<<
>>

БАЗОВЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

В цифровых схемах ЭВМ все сигналы представляются высокими и низкими уровнями напряжения (тока), которым ставится в соот- ветствие логические значения 1 и 0. В зависимости от состояния входного или выходного сигнала различают положительную логи- ку, когда единичный двоичный сигнал отображается высоким уров- нем, а нулевое значение — низким, и отрицательную логику, когда единичный двоичный сигнал отображается низким уровнем, а ну- левое значение — высоким.

Высокий или низкий уровень сигнала определяется относитель- но некоторого порогового значения, которое зависит от элемент- ной базы. Например, если сигнал превышает границу порогового значения, то он соответствует 1; если сигнал меньше порогового значения, то он воспринимается как 0.

В схемах ЭВМ применяют два способа физического порогового представления сигналов: импульсный и потенциальный (рис. 1.2).

Длительность одного импульсного сигнала не превышает одного такта работы ЭВМ, т. е. времени, в течение которого происходит воздействие входного сигнала на логический элемент.

Длитель- ность потенциального сигнала может занимать более двух тактов (например, сигнал исправности устройства).

Анализ и синтез логических схем ЭВМ производится с исполь- зованием математического аппарата булевой алгебры — булевых функций, в которых входные и выходные переменные могут при- нимать только одно из двух значений: 0 или 1.

Над переменными производятся три основных преобразования: логическое сложение, логическое умножение и логическое отрица-

1 1 ^Люр 1 ^пор

о _о____ о_ _о___ _______ _о______ _о

______ !______ I______ I_____ I_______ I______ I___ ► I______ I______ I______ I_____ I_______ I______ ►

Такты Такты

а б

Рис. 1.2. Представление двоичных сигналов в ЭВМ:

а — импульсные сигналы; б — потенциальные сигналы; (_/пор — пороговое значение переключения элемента ние, что соответствует простым базовым логическим функциям: дизъюнкции (ИЛИ), конъюнкции (И) и инверсии (НЕ).

На электрических схемах эти элементы обозначаются согласно рис. 1.3.

Чтобы реализовать любую сколь угодно сложную логическую функцию, необходима функционально полная система логических элементов. Доказано, что набор из элементов трех типов ИЛИ, И, НЕ является функционально полным, поэтому любое цифровое устройство можно представить в виде комбинации этих логических операций.

Булевы функции можно задавать аналитически в виде выраже- ний алгебры логики или с помощью таблицы их значений.

Для описания выходных значений логических элементов при всех сочетаниях (наборах) входных переменных используются таб- лицы истинности. Таблица истинности любого логического элемен- та состоит из количества столбцов п, равного числу входов, одного столбца значений выхода и количества строк, равного 2п (набор входных переменных).

Впервые теорию булевых функций применили при синтезе релейно-контактных схем, на примере которых рассмотрим схем- ную реализацию базовых операций НЕ, ИЛИ, И.

ВхЛ 1 Вх._1_ &

Вых. Вых. Вх. |Вых.

Вх._2 “ Вх._2 “ -

<< | >>
Источник: В.Д.СИДОРОВ, Н.В.СТРУМП. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ. 2014

Еще по теме БАЗОВЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ:

  1. Базовые принципы соединения ума и тела
  2. Под ред. С. В. Симоновича. Информатика. Базовый курс. 2-е издание, 2004
  3. БАЗОВЫЕ ПОНЯТИЯ ЭТНОПСИХОЛОГИИ
  4. 1.1. Базовая информация
  5. Логическое ударение
  6. ГЛАВА 2 Базовые законы
  7. МЫШЛЕНИЕ СЛОВЕСНО-ЛОГИЧЕСКОЕ
  8. Логическая последовательность вопросов
  9. 3.2.4. Логический анализ основных понятий
  10. 31. Функции и базовые характеристики социальных институтов