Результаты, возвращаемые логическими операциями
|
Операнды |
Результаты операций | ||||||
|
Х |
Y |
NOT Х |
Х AND Y |
X OR Y |
X XOR Y |
X EQV Y |
X IMP Y |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
Примечание.В языке программирования Бейсик для обозначения целочисленных операндов, представленных в восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления, используются префиксы &Oи &Hсоответственно.
Основы элементной базы эвм
При построении функциональных узлов ЭВМ используются элементы, которые реализуют базовую систему логических функций. Одним из таких базовых наборов является набор из трёх элементов, включающий в себя инвертор (логическое НЕ), конъюнктор (логическое И) и дизъюнктор (логическое ИЛИ). На рисунках таблицы 9 показаны условные обозначения базовых логических элементов, а также значения выходного сигнала zв зависимости от входных сигналов в одном масштабе времениt. Сравните эти диаграммы с соответствующими данными таблицы 8. Ноль изображается на диаграммах низким значением сигнала, а единица – высоким.
Таблица 9
Условные обозначения и диаграммы работы логических элементов
|
Реализуемая логическая функция |
Условное обозначение |
Диаграммы работы * |
|
логическое НЕ |
|
|
|
логическое И |
|
|
|
логическое ИЛИ |
|
|
|
исключающее ИЛИ |
|
|
|
элемент И-НЕ |
|
|
|
элемент ИЛИ-НЕ |
|
|
В качестве базисных могут выступать элементы И-НЕ (функция Шеффера), а также ИЛИ-НЕ (функция Пирса). Их обозначения и диаграммы работы также приведены в таблице 9. Соответствующие таблицы истинности этих функций могут быть получены простым инвертированием значений функций И и ИЛИ.
Используя базовые элементы, можно построить все функциональные узлы ЭВМ. Например, основой ячейки памяти является триггер(от англ.trigger– защёлка) – устройство с двумя устойчивыми состояниями, устанавливающимися под воздействием внешних сигналов, что соответствует записи ихранению одного бита данных. Так называемый RS-триггер (от англ. reset –сброс иset– установка) может быть построен из двух элементов ИЛИ-НЕ, что показано в таблице 10. При подаче сигнала логической единицы на установочный входSна выходеQтриггера также устанавливается единица, причём это состояние сохраняется и после снятия установочного сигнала. Подача сигнала логической единицы на вход сбросаRустанавливает выходQв ноль, который будет сохраняться до прихода единицы на входS.
Таблица 10
Rs-триггер
|
Условное обозначение |
Схема реализации на элементах ИЛИ-НЕ |
Диаграммы работы * |
|
|
|
|
На основе триггера можно построить функциональные узлы, способные хранить n-разрядные двоичные числа (по одному триггеру на каждый бит), а также выполнять с ними некоторые специальные операции. Такие функциональные узлы называютсярегистрами. Существуют, например, регистры сдвига, осуществляющие сдвиг двоичного числа; регистры-счётчики, производящие подсчёт поступающих единичных сигналов.
Важнейшим устройством, выполняющим обработку информации в компьютере, является арифметико-логическое устройство (АЛУ). В основе АЛУ лежит устройство, реализующее арифметическую операцию сложения двух чисел – сумматор. Остальные арифметические операции реализуются с помощью представления чисел в дополнительном коде.