У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Базовые логические элты

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-03-30

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 7.3.2025

19.1.  Базовые логические эл-ты. Таблицы истинности. Транзисторно-транзисторная логика и КМОП-логика. История элементной базы ЭВМ. Поколения ЭВМ.

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

Логическими элементами компьютеров являются электронные схемы И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ и др. С помощью этих схем можно реализовать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера. Работу логических элементов описывают с помощью таблиц истинности. Базовые логические элементы И, ИЛИ, НЕ

А

В

А&В

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

1)Схема И реализует конъюнкцию (логическое умножение) двух или более логических значений.

БЛЭ-конъюнктор

2)Схема ИЛИ реализует дизъюнкцию (логическое сложение) двух или более логических значений.

А

В

АVВ

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

БЛЭ-дизъюнктор

А

1

0

0

1

3)Схема НЕ (инвертор) реализует операцию отрицания.

 

4)Функция штрих Шеффера (И-НЕ): Y = X1|X2 = NOT(X1X2)

5)Функция стрелка Пирса (ИЛИ-НЕ): Y = NOT(X1+X2)

6)Логическая операция «исключающее ИЛИ»(сложение по модулю 2)

Операция "исключающее ИЛИ" отличается от обычного "ИЛИ" только тем, что результат равен 0, если оба значения равны 1 (последняя строчка в таблице истинности). То есть ее результат — истина в том и только в том случае, когда два значения не равны.

А

В

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

   

7)Функция эквивалентности(Исключающее ИЛИ-НЕ)

А

В

АВ

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Уровни лог.переменных

Вход

Выход

1

≥2 В

≥2,4 В

0

≤0,8 В

≤0,4 В

При Uисточника=5В

Транзисторно-транзисторная логика(ТТЛ)

Достоинства:

-занимают мало места;

- высокое быстродействие.

Если на входы 1и2 подаются высокие уровни напряжения(лог.1), то коллекторный ток(Ik1) транзистора VT1 ≠ 0 => транзисторVT2 будет открыт(режим насыщения).Uвых=0,1÷0,4В(лог.0)

Если на входы 1и2 подаются низкие уровни напряжения(лог.0), то коллекторный ток(Ik1) транзистора VT1 ≈ 0 => транзисторVT2 будет закрыт(режим отсечки).Uвых ≤ Uип (лог.1)

Входной транзистор VT1, включенный  по схеме с общей базой, является многоэмиттерным и выполняет операцию И. На транзисторах VT2 – VT4 собран элемент НЕ. Транзистор VT2  выполняет функцию фазоинвертора: напряжения на его эмиттере и коллекторе меняются в противофазе. Благодаря этому транзисторы VT3  и VT4, выполняющие роль ключей, работают поочередно: при открытом транзисторе VT4 транзистор VT3 будет закрыт и наоборот.

КМОП(комплементарные пары металл-оксид-полупроводник)-полевые транзисторы с изолированным затвором, индуцированным каналом и p,n-типа.Хар-ой особенностью явл-ся полное отсутствие резистивных эл-ов и применение в ней взаимодополняющих(комплементарных)транзисторов с P(транзисторы T1 и T2) и N(транзисторы T3 и T4)каналами. Важнейшим параметром лог.эл-ов явл-ся пороговое значение лог.переменных на входе и их уровень на выходе.Пороговым значением лог.0 наз-ют максимал.допустимое знач-е напряжения на входах эл-та при котором он переходит из состояния лог.0 в состояние лог.1.Пороговым значением лог.1 наз-ют минимал.необход.напряжение на входах эл-та при котором он переходит из состояния лог.1 в состояние лог.0.

Условие:

Uзи<Uпор – транзистор закрыт(режим отсечки)

Uзи>=Uпор- транзистор открыт(режим насыщения)

Если стрелка выходит из подложки полевого транзостора(–>)-канал р-типа.

Если стрелка входит из подложки полевого транзостора(<–)-канал n-типа.

Uвх1

Uвх2

Т1

Т2

Т3

Т4

Uвых

<Uпор

<Uпор

О

О

З

З

Uип

<Uпор

>Uпор

О

З

З

О

Uип

>Uпор

>Uпор

З

З

О

О

≈0

Достоинства-низкая потребляемая мощность.

Недостаток-малое быстродействие.

Поколения ЭВМ

Под поколением ЭВМ понимают все типы и модели ВМ разработанные разными коллективами в разных странах, но построены на одних и тех же научных и технических принципах.

1 поколение (50-60-е годы) электронно-вакуумные лампы,небольшая оперативная память, скорость 10-20 тыс.операций в секунду(ЭНИАК, БЭСМ-6 1952-1963гг.)

В 1948 стали изобретать транзисторы.

2 поколение (60-е годы) ЭВМ на полупроводниковых схемах-элементарная база-транзисторы.Скорость до 100тыс.операций в сек. Размеры уменьшились. Языки программирования(Алгол, Фортран).Появилось алфавитно-цифровое печатающее устройство. Применяются перфокарты. МИНСК-32, БЭСМ-6.

3 поколение (конец 60-х начало 70-х гг) ЭВМ на малых интегральных схемах,более компактнее,скорость свыше 1млн операций в секунду.

4 поколение (сер.70-х начало 80-х гг) ЭВМ на микропроцессорах. Эл-ая база-большие интегральные схемы.Скорость свыше 10 млн операцив сек.

5 поколение(еще не закончилось) особенности : переход к супермикоэлектроники,искусственный интеллект,новые способы ввода-вывода удобное для пользователя.Отказ от традиционных языков программирования высокого уровня в пользу языков с элементами лог.программирования.

История элементной базы ЭВМ  

Первый этап

В 1809 году русский инженер Ладыгин изобрел лампы накаливания.

Открытие в 1874 году немецким ученым Брауном выпрямительного эффекта в контакте металл-полупроводник. Использование этого эффекта русским изобретателем Поповым для детектирования радиосигнала позволило создать ему первый радиоприемник.

Второй этап

Второй этап развития электроники начался с 1904 г. когда английский ученый Флеминг сконструировал электровакуумный диод. За ним последовало изобретение первой усилительной лампы - триода в 1907 году.

В 1913 г. немецкий инженер Мейснер разработал схему лампового регенеративного приемника.

Третий этап

Третий период развития электроники - это период создания и внедрения дискретных полупроводниковых приборов, начавшийся с изобретения точечного транзистора. В 1946 году

группа во главе с Уильямом Шокли изобрели трехэлектродные полупроводниковые приборы - транзисторы. В зависимости от количества носителей заряда транзисторы были разделены на:

-униполярные (полевые). где использовались однополярные носители.

-биполярные, где использовались разнополярные носители (электроны и дырки).

Появление микроэлектроники

С появлением биполярных полевых транзисторов начали воплощаться идеи разработки малогабаритных ЭВМ. 

Четвертый этап.

В 1960 году Роберт Нойс изготовил первые кремниевые монолитные интегральные схемы.

Планарная технология Хорни и монолитная технология Нойса заложили в 1960 году фундамент развития интегральных микросхем, сначала на биполярных транзисторах, а затем 1965-85 гг. на полевых транзисторах и комбинациях тех и других.

Появление интегральных микросхем сыграла решающую роль в развитие электроники положив начало новому этапу микроэлектроники.

В настоящее время микроэлектроника переходил на качественно новый уровень – наноэлектронику.

19.2.Алгоритмические структуры и их реализация на языке программирования Паскаль.

Алгоритм (это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьирующих нач-х данных к искомому рез-у) м/представлять как некоторые жесткие стр-ры, сост-е из отдельных базовых эл-тов – управляющих конструкций алгоритмов. Они были разработаны для записи алгоритмов. Все современные языки программирования имеют набор операторов, к/реализуют эти классические управляющие конструкции. Различие состоит только в синтаксисе записи этих конструкций и в некоторых особенностях реализации. Уметь прогр-ть на алг-их языках – уметь пользоваться наиболее общими для всех языков конструкциями и структурами данных. Изучение осн-х принципов конструкторов алгоритмов следует начинать с изучения базовых алгоритмических стр-р. Для обозначения действия по обработке инф-ции введено понятие функцион-го блока (либо отдельная команда, либо послед-ть команд имеющих 1 вход и 1 выход).  На схеме фун-й блок изображается в виде прямоугольника, имеющего один вход и один выход. Внутри кот. Выполняется действие по обработке инф-и(обозн.S)       

Структуры: Стр-ра следование. 

Образуется из последоват-ти команд, следующих одна за другой. При исполнении алгоритма эти команды выполняются в том порядке, каком они записаны. На Бейсике и Паскале это послед-ть операторов, кот-е следуют 1 за другим.

Паскаль: nod:=m; write(‘НОД+(-)’, nod);

Стр-ра развилка: содержит логич-й элемент Р и 2 функ-х блока S1 и S2.При исполнении алг. Сначала вычисляется значение лог-го выражения,  если выполняется(истинно(then)) условие Р, то выполняется блок S1, в противном случае(else) блок S2. Это полная развилка (полная условная конструкция). Паскаль: if x>0 then y:=x+1 (else y:=x*x;), где if, then, else – служебн. Слова,p-условие (лог.выраж-е),s1,s1-любой оператор языка.

При неполной развилке(неполная условная конструкция) только 1 функцион-й блок,т.е. если значение лог-го выр-я ложно никакое действие не вып-ся. Паскаль: if x>0 then y:=x+1 .

p

S1

Структура цикла состоит из лог-го эл-та проверки условия Р и функцион-го блока S, называемого телом цикла.

Цикл с предусловием(пока): сначала проверяется условие(выпол-ся знач-е лог-го выр-я) и если оно истинно, то выполняются команды , зап-ые после условия в теле цикла. И так до тех пор, пока значение Р не станет ложным. Паскаль: while <P> do <S>.

p

S1

Цикл с постусловием:(до) сначала выполняется команда в теле цикла, затем проверяется условие(вычисл-ся лог-е выражение). Если оно не выполняется(ложно), то снова выполняется команда до тех пор, пока условие не выполнится(истинно), после чего работа цикла завершается. Чтобы это произошло , необходимо, чтобы в теле цикла сущ-ла команда, влияющая на условие, иначе произойдёт зацикливание. В отличие от цикла с пред условием, здесь выполнение команд в теле цикла происходит хотя бы 1 раз.(в ЦИКе с предусловием функ-й блок s м.б. ги разу не выполнен, если условие P при первой проверке оказ-ся ложной)Паскаль: repeat <S> until <P>;  

Цикл с параметром состоит из блока модификации и функционального блока(тела цикла). Паскаль: for i:=n to k{h=1} do <S>; n-нач-е знач-е параметра, k- кон-е знач-е пара-а, h- шаг, s-тело цикла. Пар-у цикла присваи-ся нач-е знач-е и вып-ся тело цикла. Если нач-е знач-е <= кон-го знач-е  в случае + шага, то вып-ся тело цикла, к пред-у знач-ю приб-ся шаг и снова срав-ся с кон-м и так далее.В Паскале параметры цикла не м/б вещественного типа, а если целого, то шаг не м/б больше 1.

Структура варианта:    в зависимости от вида выражения выполняется либо функциональный блок S1 или S2.

Паскаль:  case <выражение> of <список констант1>:<оператор1>; …;<список констант n>:<оператор n>; Else <оператор n+1> end;

Case, Of,end  -служебные слова.Знач-я выр-я и константы д. иметь один и тот же тип. Оператор вып-ся след. Образом, сначало выч-ся знач-е выр-я , стоящего после служ-го слова case. Затем оно посл-о сравнивается с конст-ми и вып-ся тот оператор одна из конст. Кот. Равна текущему значению выр-я. После окончания выпо-я выбр-го оператора упрв-е перед-ся в конец оператора.

 




1. задание по физике для групп 6О105Б 106Б 110Б 111Б 10104Б 1 семестр Кинематика
2. варианты ответов
3.  Для расчета показателей качества представим схему замещения- Рис
4. РЕФЕРАТ Оценка структуры П
5. позновательной направленности
6. Технология и оборудование машиностроения МЕХАНИКА ОБРАЗОВАНИЯ СЛИВНОЙ СТРУЖ
7. Разработка программы формирования перестановок, сочетаний, размещений (Turbo Pscl 70)
8. ТЕМАМ СЕМЬЯ unt тетя bchelor холостяк brother брат brother in lw зять деверьшуринсвояк
9. Русского слова2 в гетрах и с сигарой схватил со стола телеграмму и привычными профессиональными глазами
10. Тема- Апаратне забезпечення персональних комп~ютерів