6. Prelegere: porți logice, circuite, structuri
informatică
Obiectiv: să ia în considerare
(matematice, logice) concepte de bază teoretice și informații cu privire la elementele logice de bază și a structurilor - porți logice, logice (comutare) circuite, dispozitive de baze de date logice și calculatoare la structura lor optimă, optimizarea structurilor lor.
Orice computer, mai precis, orice unitate logică electronică este format din zeci sau sute de mii de asa-numitele porti (dispozitive logice, circuite logice de bază), uniți de legile și regulile (axiome) supape algebra în circuit. module.
Porți, circuite
O poartă logică (în continuare pur și simplu o poartă) este un fel de atom, din care sunt compuse computerele electronice. Funcționează pe principiul unei macarale (de aici numele), prin deschiderea sau închiderea semnalelor.
Schemele logice sunt concepute pentru a implementa diferite funcții ale algebrului logicii și sunt implementate folosind trei elemente logice de bază (circuite logice gate sau așa-numitele circuite de comutare). Ele reproduc funcțiile circuitelor semiconductoare.
Invertor, disjuncție, conjunctor
Funcțiile logice ale negării, disjuncției și conjuncțiilor realizează, în consecință, circuite logice, numite invertor. întrerupător și conjunctor.
Schematic invertorul. întrerupător și un conjunctor pe circuitele logice ale diferitelor dispozitive pot fi reprezentate condițional după cum urmează.
Valvele simbolurilor
Din aceste elemente de bază de logică de bază se construiesc circuite logice complexe ale calculatorului, de exemplu, amplificatoare, encodere, decodoare etc.
Din aceste elemente de bază de logică de bază se construiesc circuite logice complexe ale calculatorului, de exemplu, amplificatoare, encodere, decodoare etc.
Circuitele integrate mari (LSI) și super-mari (VLSI) conțin în compoziția lor (pe un cristal de siliciu cu o suprafață de câțiva centimetri pătrați) zeci de mii de porți.
Acest lucru este posibil, deoarece setul de bază de circuite logice (invertor conjunctor, disjunctors) este complet funcțional (orice funcție logică poate fi reprezentată în ceea ce privește aceste porți de bază).
În sistemul binar, tabelul de însumare a cifrei x și a cifrei y și obținerea cifrei z, ținând cont de transferul p în unele cifre ale numerelor x și y, poate fi reprezentat de un tabel al formularului
Acest tabel poate fi interpretat ca o tabelă reprezentată în comun de funcții logice (predicate) ale formularului
Acest tabel poate fi interpretat ca o tabelă reprezentată în comun de funcții logice (predicate) ale formularului
Elementul logic corespunzător acestor funcții se numește un adder de o singură cifră și are următoarea schemă:
Elementul logic corespunzător acestor funcții se numește un adder de o singură cifră și are următoarea schemă:
„Black Box“ este numit un dispozitiv închis (scheme logice, electrice sau altele), al căror conținut este necunoscută și poate fi determinată (identificată) numai pentru sertar individuale ecrane de intrare / ieșire (valori ale semnalelor de intrare și ieșire).
În "cutia neagră" există o anumită logică. care ca răspuns la o anumită secvență de constante logice de intrare (pentru cutie) produce o secvență de constante logice obținute după executarea schemei logice în interiorul "cutiei negre".
Definiți funcția logică în interiorul casetei negre dacă operațiile sunt efectuate cu constante logice pentru secvențele de intrare (bitwise), de exemplu,
Definiți funcția logică în interiorul casetei negre dacă operațiile sunt efectuate cu constante logice pentru secvențele de intrare (bitwise), de exemplu,
Ca urmare a comparării semnalelor (secvențe de valori "adevărate", "false"), obținem următoarele expresii (secvențe de constante logice):
Ca urmare a comparării semnalelor (secvențe de valori "adevărate", "false"), obținem următoarele expresii (secvențe de constante logice):
Încercați să scrieți funcția pentru "cutia neagră" indicată în imagine:
O sarcină importantă a informaticii este de a minimiza numărul de porți pentru implementarea unui anumit sistem (dispozitiv), care este necesar pentru o implementare mai rațională și mai eficientă a acestor scheme, pentru o productivitate mai mare și costuri mai mici ale calculatorului.
O sarcină importantă a informaticii este de a minimiza numărul de porți pentru implementarea unui anumit sistem (dispozitiv), care este necesar pentru o implementare mai rațională și mai eficientă a acestor scheme, pentru o productivitate mai mare și costuri mai mici ale calculatorului.
Această sarcină este rezolvată cu ajutorul metodelor de informatică teoretică (metode de algebră booleană).
Să construim o schemă pentru funcția logică
Circuitul construit pentru această funcție booleană
Definiți o funcție logică. realizat printr-un circuit logic al formei
Funcția logică necesară
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: