Тема 3. Технічні засоби комп'ютерної схемотехніки. Логічні елементи.

Мета: навчитися класифікувати технічні засоби комп'ютерної схемотехніки, вивчити основні логічні елементи, принципи їх роботи та призначення.

Перелік питань для вивчення.

1. Технічні засоби комп'ютерної схемотехніки.

2. Булева алгебра.

3. Логічні елементи. Логічний елемент І. Операція логічного множення (кон'юнкція).

4. Логічний елемент АБО. Операція логічного додавання (диз'юнкція).

5. Логічний елемент НЕ. Операція інверсії (заперечення).

6. Основні та комбіновані логічні елементи.

7. Комбінації елементів з двома входами.

1. Технічні засоби комп'ютерної схемотехніки.

Технічні засоби комп'ютерної схемотехніки, залежно від виконуваних функцій та ступеня складності, поділяють на такі класи:

1. елементи;

2. функціональні вузли;

3. пристрої;

4. мікропроцесори і комп'ютери.

Ці засоби в даний час реалізовані на інтегральних мікросхемах (ІМС) різного ступеня складності.

Елементами в комп'ютерній схемотехніці називаються найменші неподільні мікроелект-ронні схеми, призначені для виконання логічних операцій або зберігання біта інформації.

Елементи з двома станами називаються двійковими.

На основі елементів будують типові функціональні вузли.

Типовими функціональними вузлами комп'ютерів називаються мікросхеми, призначені для виконання однієї або декількох мікрооперацій.

Мікрооперація – це елементарні дії, що виконуються в комп'ютерах за один машинний такт.

За логікою роботи функціональні вузли поділяють на комбінаційні і послідовні.

У комбінаційних вузлах логічний стан виходів елементів залежить тільки від комбінації вхідних сигналів в даний момент часу. Комбінаційні вузли називають також автоматами без пам’яті. До них відносяться суматори, дешифратори, шифратори, мультиплексори і демульти-плексори, схеми порівняння (компаратори) і контролю по парності, кодоперетворювачі.

У послідовних вузлах логічне значення виходів визначають як комбінацією вихідних сигналів, так і станом пам'яті в даний момент часу. Послідовні вузли називають також автома-тами з пам’яттю. До них відносяться регістри, лічильники, генератори чисел і керуючі автомати.

На основі типових функціональних вузлів будують різні пристрої комп'ютерів.

Пристрої комп'ютерів забезпечують прийом і видачу інформації, її зберігання та арифме-тико-логічне опрацювання, а також керування всіма обчислювальними процесами. Ці функції реа-лізують за допомогою відповідних пристроїв введення, виведення, пам'яті, арифметико-логічними та керування.

2. Булева алгебра.

ї

Теоретичною основою комп'ютерної схемотехніки є алгебра логіки. Вона використовує математичні методи для розв’язку логічних задач. Алгебру логіки називають також булевою алгеброю на честь англійського математика Джорджа Буля.

Основним предметом булевої алгебри є висловлювання — просте речення, про яке можна стверджувати: істинне воно (позначають символом 1) або помилкове (позначають символом 0).

Прості висловлювання позначають буквами, наприклад, A, B і т.д. які в комп'ютерній схемотехніці називають змінними (аргументами).

За допомогою логічних зв'язок НЕ, АБО, І, ЯКЩО... ТО... будують складні висловлювання, які називають булевими (логічними) функціями і позначають буквами F, L, та ін.

Операція – це чітко визначена дія над одним або декількома операндами, яка створює новий об’єкт (результат). В булевій операції операнди і результат мають значення 1 або 0.