Базовыми логическими операциями являются операции

Аппаратная реализация логических функций

Информации в компьютере

Физические основы представления

Лекция 5

Как отмечалось ранее, базовым элементом современных компьютеров является двухпозиционный элемент, который может иметь два состояния

- с о с т о я н и е 1 (логическая единица),

- с о с т о я н и е 0 (логический нуль).

В роли двухпозиционных элементов используются специальные электронные устройства, называемые т р и г г е р а м и. За состояние 1 принимается факт наличия на выходе триггера электрического сигнала (обычно в диапазоне 3.5В … 12В) Отсутствие электрического сигнала воспринимается как состояние 0. Поскольку вся информация в компьютере представляется в двоичном (машинном) коде, то и все операции по ее обработке базируются на использовании только двух сигналов 0 и 1.

Основой построения всех электрических схем по обработке двоичной информации являются логические схемы. Элементы, реализующие эти схемы, называются логическими элементами.

- к о н ъ ю н к ц и я (логическое умножение или логическое И),

- д и з ъ ю н к ц и я (логическое сложение или логическое ИЛИ),

- о т р и ц а н и е (инверсия или логическое НЕ).

Смысл этих операций становится понятным из табл. 5.1

Логический элемент, реализующий логическую функцию И, имеет следующее условное обозначение

x1

x2 y

xN

У этого элемента на выходе y появляется сигнал 1 в том случае, если на всех входах x1, x2, … , xN будет присутствовать сигнал 1. Наличие хотя бы на одном входе xсигнала 0 приводит к появлению на выходе y сигнала 0.

 

Таблица 5.1

Значения входных переменных	Результаты логических операций
Х1	Х2	И	ИЛИ	НЕ
Х1	Х2

 

Логический элемент, реализующий логическую функцию ИЛИ, имеет условное обозначение

x1

x2y

xN

 

На выходе y появляется сигнал 1, если хотя бы на одном из входов x1, x2, … , xN будет сигнал 1. Возникновение на выходе yсигнала 0 возможно только в том случае, когда на всех входах x1, x2, … , xN, будет сигнал 0.

Логический элемент, реализующий логическую функцию НЕ, имеет следующее условное обозначение

 

x y

 

Он преобразует сигнал 1 на входе в сигнал 0 на выходе и наоборот. Обычно логические элементы, реализующие логическую функцию НЕ, комбинируют с логическими функциями И или ИЛИ, образуя логические элементы И – НЕ и ИЛИ – НЕ.

Условные обозначения этих элементов имеют следующий вид

x1 x1

x2 y x2 у

 

xN xN

И - НЕ ИЛИ - НЕ

На базе этих элементов строятся самые различные цифровые устройства: триггеры, счетчики, сумматоры, дешифраторы, регистры и др.