Использование логических устройств в вычислительной технике Цель урока: практическое применение логических устройств, назначение и принцип работы сумматора и триггера © Мульганова Е. Б

Логические схемы имеют практическое применение в технике Они используются: Для реализации выполнения арифметических операций; Для хранения информации.

Компьютер и алгебра логики: как они связаны? 1.Компьютер может работать только с той информацией, которая представлена в виде двоичного кода. 2.На входы логических вентилей подаются сигналы в виде двоичных кодов. Вывод: И в двоичной системе и в алгебре логики информация представлена в виде двоичных кодов

1. Рассмотрим назначение и принцип работы полусумматора и сумматора Вспомним таблицу сложения двоичных чисел. Запишем ее в несколько иной форме. ABS

Обратите внимание на дополнительный столбец. Его мы ввели потому, что при «+» происходит перенос в старший разряд. Обозначим его Р и закончим заполнение таблицы. ABPS

Проанализируем полученный результат: Столбик Р соответствует логической операции умножения. Столбец S соответствует логической операции сложения, кроме случая, когда на выходы подаются две единицы

Логическое выражение, по которому можно определить сумму S, записывается: S = (AvB)&¬(A&B). Построим к этому логическому выражению логическую схему: Найдите ошибку на схеме

Из схемы видно, что сигнал Р, можно снимать с первого вентиля Полученная нами схема выполняет сложение одноразрядных чисел и называется полусумматором, т.к. не учитывает переноса из младшего разряда в старший

Для учета переноса необходимо два полусумматора. Более «умным» является устройство, которое учитывает перенос из младшего разряда. Называется оно полным одноразрядным сумматором. Сумматор - логическая электронная схемы, выполняющая сложение двоичных чисел. Сумматор является главной частью процессора.

Рассмотрим принцип работы одноразрядного двоичного сумматора Одноразрядный сумматор должен иметь три входа: А, В слагаемые и Р 0 - перенос из предыдущего разряда и выходы: S - сумма и Р - перенос. Нарисуем одноразрядный сумматор в виде единого функционального узла:

Процессор, как правило, складывает n-разрядные числа Для того, чтобы вычислить сумму n-разрядных двоичных чисел, необходимо использовать многоразрядный сумматор, в котором на каждый разряд ставится одноразрядный сумматор и выход- перенос сумматора младшего разряда подключается к входу сумматора старшего разряда.

2. Рассмотрим назначение и принцип работы триггера. Триггер (trigger - защелка, спусковой крючок) - это устройство, позволяющее запоминать, хранить и считывать информацию. Триггер способен почти мгновенно переходить из одного электрического состояния в другое.

Логическая схема триггера выглядит следующим образом: Входы триггера расшифровываются следующим образом - S (от английского Set - установка) и R (Reset - сброс). Они используются для установки триггера в единичное состояние и сброса в нулевое. В связи с этим такой триггер называется RS-триггер. Выход Q называется прямым, а противоположный - инверсный. Сигналы на прямом и инверсном выходах, конечно же, должны быть противоположны.

Рассмотрим, как работает эта схема. Вход S Вход R Выход Q Режим триггера 1010Установка 1 Устойчивое единичное состояние 0101Установка 0 Устойчивое нулевое состояние 00Последние значения Хранение информации Режим хранения информации 11Запрещено!

Без преувеличения триггер является одним из существенных узлов при проектировании ПК Так как триггер может хранить только 1 бит информации, то несколько триггеров объединяют вместе. Полученное устройство называется регистром. Регистры содержатся во всех вычислительных узлах компьютера начиная с центрального процессора, памяти и заканчивая периферийными устройствами, и позволяют также обрабатывать информацию. В регистре может быть 8, 16, 32 или 64 триггера …