1.6 Цифровые компараторы

Цифровым компаратором называется комбинационное логическое устройство, предназначенное для сравнения чисел, представленных в виде двоичных кодов.

1.7 Арифметико-логическое устройство

Арифметико-логическим ус­тройством называется функционально законченный узел ЭВМ, предназначенный для реализации логических и арифметических операций по обработке информации. Эти операции могут выпол­няться либо аппаратным способом — с использованием соответ­ствующих электронных устройств, либо программным способом — с применением последовательного исполнения нескольких oneраций, выполняемых аппаратным способом. АЛУ является одним из основных узлов ЭВМ.

Вне зависимости от того, насколько широк круг операций, реализуемых современными АЛУ, главными среди них остаются операции арифметического сложения и умножения. Важность этих операций подтверждается тем, что при описании характеристик новых машин продолжительность этих операций, как правило, указывается в качестве основных характеристик ЭВМ. Анализ работы ЭВМ показал, что до 50% выполняемых ею операций являются операциями арифметического умножения, а до 45 % — операциями арифметического сложения.

Для выполнения арифметических и логических операций над входными переменными они должны быть введены в АЛУ, по­этому его дополняют вспомогательными устройствами, предназ­наченными для промежуточного хранения как исходных данных, так и результатов выполнения той или иной операции. Функции этих устройств возлагают на дополнительные регистры.

Следует отметить, что по своему построению АЛУ относится к разряду комбинационных устройств, так как не содержит соб­ственных элементов памяти. Поэтому значения его выходных сиг­налов определяются исключительно комбинацией входных сиг­налов, а время выполнения конкретной элементарной операции зависит от времени задержки распространения сигнала.

В АЛУ входят сумматоры, триггеры, регистры, счетчики и т.д.

1.8 Сумматор

Сумматором называется комбинационное логическое устройство, предназначенное для выполнения операций арифме­тического сложения чисел, представленных в виде двоичных кодов.

С умматоры являются одним из основных узлов арифметико-логического устройства. Термин сумматор охватывает широкий спектр устройств, начиная с простейших логических схем до слож­нейших цифровых узлов. Общим для всех этих устройств является арифметическое сложение чисел, представленных в двоичной форме.

Рисунок 1.4 – Условное обозначение сумматора

1.9 Цифровые автоматы (триггеры, регистры, счетчики)

1.9.1 Цифровые триггеры

Триггером называется устройство, способное формировать два устойчивых значения выходного сигнала (логического «0» и логи­ческой «1») и скачкообразно изменять эти значения под действи­ем внешнего управляющего сигнала.

Триггеры классифицируются на несколько типов в зависимости от принципа их работы и целевого назначения.

По способу управления триггеры подразделяют на два класса:

• синхронизируемые;

• несинхронизируемые (асинхронные).

Синхронизируемый триггер снабжен вспомогательным входом син­хронизации, который разрешает переключение триггера при на­личии на этом входе соответствующего сигнала.

По способу организации логических связей триггеры классифицируют на следующие типы: RS — с раздель­ной установкой состояний «1» и «0»; Т— со счетным входом; D — с приемом информации по одному входу; JK (универсальный) — совмещает в себе свойства D, RS и Т-триггеров (позволяет раз­дельную установку состояний «1» и «0», но способен при одно­временном воздействии входных сигналов функционировать как Т-триггер).

На рисунке показана схема универсального JK-т р и г г е ра, он имеет три входа: два информа­ционных (/и К) и один синхронизирующий (С). Он легко реали­зуется на двух Д5Т-тригтерах с обратными связями.

Рисунок 1.5 – Условное обозначение и логическая схема универсального JKтриггера