|
В качестве примера, подтверждающего справедливость того,
что любой элемент ЭВМ можно представить в виде
совокупности базовых логических элементов рассмотрим
состав RS-триггера.
Триггер. Число, записанное в двоичной системе
счисления, можно легко сохранить в электронной машине.
Для хранения одного двоичного разряда применяется
специальное устройство – триггер, название
которого происходит от английского слова
trigger (защелка,
переключатель). Триггер может находиться в одном из
двух устойчивых состояний – «отключен», что
соответствует биту 0, и «включен», что соответствует
биту 1. Изображать один триггер принято в виде
прямоугольника с написанными внутри буквами О
(отключен) и В (включен). Например,
Такая запись означает восемь триггеров, пять из которых
находятся в состоянии –включен, а три в состоянии –
отключен. Приведенное состояние триггеров будет
соответствовать двоичному числу 11001011.
Наша задача заключается в том, что бы разобраться как же
осуществляется хранение одного бита в триггере.
Логическая схема триггера может быть представлена в виде
следующей схемы.
RS – триггер имеет два входа
R и S
и один выход Q. В обычном
состоянии на оба входа триггера подается сигнал 0. На
входы первого логического элемента «ИЛИ» (расположен
сразу после входа S подаются
сигналы 0, таким образом на выходе этого элемента
получается 0 (согласно таблице истинности логической
операции дизъюнкция), который подается на вход
логического элемента «НЕ», который преобразует 0 в 1. На
два входа второго логического элемента «ИЛИ» подается 0
с входа триггера R и 1 с
выхода первого логического элемента «НЕ». На выходе
второго элемента «ИЛИ» получается 1, которая вторым
логическим элементом «НЕ» преобразуется в 0. Таким
образом, с выхода триггера Q
можно снять сигнал 0. Говорят, что триггер хранит ноль.
Что бы триггер хранил 1, нужно на его вход
S (установочный) подать 1.
Тогда на выходе первого элемента «ИЛИ» получится 1,
которая первым элементом «НЕ» будет преобразована в 0 и
на входы второго элемента «ИЛИ» придут два 0. Это
приведет к тому, что на выходе этого элемента получится
0, который вторым элементом «НЕ» будет преобразован в 1.
Таким образом, на выходе триггера появляется 1, которая
будет храниться триггером до тех пор, пока состояние
триггера не будет обнулено.
Что бы обнулить состояние триггера, другими словами, что
бы подготовить триггер к записи нового бита в этот
триггер на вход триггера R
(сброс) подается 1.
Сумматор. 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.
Базовыми кирпичиками для построения сумматора являются
элементы, которые получили название одноразрядный
полусумматор. Название полусумматор объясняется тем, что
с помощью этого элемента можно найти сумму двух
одноразрядных двоичных чисел, но при этом не
учитывается возможный перенос в старший разряд.
Для определения суммы двух одноразрядных двоичных чисел
можно применить следующее логическое выражение:
S=(A
\/ B) /\
NOT(A /\
B)
По данному
логическому выражению можно построить логическую схему
из базовых логических элементов.
 |
