78

Введение

ЭВМ состоит из множества элементарных схем элементов, объединенных в микросхемы, которые изготавливаются по особой (интегральной) технологии. С помощью этих схем элементов происходит преобразование сигналов, несущих информацию, и далее хранение числовой и логической информации.

Элементы подразделяются на:

• логические – осуществляют преобразование сигналов и делятся на:

– комбинационные – в момент времени t_i выходной сигнал F является функцией входных сигналов F=f(x1,x2,…,xn)

– последовательностные – выходной сигнал F зависит от входных элементов x_i и от предыдущего внутреннего состояния схемы F=f(x1,x2,…,xn,z)

• запоминающие – хранят данные и делятся на:

– активные – двум значениям переменных соответствуют два различных электрических состояния элемента (например, триггер)

– пассивные – запись и считывание данных связано с изменением физического состояния элемента (например: магнитная лента, магнитный диск)

• усилительно-формирующие – для преобразования нестандартных сигналов к уровням логических элементов для увеличения нагрузочной способности и т.д.

• вспомогательные (специальные) – не выполняют функционального значения (схемы контроля, схемы индикации, элементы гальванической развязки, генератор сигналов)

По типу используемых сигналов при двоичном кодировании элементы разделяют на:

а) потенциальные (длительность сигнала не менее длины такта работы машины)

б) импульсные (длительность сигнала менее длины такта работы машины)

в) потенциально-импульсные

г)динамические ("1" представляется серией колебаний, "0" – их отсутствием)

Основные преобразования, приводящие к получению результатов вычислений, выполняются логическими элементами.

Цифровые устройства чаще всего строят на основе одноэлементных логически полных наборов, реализующих функции Шеффера и Пирса.

Функция Шеффера:

ее условно-графическое

обозначение (УГО):

Функция Пирса: УГО:

Функция Шеффера 1. НЕ

дает полный набор

логических функций:

2. И

3. ИЛИ

Аналогично можно реализовать этот набор и через функцию Пирса.

Сложение по mod2:

для двух аргументов – функция неравнозначности (исключающая ИЛИ)

1) 2)

Функция "сложение по mod2" широко применяется при построении счетных и суммирующих устройств.

Ее свойства:

1) при инвертировании одного из аргументов вся функция инвертируется

2) инверсия суммы по mod2 для двух аргументов есть функция равнозначности или тождества, т.е. эта функция равна 1 , если аргументы равны между собой.

3)это свойство позволяет превратить сумматор в управляемый

инвертор, т.е. если на один из входов M2 подать 0 или 1, то

информация по второму входу будет либо инвертироваться,

либо пропускаться без изменений