Логические основы компьютера

Дискретный преобразователь, который после обработки входных двоичных сигналов выдает на выходе сигнал, являющийся значением одной из логических операций, называется логическим элементом. Устройства компьютера (сумматоры в процессоре, ячейки памяти в оперативной памяти и т.д) строятся на основе базовых логических элементов.

Конъюнктор:

Дизъюнктор:

Инвертор:

Пример 1. По заданной логической функции F(A,B)= построить логическую схему.

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.

F2(X,Y)

Пример 3. Одноразрядный двоичный сумматор. an … ai … a1 a0 + bn … bi… b1 b0 sn+1 sn … si … s1 s0 При сложении цифр i-того разряда складываются ai и bi , а также pi-1 – перенос из i-1 разряда. Результатом будет сумма si и перенос pi в старший разряд. Таким образом, одноразрядный двоичный сумматор – это устройство с тремя входами и двумя выходами. Построим таблицу истинности одноразрядного двоичного сумматора. Воспользуемся таблицей сложения двоичных чисел.

Входы Выходы Ai Bi Pi-1 Si Pi 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

Триггер. Для хранения информации в оперативной памяти компьютера, а также во внутренних регистрах процессора используются триггеры. Триггер может находиться в одном из двух устойчивых состояний, что позволяет запоминать, хранить и считывать 1 бит информации.

Самый простой триггер – RS-триггер. Он состоит из двух логических элементов ИЛИ-НЕ, которые реализуют логическую функцию F9. Входы и выходы элементов соединены кольцом: выход первого соединен со входом второго и выход второго со входом первого. Триггер имеет два входа S (set-установка) и R(reset-сброс) и два выхода Q (прямой) и Q (инверсный).

Логическая схема RS-триггера: