Лекция №6

Булева алгебра и логические схемы компьютера

Лекция №5

Тема: Логические основы ЭВМ. Булева алгебра и логические схемы компьютера.

Цель: Ознакомить с логическими элементами и узлами ЭВМ. Показать как алгебра логики используется при построении основных узлов ЭВМ (сумматор, дешифратор).

Ключевые понятия: Логический элемент, вентиль, конъюнкция, дизъюнкция, инверсия, триггер, сумматор, регистр, счетчик, дешифратор.

Логический элемент компьютера — это часть электронной схемы, которая реализует элементарную логическую функцию.

Логическими элементами компьютеров являются электронные схемы И, ИЛИ, НЕ, НЕ-И, НЕ-ИЛИ и другие (называемые обычно вентилями), а также триггер.

С помощью этих схем можно реализовать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера. В логических схемах производится преобразование информации, причем обычно у вентилей бывает от двух до восьми входов для входных сигналов и один или два выхода с которых снимаются выходные сигналы.

Чтобы описать схемы, которые строятся путем сочетания различных вентилей используется алгебра (алгебра логики) в которой все переменные и функции могут принимать только два значения: 0 и 1. Булева алгебра названа в честь английского математика Джорджа Буля (1815-1864). Алгебра логики оперирует с высказываниями. Высказывание – это повествовательное предложение, относительно которого можно утверждать, истинно оно или ложно. Над высказываниями можно производить определенные логические операции, в результате которых получаются новые высказывания. Для образования новых высказываний наиболее часто используются логические операции, выражаемые словами «не», «и», «или».

На структурных схемах ЭВМ каждый логический элемент имеет свое условное обозначение, которое выражает его логическую функцию, но не указывает на то, какая именно электронная схема в нем реализована. Работу логических элементов описывают с помощью таблиц истинности булевой алгебры.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные логические элементы ЭВМ.

2. Что такое логические узлы ЭВМ?

3. Что такое триггер?

4. Что такое сумматор и для чего он предназначен?

5. Что такое регистр и для чего он предназначен?

6. Что такое счетчик и для чего он предназначен?

7. Что такое дешифратор и для чего он предназначен?

Литература: Основная [1-5], дополнительная [1,2]

Тема: Элементы организации основных блоков компьютера

Цель: ознакомить с аппаратным обеспечением, основными функциями внешних и внутренних устройств компьютера.

Ключевые понятия: аппаратное и программное обеспечение, информационная технология, монитор, системный блок, клавиатура, принтер, блок питания, материнская плата, процессор, микропроцессор, разрядность, тактовая частота, постоянную память, оперативную память, кэш-память, регистр, видеопамять, контроллеры, шина, носители информации, гибкие и жесткие диски, компакт-диски, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD, интерфейс, емкость, быстродействие, флэш-карты, магнитооптические дисководы, стримеры, модем, факс-модем, клавиатура, мышь-манипулятор, трекбол, джойстик, световое перо, дигитайзер, цифровые камеры, сканер, АЦП, ЦАП, монитор, видеоконтроллер, видеокарта, принтер, плоттер, звуковая карта, видеокарта.

Архитектура компьютера определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера. На сегодняшний день общие архитектурные свойства большинства современных компьютеров попадают под понятие фон Неймановской архитектуры. Принципы, сформулированные Джон фон Нейманом:

Ø Принцип программного управления – программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности;

Ø Принцип однородности памяти – программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять те же действия, что и над данными;

Ø Принцип адресности – основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек.

Цифровой компьютер состоит из связанных между собой процессоров, памяти и устройств ввода-вывода. Процессоры, память и устройства ввода-вывода — ключевые понятия.

Дата добавления: 2014-11-20