Схемотехнические основы компьютерной техники презентация

Виды узлов ЭВМ
Узлы ЭВМ:
комбинационные:
выходные сигналы зависят только от входных сигналов;
накапливающие:
выходные сигналы зависят не только
от действующих входных сигналов, но и от поступавших ранее.

Комбинационные узлы
Комбинационные узлы:
Шифратор/Дешифратор
Сумматор по модулю 2
Мультиплексор/Демультиплексор
Сумматор
Программируемая логическая матрица
И др.

Накапливающие узлы
Накапливающие узлы:
Триггер
Регистр
Счётчики
И др.

Логические элементы
ИЛИ
И
НЕ
ИЛИ-НЕ
И-НЕ
НЕ

Логические элементы

Узлы ЭВМ
1 — входы
2 — тип узла (назначение)
3 — выходы

Комбинационные узлы

Шифратор и дешифратор
Шифратор (кодер) —
устройство, преобразующее сигнал на одном из входов в комбинацию выходных сигналов.
Дешифратор (декодер) — устройство, преобразующее комбинацию сигналов на входах в сигнал на одном из выходов.

Шифратор и дешифратор

Дешифратор (декодер)

Дешифратор (декодер)
x1 x2 x3
&
&
&
&
&
&
&
&

Дешифратор (декодер)
x1 x2 x3
&
&
&
&
&
&
&
&
0
1
2
3
4
5
6
7

Шифратор (кодер)

Шифратор (кодер)
0 1 2 3 4 5 6 7
1
1
1
&
&
&
СИ

Сумматор по модулю 2
Сумматор по модулю 2 —
устройство, реализующее вычисление операции «Исключающее ИЛИ».

Сумматор по модулю 2
x1 x2
&
&
1

Мультиплексор и демультиплексор
Мультиплексор — устройство, обеспечивающее подключение одного из нескольких входов к выходу.
Демультиплексор — устройство, обеспечивающее подключение входа к одному из нескольких выходов.

Мультиплексор
MS
Входы
x1 x2 x3 x4
y1
y2
Выход

Мультиплексор
y1
y2
DC
1
2
3
4
СИ
&
&
&
&
1
x1
x2
x3
x4

Демультиплексор
y1
y2
DC
1
2
3
4
СИ
&
&
&
&
Input

Сумматоры
Одноразрядный сумматор — устройство, выполняющее операцию сложения над одним двоичным разрядом.
Многоразрядные сумматоры строятся на основе одноразрядных:
с последовательным переносом;
со сквозным переносом.

Одноразрядный сумматор
Входы:
бит первого слагаемого;
бит второго слагаемого;
признак переноса
(из младшего разряда).
Выходы:
сумма в текущем разряде;
признак переноса
(в старший разряд).

Узлы ЭВМ
a
b
p
SM
S
P

Одноразрядный сумматор
a b p
&
&
&
1
&
1
&
&
1
S
P

Накапливающие узлы

Триггеры
Триггер — запоминающий элемент
с двумя устойчивыми состояниями (состояние «0» и состояние «1»).
Основные типы триггеров:
RS-триггер;
D-триггер;
T-триггер;
JK-триггер.

RS-триггер
Два входа:
qR — сбросить в 0;
qS — установить в 1.
Два выхода:
Q — хранимое в триггере значение;
Q — инверсия хранимого значения.

RS-триггер
Комбинации входных сигналов (для элементов ИЛИ-НЕ):
qR = 0, qS = 0 — хранение значения;
qR = 1, qS = 0 — запись 0;
qR = 0, qS = 1 — запись 1;
qR = 1, qS = 1 — недопустимо.
При использовании элементов
И-НЕ на вход подаются
инверсные значения.

RS-триггер
1
1
qR
qS
Q
Q
&
&
qR
qS
Q
Q

RS-триггер
R
S
T
qR
qS
Q
Q
R
S
T
qR
qS
Q
Q

Синхронный RS-триггер
S
R
T
Q
Q
&
&
qS
qR
СИ

Двухтактный RS-триггер
S
С
R
T
2
Q2
S
С
R
T
1
Q1
qS1
qR1
qS2
qR2
СИ
&

Двухтактный RS-триггер
S
С
R
TT
Q
qS
qR
СИ
Q

T-триггер
Один управляющий вход:
единичный сигнал на входе переводит T-триггер
в противоположное состояние.

T-триггер
S
С
R
TT
Q
qT
Q

JK-триггер
Два управляющих входа:
вход J — вход установки 1;
вход K — вход установки 0.
В отличие от RS-триггера комбинация из двух единиц
не является запретной:
вместо неопределённого состояния поведение соответствует T-триггеру.

JK-триггер
S
С
R
TT
Q
qJ
Q
&
СИ
&
qK

D-триггер
Один информационный вход:
значение, которое нужно сохранить.
S
C
R
T
СИ
qD
Q
Q
&

Регистры и счётчики
Регистр — устройство хранения многоразрядных значений.
Счётчик — устройство хранения,
которое по каждому сигналу
изменяет хранимый код
(как правило, многоразрядный).