Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


Ѕазовые логические элементы компьютера




ѕри построении функциональных узлов компьютерных систем используютс€ элементы, которые реализуют базовую систему логических функций. ќдним из таких базовых наборов €вл€етс€ набор из трех функций: дизъюнкции (логическое »Ћ»), конъюнкции (логическое ») и отрицание (логическое Ќ≈). Ќа рисунке 2.4 показаны условные обозначени€ и значени€ выходного сигнала в зависимости от входных сигналов. Ќоль изображаетс€ на диаграммах низким значением сигнала, а единица Ц высоким. »спользу€ эти базовые элементы, стро€тс€ все функциональные узлы цифровых вычислительных систем.

–исунок 2.4. Ѕазова€ система логических элементов цифровых устройств

 

–ассмотрим некоторые функциональные узлы  —, построенные на логических элементах.

Ёлемент пам€ти

ќсновой любого компьютера €вл€етс€ €чейка пам€ти, котора€ может хранить данные или команды. ќсновой любой €чейки пам€ти €вл€етс€ функциональное устройство, которое может по команде прин€ть или выдать один двоичный бит и сохран€ть его сколь угодно долго. “акое устройство называетс€ триггер, или защелка. ќно строитс€ на основе базового набора логических схем. Ќа рисунке 2.5 показана схема триггера.

 

–исунок 2.5. —хема триггера в состо€нии хранени€ бита информации

 

ќн собран па четырех логических элементах: два элемента Ђлогическое Ќ≈ї (схемы 1 и 2) и два элемента Ђлогическое »-Ќ≈ї (схемы 3 и 4). ƒва последних элемента представл€ют собой комбинацию логических элементов Ђлогическое »ї и Ђлогическое Ќ≈ї. “акой элемент на входе выполн€ет операцию логического умножени€, результат которой инвертируетс€ на выходе логическим отрицанием. “риггер имеет два выхода Q и . —игнал на выходе Q соответствует значению, хран€щемус€ в триггере. ¬ыход используетс€ при необходимости получить инверсное значение сигнала. ¬ходы S и R предназначены дл€ записи в триггер одного бита со значением ноль или единица.

–ассмотрим состо€ние триггера во врем€ хранени€ бита. ѕусть в триггер записан ноль (на выходе Q низкий уровень сигнала). ≈диница на выходе схемы 4 и единица на выходе схемы 1 поддерживают состо€ние выхода схемы 3 в состо€нии нул€ (). ¬ свою очередь, ноль на выходе схемы 3 поддерживает единицу на выходе схемы 4 (). “акое состо€ние может поддерживатьс€ триггером бесконечно долго.

ƒл€ записи в триггер единицы на вход S подаетс€ единица (рисунок 2.6).

 

–исунок 2.6. «апись в триггер единицы

 

Ќа выходе схемы 1 получитс€ ноль, который обеспечит на выходе схемы 3 единицу. — выхода схемы 3 единица поступит на вход схемы 4, па выходе которой значение изменитс€ на ноль (). Ётот ноль на входе схемы 3 будет поддерживать сигнал на се выходе в состо€нии единицы. “еперь можно сн€ть единичный сигнал на входе S, на выходе схемы 3 все равно будет высокий уровень. “.е. триггер сохран€ет записанную в него единицу. ≈диничный сигнал на входе S необходимо удерживать некоторое врем€, пока на выходе схемы 4 не по€витс€ нулевой сигнал. «атем вновь на входе S устанавливаетс€ нулевой сигнал, но триггер поддерживает единичный сигнал на выходе Q, т.е. сохран€ет записанную в него единицу. “очно так же, подав единичный сигнал на вход R, можно записать в триггер ноль.

”словное обозначение триггера показано на рисунке 2.7.

 

–исунок 2.7. ”словное обозначение триггера

 

“риггер служит основой дл€ построени€ функциональных узлов, способных хранить двоичные числа, осуществл€ть их синхронную параллельную передачу и запись, а также выполн€ть с ними некоторые специальные операции. “акие функциональные узлы называютс€ регистрами.

–егистр представл€ет собой набор триггеров, число которых определ€ет разр€дность регистра. –азр€дность регистра кратна восьми битам: 8-, 16-, 32-, 64-разр€дные регистры.  роме этого в состав регистра вход€т схемы управлени€ его работой.

 

”стройства обработки информации

ƒл€ обработки информации компьютер должен иметь устройство, выполн€ющее основные арифметические и логические операции над числовыми данными. “акие устройства называютс€ арифметико-логическими устройствами (јЋ”). ¬ основе јЋ” лежит устройство, реализующее арифметическую операцию сложени€ двух целых чисел. ќстальные арифметические операции реализуютс€ с помощью представлени€ чисел в дополнительном коде.

—умматор јЋ” представл€ет собой многоразр€дное устройство, каждый разр€д которого представл€ет собой схему на логических элементах, выполн€ющих суммирование двух одноразр€дных двоичных чисел с учетом переноса из предыдущего младшего разр€да. –езультатом €вл€етс€ сумма входных величин и перенос в следующий старший разр€д. “акое функциональное устройство называетс€ одноразр€дным, полным сумматором. ≈го условное обозначение показано на рисунке 2.8.

 

–исунок 2.8. ”словное обозначение полного одноразр€дного сумматора

 

–ассмотренные выше функциональные элементы €вл€ютс€ основными при построении схем компьютерных систем.

 

ќперационные системы

 ак уже говорилось выше, в состав вычислительной системы вход€т как аппаратные, так и программные средства, которые дл€ вычислительной техники прин€то рассматривать отдельно. ќтдельно рассматривают аппаратную конфигурацию вычислительных систем и их программную конфигурацию. “акой принцип разделени€ имеет дл€ информатики особое значение, поскольку очень часто решение одних и тех же задач может обеспечиватьс€ как аппаратными, так и программными средствами. ќт верного выбора программного решени€ конфигурации завис€т производительность и эффективность всей вычислительной системы в целом.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2016-11-12; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2274 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ѕольшинство людей упускают по€вившуюс€ возможность, потому что она бывает одета в комбинезон и с виду напоминает работу © “омас Ёдисон
==> читать все изречени€...

686 - | 527 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.013 с.