Логические основы устройства компьютера. Базовые логические элементы

1. Презентация к уроку по теме: «Логические основы устройства компьютера. Базовые логические элементы»

2.

3.

Поскольку любая логическая операция может быть
представлена в виде трех основных, любые
устройства компьютера, производящие обработку или
хранение информации, могут быть собраны
из
базовых логических элементов.
Дискретный преобразователь, после обработки на
входе двоичных сигналов на выходе дает сигнал –
значение логической операции.
Базовые
логические
элементы
реализуют
три
основные логические операции:
«И», «ИЛИ», «НЕ».

4. Базовые логические элементы

Базовые логические элементы также еще
называют вентилями.
• Вентиль «И» – конъюнктор.
Реализует конъюнкцию.
• Вентиль «ИЛИ» – дизъюнктор.
Реализует дизъюнкцию.
• Вентиль «НЕ» – инвертор.
Реализует инверсию

5.

Логические элементы компьютера оперируют
с сигналами, представляющими
собой
электрические импульсы. Есть импульс – 1,
нет – 0. На входы логического элемента
поступают сигналы – значения аргументов, на
выходе появляется сигнал – значение
функции.

6. Логическая схема

Конъюнктор
Электрическая цепь из двух
последовательно подключенных
выключателей
A B
+
В
1
A
1
A B
1 1
1 0
0 1
0 0
1
0
0
0

7. Логическая схема

Дизъюнктор
Электрическая цепь из двух
параллельно подключенных
выключателей
0
0
A B
1 1
1 0
0 1
0 0
A B
1
1
1
0

8. Логическая схема

Инвертор
Электрическая цепь с одним
автоматическим выключателем
A ¬A
0 1
1 0

9.

Элементарные логические схемы
x1
x2
&&
«И», F=x1&x2
F
x1
или
F
x
не
F
x2
«ИЛИ», F=x1vx2
«НЕ», F= ¬x
Соединив логические элементы в соответствии с
булевым выражением, получим логическую схему,
реализующую данное выражение.
Булево выражение – описание логической схемы.

10. Алгоритм построения логических схем

Определить количество логических
переменных (количество входов
логической схемы)
Определить количество базовых
логических операций и их порядок
(количество логических элементов)
Изобразить для каждой логической
операции соответствующий ей логический
элемент (вентиль) и соединить вентили в
порядке выполнения логических операций

11. Приоритет логических операций

1. Инверсия:
2. Конъюнкция:
3. Дизъюнкция:
4. Импликация:
5. Эквиваленция:

12.

Определить сигнал на выходе
1
&
1
1
1
1
1
?
&
&

13.

Определите базовый логический элемент схемы
1
?
1
1
0
1
&
1
0

14.

Построение логической схемы по логическому выражению.
x1* (¬x2 V x3)
x2
V
&
x3
x1
F

15.

Построение логической схемы по логическому выражению.
x1*x2 V ¬x1*х3
&
v
x2
x3
&
x1
F

16.

Построить логическое выражение по схеме и упростить его:
x1
1
v
3
& 2
5
F
&
x2
4
1) ¬x1
3) x1 v ¬ x1*x2
2) ¬ x1*x2
4) ¬ x2
5) ¬ x2*(x1 v ¬ x1*x2)
¬ x2*(x1 v ¬ x1*x2)
¬x2*x1

17.

Построить логическое выражение по схеме и упростить его:
x2 x1
x3
1
&
& 5
2
4
v
6
F
v
3
x4
1) x1*x2*x3
4) ¬ x2 v ¬ x3
2) ¬ x2
5) x1*x2*x3*(¬ x2 v ¬ x3)
3) ¬ x3
6) x4 v x1*x2*x3*(¬ x2 v ¬x3)
x4 v x1*x2*x3*(¬x2 v ¬x3)
x4

18.

1) Построить схемы для логических выражений:
а) x1V x2 V x1*x3 V ¬(x1*x2);
б) x1*¬x2*x3 V x1*x2*x3.
2) а) Построить логическое выражение по схеме;
б) схему смоделировать в Excel.
x1
x2
x3
&
v
v
&
&