических элементов. Логические элементы компьютера оперируют с сигналами, представляющими собой электрические импульсы. Есть импульс – логическое значение сигнала 1, нет импульса – значение 0.

3 ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ И Электрическая схема модели логического элемента «И» Логический элемент «И»

4 ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ ИЛИ Электрическая схема модели логического элемента «ИЛИ» Логический элемент «ИЛИ»

5 ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ НЕ Электрическая схема модели логического элемента «НЕ» Логический элемент «НЕ»

6 КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ 3.7. на стр.183. В редакторе схем нарисовать логические и электрические схемы базовых логических элементов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *