Логические основы ЭВМ

Содержание

Слайд 2

Алгебра логики (алгебра Д.Буля)― это раздел математической логики, изучающей строение сложных

Алгебра логики (алгебра Д.Буля)― это раздел математической логики, изучающей строение сложных математических

высказываний и способы установления их истинности с помощью алгебраических методов.
Слайд 3

Высказывание ― любое утверждение, относительно которого можно сказать, истинно оно или ложно.

Высказывание ― любое утверждение, относительно которого можно сказать, истинно оно или

ложно.
Слайд 4

ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ И ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ И ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Слайд 5

Инвертор (НЕ) Реализует функцию логического отрицания или инверсии. УГО инвертора Таблица истинности логического элемента НЕ

Инвертор (НЕ)

Реализует функцию логического отрицания или инверсии.

УГО инвертора

Таблица истинности логического элемента

НЕ
Слайд 6

Дизъюнктор (ИЛИ) Реализует функцию логического сложения (дизъюнкции). УГО дизъюнктора Таблица истинности логического элемента ИЛИ

Дизъюнктор (ИЛИ)

Реализует функцию логического сложения (дизъюнкции).

УГО дизъюнктора

Таблица истинности логического элемента ИЛИ

Слайд 7

Конъюнктор (И) Реализует функцию логического умножения (конъюнкции). УГО конъюнктора Таблица истинности логического элемента И

Конъюнктор (И)

Реализует функцию логического умножения (конъюнкции).

УГО конъюнктора

Таблица истинности логического элемента И

Слайд 8

Логический элемент И-НЕ (Штрих Шеффера) УГО логического элемента И-НЕ Таблица истинности логического элемента И-НЕ

Логический элемент И-НЕ (Штрих Шеффера)

УГО логического элемента И-НЕ

Таблица истинности логического элемента

И-НЕ
Слайд 9

Логический элемент ИЛИ-НЕ (Стрелка Пирса) УГО логического элемента ИЛИ-НЕ Таблица истинности логического элемента ИЛИ-НЕ

Логический элемент ИЛИ-НЕ (Стрелка Пирса)

УГО логического элемента ИЛИ-НЕ

Таблица истинности логического элемента

ИЛИ-НЕ
Слайд 10

При выполнении логических операций определен следующий порядок их выполнения: инверсия, конъюнкция,

При выполнении логических операций определен следующий порядок их выполнения: инверсия, конъюнкция,

дизъюнкция. Для изменения указанного порядка могут использоваться скобки.
Слайд 11

Логические законы и правила преобразования логических выражений Закон непротиворечия Закон исключенного третьего Закон двойного отрицания

Логические законы и правила преобразования логических выражений

Закон непротиворечия
Закон исключенного третьего
Закон двойного

отрицания
Слайд 12

Логические законы и правила преобразования логических выражений Законы де Моргана (законы

Логические законы и правила преобразования логических выражений

Законы де Моргана
(законы общей инверсии

для логического сложения и логического умножения)
Слайд 13

Логические законы и правила преобразования логических выражений Коммутативность

Логические законы и правила преобразования логических выражений

Коммутативность

Слайд 14

Логические законы и правила преобразования логических выражений Ассоциативность

Логические законы и правила преобразования логических выражений

Ассоциативность

Слайд 15

Логические законы и правила преобразования логических выражений Дистрибутивность

Логические законы и правила преобразования логических выражений

Дистрибутивность

Слайд 16

Логические законы и правила преобразования логических выражений Правила равносильности

Логические законы и правила преобразования логических выражений

Правила равносильности

Слайд 17

Логические законы и правила преобразования логических выражений Правила исключения констант

Логические законы и правила преобразования логических выражений

Правила исключения констант

Слайд 18

Аналитическое представление логических функций

Аналитическое представление логических функций

Слайд 19

Дизъюнктивной нормальной формой (ДНФ) называется логическая сумма элементарных логических произведений, в

Дизъюнктивной нормальной формой (ДНФ) называется логическая сумма элементарных логических произведений, в

каждое из которых аргумент или его отрицание входят один раз.
Слайд 20

ДНФ может быть получена из таблицы истинности следующим образом: для каждого

ДНФ может быть получена из таблицы истинности следующим образом: для каждого

набора аргументов, на котором функция равна 1, записывают элементарные произведения переменных, причем переменные, значение которых равно нулю, записываются с инверсией.
Полученные произведения, которые носят название конституента единицы, или минтермов, суммируют.
Слайд 21

ДНФ, полученная суммированием конституента единицы, называется совершенной (СДНФ).

ДНФ, полученная суммированием конституента единицы, называется совершенной (СДНФ).

Слайд 22

Конъюнктивной нормальной формой (КНФ) называется логическое произведение элементарных логических сумм, в

Конъюнктивной нормальной формой (КНФ) называется логическое произведение элементарных логических сумм, в

каждую из которых аргумент или его отрицание входят один раз.
Слайд 23

КНФ может быть получена из таблицы истинности следующим образом: для каждого

КНФ может быть получена из таблицы истинности следующим образом: для каждого

набора аргументов, на котором функция равна 0, записывают элементарные суммы переменных, причем переменные, значение которых равно единице, записываются с инверсией.
Полученные суммы, которые носят название конституента нуля, или макстермов, объединяют операцией логического умножения.
Слайд 24

КНФ, полученная с помощью операции логического умножения конституента нуля, называется совершенной (СКНФ).

КНФ, полученная с помощью операции логического умножения конституента нуля, называется совершенной

(СКНФ).
Слайд 25

Минимизация логических функций

Минимизация логических функций

Слайд 26

Минимизация методом непосредственных преобразований Минимизация методом карт Карно (Вейча)

Минимизация методом непосредственных преобразований
Минимизация методом карт Карно (Вейча)

Слайд 27

Элементы схемотехники

Элементы схемотехники

Слайд 28

Комбинационными (однотактными) называют цифровые устройства, в которых значения выходных сигналов определяются

Комбинационными (однотактными) называют цифровые устройства, в которых значения выходных сигналов определяются

заданным в данный момент времени сочетанием входных воздействий. В комбинационных логических устройствах отсутствуют запоминающие элементы.
Слайд 29

Последовательностными (последовательными, многотактными) называют цифровые устройства, в которых выходные сигналы зависят

Последовательностными (последовательными, многотактными) называют цифровые устройства, в которых выходные сигналы зависят

не только от входных воздействий в данный момент времени, но и от предыдущих значений. Последовательностные устройства содержат запоминающие элементы.
Слайд 30

МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ Мультиплексором называется комбинационное логическое устройство, предназначенное для управляемой передачи данных

МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ

 Мультиплексором называется комбинационное логическое устройство, предназначенное для управляемой передачи данных от

нескольких источников информации в один выходной канал.

УГО мультиплексора К155КП2 (а),
УГО мультиплексора К155КП7 (б)

а) б)

 
Таблица истинности мультиплексора К155КП2

Слайд 31

Таблица истинности мультиплексора К155КП7

Таблица истинности мультиплексора К155КП7

Слайд 32

ДЕШИФРАТОРЫ Дешифратором, или декодером называется комбинационное логическое устройство для преобразования чисел

ДЕШИФРАТОРЫ

Дешифратором, или декодером называется комбинационное логическое устройство для преобразования чисел

из двоичного кода в другой, при дешифрировании –– двоичного кода в десятичный.

УГО дешифратора 74LS145N(а)
дешифратора 74LS247N (б)

а) б)

Таблица истинности дешифратора 74LS145N

Слайд 33

Таблица истинности дешифратора 74LS247N

Таблица истинности дешифратора 74LS247N

Слайд 34

АРИФМЕТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА Сумматором называется комбинационное логическое устройство, предназначенное для выполнения операций

АРИФМЕТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

Сумматором называется комбинационное логическое устройство, предназначенное для выполнения операций арифметического

сложения чисел, представленных в виде двоичных кодов.

УГО полусумматора

УГО одноразрядного сумматора

УГО двухразрядного полусумматора

Слайд 35

Сумматоры подразделяются на: полусумматоры, одноразрядные сумматоры, многоразрядные сумматоры. Полусумматором называется устройство,

Сумматоры подразделяются на: полусумматоры, одноразрядные сумматоры, многоразрядные сумматоры.
  Полусумматором называется устройство,

предназначенное для сложения двух одноразрядных кодов, имеющее два входа и два выхода и формирующее из сигналов входных слагаемых сигналы суммы и переноса в старший разряд.
Одноразрядным сумматором называется устройство, предназначенное для сложения двух одноразрядных кодов, имеющее три входа и два выхода, и формирующее из сигналов входных слагаемых и сигнала переноса из младших разрядов сигналы суммы и переноса в старший разряд.
Слайд 36

Многоразрядным сумматором называется устройство, предназначенное для сложения двух многоразрядных кодов, формирующее

Многоразрядным сумматором называется устройство, предназначенное для сложения двух многоразрядных кодов, формирующее

на выходе код суммы и сигнал переноса в случае, если результат сложения не может быть представлен кодом, разрядность которого совпадает с разрядностью кодов слагаемых.
В свою очередь, многоразрядные сумматоры подразделяются на последовательные и параллельные. В последовательных сумматорах операция сложения выполняется последовательно разряд за разрядом, начиная с младшего. В параллельных сумматорах все разряды входных кодов суммируются одновременно. Частным случаем многоразрядного сумматора является двухразрядный сумматор.
Слайд 37

Таблица истинности полусумматора

Таблица истинности полусумматора

Слайд 38

Таблица истинности двухразрядного сумматора

 
Таблица истинности двухразрядного сумматора

Слайд 39

ТРИГГЕРЫ Триггер – это схема, имеющая два устойчивых состояния, в которых

ТРИГГЕРЫ

Триггер – это схема, имеющая два устойчивых состояния, в которых она

может находиться сколь угодно долго до прихода управляющего воздействия, т.е. триггер можно использовать как элементарную ячейку памяти.
Слайд 40

Асинхронный RS-триггер реализован на двух элементах И — НЕ, снабжен только

Асинхронный RS-триггер реализован на двух элементах
И — НЕ, снабжен только двумя

информационными входами.

Режимы работы асинхронного RS-триггера

Слайд 41

Синхронный RS-триггер может быть получен на базе асинхронного RS-триггера. В большинстве

Синхронный RS-триггер может быть получен на базе асинхронного RS-триггера. В

большинстве схем необходимо переключение всех составляющих в определенный момент времени по сигналам тактового генератора. При этом добавляется третий синхронизирующий вход.

Режимы работы синхронного RS-триггера

Слайд 42

Режимы работы D-триггера D-триггер соответствует RS-триггеру, работающему только в режимах установки.

Режимы работы D-триггера


 D-триггер соответствует RS-триггеру, работающему только в режимах

установки.
Слайд 43

Однотактный JK-триггер является наиболее универсальным. Входы J и K соответствуют входам

 Однотактный JK-триггер является наиболее универсальным. Входы J и K соответствуют

входам S и R RS-триггера. Главное отличие JK-триггера от RS-триггера состоит в том, что в JK-триггере нет запрещенного состояния входов.


Режимы работы однотактного JK-триггера

Слайд 44

Двухтактный JK-триггер. Главная особенность триггера состоит в том, что переключение происходит

Двухтактный JK-триггер. Главная особенность триггера состоит в том, что переключение

происходит по спаду тактовых импульсов, благодаря чему появляется возможность создавать более сложные схемы, счетчики и регистры.

Режимы работы двухтактного JK-триггера