2014-01-24
689
Аппаратная реализация логических функций
Информации в компьютере
Физические основы представления
Лекция 5
Как отмечалось ранее, базовым элементом современных компьютеров является двухпозиционный элемент, который может иметь два состояния
- с о с т о я н и е 1 (логическая единица),
- с о с т о я н и е 0 (логический нуль).
В роли двухпозиционных элементов используются специальные электронные устройства, называемые т р и г г е р а м и. За состояние 1 принимается факт наличия на выходе триггера электрического сигнала (обычно в диапазоне 3.5В … 12В) Отсутствие электрического сигнала воспринимается как состояние 0. Поскольку вся информация в компьютере представляется в двоичном (машинном) коде, то и все операции по ее обработке базируются на использовании только двух сигналов 0 и 1.
Основой построения всех электрических схем по обработке двоичной информации являются логические схемы. Элементы, реализующие эти схемы, называются логическими элементами.
|
|
|
- к о н ъ ю н к ц и я (логическое умножение или логическое И),
- д и з ъ ю н к ц и я (логическое сложение или логическое ИЛИ),
- о т р и ц а н и е (инверсия или логическое НЕ).
Смысл этих операций становится понятным из табл. 5.1
Логический элемент, реализующий логическую функцию И, имеет следующее условное обозначение
x1
x2 y
xN
У этого элемента на выходе y появляется сигнал 1 в том случае, если на всех входах x1, x2, …, xN будет присутствовать сигнал 1. Наличие хотя бы на одном входе x сигнала 0 приводит к появлению на выходе y сигнала 0.
Таблица 5.1
| Значения входных переменных | Результаты логических операций | ||||
| Х1 | Х2 | И | ИЛИ | НЕ | |
| Х1 | Х2 | ||||
Логический элемент, реализующий логическую функцию ИЛИ, имеет условное обозначение
x1
x2y
xN
На выходе y появляется сигнал 1, если хотя бы на одном из входов x1, x2, …, xN будет сигнал 1. Возникновение на выходе y сигнала 0 возможно только в том случае, когда на всех входах x1, x2, …, xN, будет сигнал 0.
Логический элемент, реализующий логическую функцию НЕ, имеет следующее условное обозначение
x y
Он преобразует сигнал 1 на входе в сигнал 0 на выходе и наоборот. Обычно логические элементы, реализующие логическую функцию НЕ, комбинируют с логическими функциями И или ИЛИ, образуя логические элементы И – НЕ и ИЛИ – НЕ.
Условные обозначения этих элементов имеют следующий вид
x1 x1
x2 y x2 у
xN xN
И - НЕ ИЛИ - НЕ
На базе этих элементов строятся самые различные цифровые устройства: триггеры, счетчики, сумматоры, дешифраторы, регистры и др.
|
|
|
