Логические основы компьютера

Базовые логические элементы - дискретное устройство, которое преобразует последовательность двоичных сигналов и выдает значение одной из функций алгебры логики (логической операции), называется логическим элементом.

Дешифратор 

— комбинационная схема, преобразующая n-разрядный двоичный, троичный или k-ичный код в -ичный одноединичный код, где  — основание системы счисления. Логический сигнал активен на том выходе, порядковый номер которого соответствует двоичному, троичному или k-ичному коду.
Дешифраторы являются устройствами, выполняющими двоичные, троичные или k-ичные логические функции (операции). Устройство, преобразующее входной двоичный код в сигнал на одном из выходов, называется дешифратором. 

Схема:

Назначение дешифратора:

Дешифраторы в компьютере используют, когда нужно обращаться к различным цифровым устройствам, и при этом номер устройства – его адрес – представлен двоичным кодом. Главное назначение дешифратора – выбор одного из устройств, номер которого приходит на вход дешифратора. В качестве таких выбираемых устройств часто выступают различные цифровые микросхемы, имеющие вход выбора кристалла

CS). При этом сигналы с выходов дешифратора поступают на входы CS выбираемых микросхем. Именно по этому активным сигналом на выходе дешифратора является сигнал логического нуля. Для лучшего понимания логики работы дешифратора изучите его таблицу истинности на рисунке 25. В этой таблице появилось новое обозначение. Знак «X» в таблице истинности означает, что на этом входе может присутствовать любое значение (0 или 1). При этом сигнал ни на одном из выходов не изменится.

Сумматор

- устройство, преобразующее информационные сигналы (аналоговые или цифровые) в сигнал, эквивалентный сумме этих сигналов. Электронная логическая схема, которая выполняет суммирование двоичных кодов, называется сумматором

Схема:

Назначение сумматора:

Осуществляет арифметическое суммирование  n-разрядных двоичных чисел А и В. Правила сложения двух одноразрядных двоичных чисел. Сумматор, предназначенный для сложения многоразрядных двоичных чисел, представляет собой комбинацию одноразрядных сумматоров, с рассмотрения которых мы и начнём. 

Триггер

- логический элемент, способный хранить один разряд двоичного числа, называется триггером. 

Для запоминания 1 байта информации необходимо 8 триггеров, для 1 Кбайта – 8 * 1024 = 8192 триггера. Оперативная память современных ЭВМ содержит миллионы триггеров.

RS-триггер устроен следующим образом: он имеет два входа R (reset) и S (set) и два выхода Q и . Если на выходе Q имеет высокое напряжение, то считается, что RS-триггер хранит единицу, если низкое, то он хранит ноль. Для выхода Q все происходит наоборот.
Если на вход R подается единица, то триггер устанавливается в состояние «0».
Если на вход S подается единица, то триггер устанавливается в состояние «1».
Если R = S = 0, то триггер сохраняет предыдущее состояние.
Состояние R = S = 1 недопустимо.
Запишем эти правила работы триггера в виде таблицы истинности для выхода Q_t+1, где входами являются R_t, S_t и Q_t. При этом Q_t - текущее состояние триггера на момент времени t, а Q_t+1 – состояние, в которое перейдет триггер в момент времени t + 1, обработав поступившие сигналы. 

Схема:

Назначение триггера: 
Триггер - устройство, предназначенное для хранения значения одной логической переменной (или значения одноразрядного двоичного числа, при хранении многоразрядных двоичных чисел для запоминания значения каждого разряда числа используется отдельный триггер). В соответствии с этим триггер имеет два состояния: одно из них обозначается как состояние лог. 0, другое - состояние лог. Воздействуя на входы триггера, его устанавливают в нужное состояние.