Рис. 4.24. Сумматор, составленный из двух полусумматоров

Рис. 4.25. Логическая схема суммирования двух трехразрядных двоичных чисел

Перейти к многоразрядным числам можно путем последовательного соединения соответствующего количества сумматоров. На рис. 4.25 представлена схема суммировання двух трехразрядных двоичных чисел А + В = S; в поразрядной записи эта-операция имеет следующие обозначения:

(a3a2a1) + (b3b2b1) = (S4S3S2S1)

Последовательность логических схем на рис. 4.23 - 4.25 отражает важнейшую в современной цифровой электронике и вычислительной технике идею последовательной интеграции. Такая интеграция позволяет реализовать все более функционально сложные узлы современного компьютера.

63. ПРИМЕР ЭЛЕКТРОННОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ЛОГИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА

Наконец, приведем обещанную выше электронную схему одного из элементарных логических устройств. Эта схема реализует логическую операцию И-НЕ.

Основа схемы - два nрn-транзистора. Для ее понимания достаточно вспомнить, как работают транзисторы. Через такой транзистор может протекать ток от коллектора к эмиттеру (на рис. 4.26 это соответствует «от плюса к минусу») при наличии положительного напряжения на базе (т.е. в точках А и В). Отсутствие напряжения на базе запирает этот ток.

Схема 4.26 имеет два входа А и В, через которые подается информация в виде электрического напряжения: есть напряжение - логическое «да», нет его - «нет». Выход - точка Y, наличие разности потенциалов между которой и точкой Z рассматривается как «да», отсутствие - как «нет». Питающее напряжение для схемы подается на левые входы («+» и «-»). Резистор R, при наличии тока, создает падение напряжения.

Puc. 4.26. Электронная реализация логического элемента И-НЕ (схема на nрn-транзисторах)

Допустим, на входах А и В нет напряжения («нет» и «нет»). В последней колонке табл. 4.6 этому соответствует А = 0, В = 0. Тогда оба транзистора «заперты», ток по цепи не протекает и между точками Y и Z есть разность потенциалов - т.е. результат операции «да», что в логических обозначениях соответствует 1 (именно как в табл. 4.6). Если заперт один из транзисторов, то результат все равно такой же (сравните с табл. 4.6). Лишь если оба транзистора открыты, ток в цепи идет и между точками Y и Z разности потенциалов нет (падение напряжения на самих

451

транзисторах ничтожно мало по сравнению с его падением на резисторе).

За более подробными сведениями на эту тему следует обратиться к рекомендованным ниже книгам.

Контрольные вопросы и задания

1.Дайте определение понятию «высказывание» и приведите несколько примеров. Не забудьте объяснить, какие из них истинны, а какие ложны.

2.Самостоятельно (не заглядывая в книгу) постройте таблицы истинности для всех упоминающихся в тексте логических операций.

3.Вспомните, что вам известно об операциях И, ИЛИ, НЕ в языках программирования. Сопоставьте эти знания с только что построенными вами таблицами.

4.Нарисуйте условные обозначения основных логических элементов и постройте рядом их таблицу истинности.

5.Проанализируйте самостоятельно работу триггера и сумматора для каждой строчки таблицы истинности.

6.Попробуйте нарисовать схему соединения элементов И-НЕ для получения базовых логических операций. Если это не удастся, обратитесь за помощью к указанным ниже книгам.

Дополнительная литература к главе 4

1.Александриди Т.М. и др. Работа на микро-ЭВМ. - М.: Финансы и статистика, 1989.

2.Anoкин И. А., Майстров Л.Е. История вычислительной техники. - М.: Наука, 1980.

3.Богумирский Б. С. Руководство пользователя ПЭВМ. Часть 1. Санкт-Петербург: Печатный

Двор, 1994.

4.Брусенцов Н П. Микрокомпьютеры. - М.: Наука, 1985.

5.Василевский А. М., Кропоткин М.А.. Тихонов В. В, Оптическая электроника. -Л.:

Энергоатомиздат, 1993.

6.Васильев Б.М., Частиков А.П Микропроцессоры (история, применение, технология) //Информатика и образование. - 1993. -N 5. -С. 71-83.

7.Гершензон Е. М., Полянина Г. Д., Соина Н. В. Радиотехника. - М.: Просвещение, 1989.

8.Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. От абака до компьютера. - М.: Знание, 1975.

9.Джордейн Р. Справочник программиста персональных компьютеров типа IBM PC, XT и AT. - М.: Финансы и статистика, 1992.

10.Еремин Е.А. Компилятор? Это очень просто. Компьютер УКНЦ. - М.: Компьютика, 1995.-N3.-С. 25-33.

11.Еремин Е.А., Пономарева Л. В. Методические рекомендации по изучению основных

принципов работы ПК. - Пермь: ПГПУ, 1989.

12.Еремин Е.А. Как работает современный компьютер. - Пермь: из-во ПРИПИТ, 1997.

13.Зальцман Ю.А. Архитектура и программирование на языке ассемблера БК0010.//Информатика и образование. 1990.-N4-6: 1991.-N1-5.

14.Крук Б. И., Попов Г.Н. ...И мир загадочный за занавесом цифр... цифровая связь. - М.:

Радио и связь, 1992.

15.Лин В. PDP-11 и VAX-11. Архитектура ЭВМ и программирование на языке ассемблера. - М.: Радио и связь, 1989.

16.Майоров С.А., Кириллов В.В., Приблуда А.А. Введение в микро-ЭВМ. - Л.:

Машиностроение, 1988.

17.Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники. - М.: Радио и связь, 1990.

18.Мнеян М.Г. Физические принципы работы ЭВМ. - М.: Просвещение, 1987.

19.Нортон П.. Соухэ Д. Язык ассемблера для IBM PC. - М.: Финансы и статистика, 1992.

20.Нортон П. Персональный компьютер фирмы IBM и операционная система MS DOS. М.:

Радио и связь, 1992.

21.Перегудов М.А., Халамайзер А. Я. Бок о бок с компьютером. - М.: Высшая школа,1987.

22.Поляков В. Т. Посвящение в радиоэлектронику. - М.: Радио и связь, 1990.

23.Смит Б.Э., Джонсон М.Т. Архитектура и программирование процессора INTEL 80386. -

М.: Конкорд. 1992.

452