Логические элементы. При всей сложности устройства электронных блоков современных ЭВМ выпол­няемые ими действия осуществляются с помощью комбинаций относительно не­большого числа

При всей сложности устройства электронных блоков современных ЭВМ выпол­няемые ими действия осуществляются с помощью комбинаций относительно не­большого числа типовых логических узлов. Основные из них таковы:

• регистры;

• комбинационные преобразователи кодов (шифратор, дешифратор, мульти­плексор и др.);

• счетчики (кольцевой, синхронный, асинхронный и др.);

• арифметико-логические узлы (сумматор, узел сравнения и др.).

Из этих узлов строятся интегральные микросхемы очень высокого уровня интег­рации: микропроцессоры, модули ОЗУ, контроллеры внешних устройств и т.д.

Сами указанные узлы собираются из основных базовых логических элементов — как простейших, реализующих логические функции И, ИЛИ, НЕ, И —НЕ, ИЛИ—НЕ и им подобных (элементы комбинационной логики, для которых значе­ние функции на выходе однозначно определяется комбинацией входных перемен­ных в данный момент времени), так и более сложных, таких как триггеры (элемен­ты последовательностной логики, для которых значение функции зависит не только от текущих значений переменных на входе, но и от их предшествующих значений).

Условные обозначения основных элементов комбинационной логики приведе­ны на рис. 4.3, соответствующие значения переменных («таблицы истинности») — в табл. 4.1. Отметим, что кружочек на схеме на выходе из логического элемента означает, что элемент производит логическое отрицание результата операции, указанной внутри прямоугольника.

X 1	&	XI
	У
Х2		..... Х2

щ- щ­И ИЛИ НЕ И-НЕ ИЛИ-НЕ

Рис. 4.3. Основные элементы комбинационной логики

Та б л и ца 4.1 Таблица истинности логических операций х\ Х2 Х\лХ2 (И) Х\чХ2 (ИЛИ) Х1лХ2 (И-НЕ) Х\чХ2 - (ИЛИ-НЕ)

 

Контрольные вопросы

1. Назовите основные логические операции и приведите их таблицы истинности.

2. Что такое логическое выражение?

3. Каков порядок выполнения операций при вычислении значения логического выражения?

4. Приведите примеры логических выражений и вычисления их значений.

5. Назовите элементарные логические элементы и приведите их обозначения на схемах.

6. Изобразите электрические схемы, реализующие элементарные логические элементы.

7. Приведите примеры построения схем на логических элементах на основе ло­гического выражения.

8. Приведите примеры построения логических выражений по заданным логи­ческим схемам.

9. Что такое триггер? Перечислите виды триггеров и коротко их охарактеризуйте.

10. Чем отличается синхронный триггер от несинхронного?

11. Проиллюстрируйте на примерах хранение информации в триггере и запись нуля или единицы.

12. Какое состояние триггера называют недопустимым?

13. Расскажите об элементе «Исключающее ИЛИ», приведите таблицу истин­ности для соответствующей логической операции.

14. Расскажите о полусумматоре.

15. Расскажите о сумматоре и организации переноса «запасного» разряда.