Логические основы обработки информации

Содержание

Слайд 2

В 1847 г. английский математик Джордж Буль в своей работе «Математический

В 1847 г. английский математик Джордж Буль в своей работе «Математический

анализ логики» изложил основы «булевой» алгебры, и его считают основоположником алгебры логики. Алгебра логики изучает методы установления истинности или ложности высказываний (утверждений). Логическое высказывание – это любое повествовательное предложение, в отношении которого можно однозначно сказать, истинно оно или ложно. Логический подход заключается в том, что истинность высказываний устанавливается на основании истинности других высказываний, с помощью рассуждений и нахождения противоречий. Основные разделы логики:

1

формальная логика (изучает особенности человеческих
рассуждений);
математическая логика (изучает технику математических теорий и доказательств);
диалектическая логика (изучает закономерности и процессы, происходящие в природе, обществе и сознании);
компьютерная логика (логические закономерности применительно к вычислительной технике).

Джордж Буль

Логика, ее разделы

Слайд 3

2

2

Слайд 4

3 В вычислительной технике и автоматике используют логические схемы – устройства,

3

В вычислительной технике и автоматике используют логические схемы – устройства, которые

преобразуют двоичные сигналы.
В 50-х годах века американский учёный Клод Шеннон связал булеву алгебру с двоичной системой кодирования и использовал для анализа и проектирования релейно–контактных схем, принцип работы которых использовался при создании первых электронно-вычислительных машин.

Клод Шеннон

Основные логические операции: И, ИЛИ, НЕ, И–НЕ, ИЛИ–НЕ и др., выполняемые над двоичными переменными, реализованы в логических элементах.
Логический элемент – это небольшая часть электронной логической схемы, которая выполняет элементарную логическую операцию.

Логические схемы

Слайд 5

4 На вход схемы поступает двоичный сигнал, связь между ним и

4

На вход схемы поступает двоичный сигнал, связь между ним и выходным

сигналом выражается с помощью таблиц истинности.
Простая электрическая схема, состоящая из одного и более ключей (контактов) иллюстрирует работу логической схемы. Значениям 1 и 0 соответствует наличие или отсутствие тока в цепи.
Схема НЕ (инвертор)
Реализует операцию отрицания
Таблица истинности
А – входной сигнал, А – выходной сигнал

А А

Условное обозначение схемы

Электрическая схема

Логические схемы

Слайд 6

5 Схема И (конъюнкция) Реализует операцию логического умножения Таблица истинности А

5
Схема И (конъюнкция)
Реализует операцию логического умножения
Таблица истинности

А B

А

B

А*B

Условное обозначение схемы

Электрическая схема


Логические схемы

Слайд 7

6 Схема ИЛИ (дизъюнкция) Реализует операцию логического сложения Таблица истинности А

6
Схема ИЛИ (дизъюнкция)
Реализует операцию логического сложения
Таблица истинности

А

А

B

АVB

B

Условное обозначение схемы

Электрическая схема


Логические схемы

Слайд 8

7 Схема ИЛИ-НЕ Реализует операцию отрицания схемы ИЛИ Таблица истинности А

7
Схема ИЛИ-НЕ
Реализует операцию отрицания схемы ИЛИ
Таблица истинности

А

B

АVB

Условное обозначение схемы

Логические

схемы
Слайд 9

8 Схема И-НЕ Реализует операцию отрицания схемы ИЛИ Таблица истинности А

8
Схема И-НЕ
Реализует операцию отрицания схемы ИЛИ
Таблица истинности

А

B

А*B

Условное обозначение схемы

Логические

схемы
Слайд 10

9 Электронная схема, применяемая в регистрах компьютера для запоминания одного разряда

9
Электронная схема, применяемая в регистрах компьютера для запоминания одного разряда двоичного

кода (бита) – это триггер.
Триггер имеет два устойчивых состояния, которые соответствуют логической «1» и логическому «0». Trigger в переводе с англ. означает защелка, спусковой крючок. Самый распространённый тип RS триггер (Set – установка, Reset - сброс.) состоит из двух схем ИЛИ–НЕ.
Таблица истинности

S

R

Q

Q

Триггер

Слайд 11

10 Для кратковременного хранения 16 бит информации (2-х байтов или одного

10


Для кратковременного хранения 16 бит информации (2-х байтов или одного

машинного слова) предназначен регистр.
Регистр – совокупность триггеров, число которых соответствует числу разрядов в слове. В соответствии с типом хранящегося машинного слова регистрам присваиваются наименования. Например, регистр команд, регистр адреса, счетчик и т.д.
Счетчик – триггерный регистр. Он может состоять, например, из 4-х триггеров (4-х битный счетчик). При подаче на вход двоичного числа, счетчик увеличивает его на 1.
Шифратор (дешифратор) – схема с несколькими входами и выходами, служащая для преобразования двоичного кода.
Электронная схема, применяемая для суммирования двоичных чисел – сумматор. Он имеет три входа и два выхода.
При сложении двух n – разрядных двоичных кодов складывать приходится цифры кодов и прибавлять ещё цифру – перенос из предшествующего младшего разряда.

Таким образом, в любом разряде при сложении кодов нужно складывать три одноразрядных двоичных числа.
Условное обозначение схемы

Регистр, счетчик, сумматор

Слайд 12

Дополнительный материал Примеры решения логических задач

Дополнительный
материал

Примеры решения логических задач