Презентация по информатике по теме Логические основы компьютера

Логические основы компьютера Основное понятие логики, базовые логические операции, логические выражения, логические элементы компьютера, полусумматор, триггер. преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Основатель алгебры логики преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Основное понятие логики - высказывание Высказывание – это повествовательное предложение, о котором можно сказать истино оно или ложно преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Примеры высказываний преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Не всякое предложение является высказыванием преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Обозначения и значения высказываний преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Основные логические операции: И, ИЛИ, НЕ преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Конъюнкция преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Пример конъюнкции Конъюнкция двух высказываний истина тогда и только тогда когда оба высказывания истины преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Дизъюнкция преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Пример дизъюнкции Дизъюнкция двух высказываний ложна тогда и только тогда когда оба высказывания ложны преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Инверсия Логическое отрицание (инверсия) делает истинное высказывание ложным и, наоборот, ложное – истинным преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Логические выражения Сложные (составные) высказывания представляют собой набор простых высказываний (по крайней мере двух) связанных логическими операциями. Простые высказывания назвали логическими переменными, а сложные - логическими функциями. С помощью логических переменных и символов логических операций любое высказывание можно формализовать, то есть заменить логической формулой (логическим выражением). Логическое выражение - это символическая запись высказывания, состоящая из логических величин (констант или переменных), объединенных логическими операциями (связками). преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Значение логической функции(выражения) преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ Пример: таблица истинности для выражения Значения логической функции(выражения) либо 0, либо 1, в зависимости от значения логических переменных (простых логических высказываний составляющих его) и связывающих их логических операций. Для описания логического выражения для него составляется таблица истинности.

Любое сложное высказывание можно записать с помощью основных логических операций И, ИЛИ , НЕ. преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Задание: Заполнить таблицу истинности для выражения: преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Логический элемент компьютера Математический аппарат алгебры логики очень удобен для описания того, как функционируют аппаратные средства компьютера, поскольку основной системой счисления в компьютере является двоичная, в которой используются цифры 1 и 0, а значений логических переменных тоже два: 1 и 0. С помощью логических схем И, ИЛИ, НЕ можно реализовать логическую функцию, описывающую работу различных устройств компьютера. Базовый логический элемент компьютера — это электронная схема, которая реализует элементарную логическую функцию. преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Конъюнктор Схема И реализует конъюнкцию: На входы А и В подаются два сигнала 00, 01, 10 или 11. На выходе получают сигнал F, значение которого определяется логической функцией преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Дизъюнктор Схема ИЛИ реализует дизъюнкцию: На входы А и В подаются два сигнала 00, 01, 10 или 11. На выходе получают сигнал F, значение которого определяется логической функцией преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Инвертор Схема НЕ реализует инверсию: На входы А подается один сигнал 0 или 1. На выходе получают сигнал F, значение которого определяется логической функцией преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Полусумматор полусумматор используется для построения сумматоров, являющихся главной частью схем процессоров. преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

В целях максимального упрощения работы компьютера все многообразие математических операций в процессоре сводится к сложению двоичных чисел. Поэтому главной частью процессора являются сумматоры, которые как раз и обеспечивают такое сложение. Правила сложения двоичной арифметики просты: по горизонтали и вертикали расположены двоичные цифры, а на пересечении результат сложения Таблицу сложения двоичных цифр можно записать в ином виде: Таким образом, сложение в пределах одного разряда можно реализовать схемой, которая называется полусумматором. У полусумматора два входа (для слагаемых А и В) и два выхода (для суммы S и переноса P). преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Сравните: Таблица сложения двоичных цифр: Таблица истинности для выражения: Видно, что переноc P и cумму S можно реализовать с помощью логических функций: Р = А ۸ В S = преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Полусумматор Схема полусумматора реализует логические функции: Р = А ۸ В S = То есть на входы А и В подаются либо нулевые, либо единичные сигналы: 00, 01, 10 или 11. На выходе получают сигнал S, являющийся суммой сигналов А и В, а также сигнал Р, который является значением переноса в старший разряд. преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Логическая схема полусумматора Схема полусумматора реализует логические функции: Р = А ۸ В S = В схеме использованы два конъюнктора , дизъюнктор и инвертор. Данная схема называется полусумматором, так как реализует суммирование одноразрядных двоичных чисел без учета переноса из младшего разряда. преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

ТРИГГЕР структурная единица (ячейка) оперативной памяти компьютера и внутренних регистров процессора, предназначен хранить 1 бит информации, то есть содержит либо 0, либо 1, преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

Вентиль «ИЛИ-НЕ» Триггер состоит из двух логических элементов ИЛИ-НЕ, так называемых вентилей преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ

1 0 0 1 =0 =0 Триггер состоит из двух вентилей ИЛИ-НЕ. Схема: преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ В обычном состоянии на его входы подан сигнал 0, и триггер хранит 0, то есть на выходе 0. выход ИЛИ НЕ НЕ ИЛИ S R сброс установка А В 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0

0 0 =1 =0 1 1 Триггер запомнил 1, то есть с выхода триггера можно считать 1. преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ Для записи 1 на установочный вход S подается сигнал 1. Запись бита выход ИЛИ НЕ НЕ ИЛИ S R сброс установка А В 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0

0 0 =0 1 1 =0 Триггер хранит 1 и после того, как сигнал на установочном входе S исчезнет преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ Хранение бита выход ИЛИ НЕ НЕ ИЛИ S R сброс установка А В 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0

0 0 =0 =1 1 1 Триггер готов к приёму новой информации! преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ Для того чтобы сбросить информацию и подготовиться к приему новой, подается сигнал 1 на вход сброса R Сброс бита выход ИЛИ НЕ НЕ ИЛИ S R сброс установка А В 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0

Спасибо за внимание! преподаватель информатики Загороднева Е.А. СТГХСТ