3.6.3.Логическое сложение (дизъюнкция или логическое или)

Определение. Дизъюнкцией высказываний называется такое сложное высказывание Y, которое истинно тогда, когда истинно хотя бы одно из входящих в него простых высказываний.

Рис.3.2. Диаграмма

Эйлера-Венна операции ИЛИ.

Диаграмма Эйлера-Венна операции ИЛИ изображена на рис.3.3. Таблица истинности операции логического сложения имеет следующий вид:

X	Y	X ИЛИ Y
Нет (0)	Нет (0)	Нет (0)
Нет (0)	Да (1)	Да (1)
Да (1)	Нет (0)	Да (1)
Да (1)	Да (1)	Да (1)

При записи дизъюнкции применяют также следующие обозначения: X ИЛИ Y, X + Y, X  Y.

Утверждение. В булевой алгебре существуют определенные взаимоотношения между логическими функциями И, ИЛИ, НЕ, которые позволяют производить замену функций И функцией ИЛИ и наоборот. Это взаимоотношения известны как теоремы де Моргана:

НЕ (X1 И X2) = [НЕ (X1)] ИЛИ [НЕ (X2)]

НЕ (X1 ИЛИ X2) = [НЕ (X1)] И [НЕ (X2)]

В булевой алгебре выведены ряд определений и правил, которые необходимы для анализа и синтеза логических схем, используемых в вычислительной технике.

Вот эти наиболее важные теоремы булевой алгебры:

Таблица. 3.3.

1а 0 = 1	1б 1 = 0
2а Х  0 = Х	2б Х & 1 = Х
3а Х  1 = 1	3б Х & 0 = 0
4а Х  Х = Х	4б Х & Х = Х
5а Х Х = 1	5б Х &Х = 0
6а Х1  Х2 = Х2  Х1	6б Х1 & Х2 = Х2 & Х1
7а Х1  (Х1 & Х2) = Х1	7б Х1 & (Х1  Х2) = Х1
8а Х1  (Х1 & Х2) = Х1  Х2	8б Х1 & (Х1  Х2) = Х1 & Х2
9а (Х1  Х2)  Х3 = Х1  (Х2  Х3)	9б (Х1 & Х2) & Х3 = Х1 & (Х2 & Х3)
10а Х1  (Х2 & Х3) = (Х1  Х2) & (Х1  Х3)	10б Х1 & (Х2  Х3) = (Х1 & Х2)  (Х1 & Х3)

2	Технические средства реализации информационных процессов	5	История развития ЭВМ. Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ
		6	Состав и назначение основных элементов персонального компьютера, их характеристики
		7	Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики
		8	Устройства ввода/вывода данных, их разновидности и основные характеристики

Исторически первыми появились большие ЭВМ (универсальные ЭВМ общего назначения), элементная база которых прошла путь от электронных ламп до схем со сверхвысокой степенью интеграции. В процессе эволюционного развития больших ЭВМ можно выделить отдельные периоды, связываемые с пятью поколениями ЭВМ.

Поколение ЭВМ определяется элементной базой (лампы, полупроводники, микросхемы различной степени интеграции), архитектурой и вычислительными возможностями.

Любая ЭВМ неймановской архитектуры содержит следующие основные устройства:

• арифметико-логическое устройство (АЛУ);

• устройство управления (УУ)

• запоминающее устройство (ЗУ);

• устройства ввода-вывода (УВВ);

• пульт управления (ПУ).

В современных ЭВМ АЛУ и УУ объединены в общее устройство, называемое центральным процессором.

Рис. 1.3. Обобщённая логическая структура ЭВМ

В основу архитектуры современных компьютеров положен магистрально-модульный принцип, позволяющий пользователю самому комплектовать нужную ему аппаратную конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между его устройствами.

М агистраль (системная шина) включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления. К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются данными на машинном языке (последовательностями нулей и единиц в форме электрических импульсов). Дадим краткую характеристику каждой из шин:

• Шина данных. По этой шине данные передаются между различными устройствами в любом направлении. Например, считанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для обработки, а результат затем отправлен обратно в оперативную память для хранения. Разрядность шины данных определяется количеством двоичных разрядов, кото­рые могут передаваться по ней одновременно, и для разных моделей компьютеров может составлять 8,16,32 и 64 бита.

• Шина адреса. Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда считываются данные, производит процессор. Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес, который передается по адресной шине, причем только в одном направлении — от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина).

Разрядность шины адреса определяет объем адресуемой памяти (адресное пространство), то есть количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле:

N = 2^I,

где I — разрядность шины адреса (16,20,24,32,36 бит). Таким образом, максимально возможное количество адресуемых ячеек памяти современного компьютера равно:

N = 2³⁶ = 68 719 476 736 .

• Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали между устройствами и осуществляющие его синхронизацию.

Периферийные (внешние) устройства подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры) и порты (см. рис.4.3).

Рис. 4.3. Схема согласования интерфейсов

• Контроллеры и адаптеры представляют собой наборы электронных цепей, которыми снабжаются устройства компьютера с целью совместимости их интерфейсов. Контроллеры, кроме этого, осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора.

• Порты устройств представляют собой электронные схемы, содержащие регистры ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства к компьютеру.

Портами также называют устройства стандартного интерфейса: последовательный, параллельный и игровой порты (или интерфейсы).

Последовательный порт обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами — побитно. Параллельный порт получает и посылает данные побайтно.

Быстродействие различных компонентов компьютера (процессора, оперативной памяти и контроллеров периферийных устройств) может существенно различаться. Для согласования быстродействия на системной плате устанавливаются специальные микросхемы, образующие микропроцессорный комплект (ChipSet — чипсет), включающий в себя контроллер оперативной памяти (так называемый северный мост) и контроллер периферийных устройств (южный мост).

• Северный мост обеспечивает обмен информацией между процессором и оперативной памятью по системной шине. В процессоре используется внутреннее умножение частоты, поэтому его частота в несколько раз больше, чем частота системной шины. В современных компьютерах частота процессора может превышать частоту системной шины в 10 и более раз (например, частота процессора 1 ГГц, а частота шины — 100 МГц). К северному мосту также подключается видеокарта (графический адаптер). Для этого обычно используется специальная шина AGP (Accelerated Graphic Port — ускоренный графический порт).

• Южный мост обеспечивает обмен информацией между северным мостом и портами для подключения периферийного оборудования. К южному мосту подключается шина PCI (Peripheral Component Interconnect bus — шина взаимодействия периферийных устройств), которая обеспечивает обмен информацией с контроллерами периферийных устройств. Частота контроллеров меньше частоты системной шины, например, если частота системной шины составляет 100 МГц, то частота шины PCI обычно в три раза меньше — 33 МГц. Контроллеры периферийных устройств (звуковая плата, сетевая плата, внутренний модем и др.) устанавливаются в слоты расширения системной платы.

Аппаратные средства составляют внутреннюю «начинку» компьютера и включают такие компоненты как оперативная память, процессор, шины передачи данных, порты и многое другое. Однако для пользователя основное значение имеют средства, с помощью которых он имеет возможность управлять компьютером и знакомиться с результатами обработки информации на компьютере - периферийные устройства компьютера.

К периферийным устройствам относятся дисплей (видеомонитор), клавиатура, «мышь», принтеры сканеры и пр.

К числу не самых известных периферийных устройств относятся:

стример -устройство для записи и воспроизведения цифровой информации на магнитную ленту,

плоттер -устройство, позволяющее вычерчивать сложные графические изображения,

дигитайзер - устройство для преобразования данных из цифрового формата в аналоговый и обратно.

Для вывода информации широко используются различные принтеры - матричные, струйные, лазерные и специализированные.

При необходимости печати большого числа текстовых документов предпочтительнее использовать лазерные и специализированные принтеры.

Принтеры подключаются к компьютеру через параллельный порт или по шине USB.

Сканеры - устройства, позволяющие перевести изображения в электронную цифровую форму.

Сканеры подразделяются наручные, планшетные, рулонные.

При обработке сканированных документов необходимы специальные программы распознавания символов (текстов), выполняющие перевод документов, считанных в компьютер с помощью сканера, в вид, пригодный для восприятия программами обработки текстов.

Периферийные устройства сетевые карты и модемы предназначены для передачи данных между компьютерами по специальным сетям (сетевые карты) или по обычным телефонным линиям (модемы).

Характеристикой производительности модема является количество информации, передаваемой за 1 секунду.

3	Программные средства реализации информационных процессов	9	Понятие системного и служебного (сервисного) программного обеспечения: назначение, возможности, структура. Операционные системы
		10	Файловая структура операционных систем. Операции с файлами
		11	Технологии обработки текстовой информации
		12	Электронные таблицы
		13	Технологии обработки графической информации
		14	Средства электронных презентаций
		15	Системы управления базами данных
		16	Основы баз данных и знаний