Презентация по информатике на тему "Базовые логические элементы" (11 класс)

• 1 слайд

  Логические основы компьютера
  Базовые логические элементы
  

• 2 слайд

  Устройства компьютера (сумматор, триггер, ячейки памяти в оперативной памяти и др.) строятся на основе базовых логических элементов.
  Логический элемент – это небольшая часть электронной логической схемы, которая выполняет элементарную логическую функцию.
  Логическими элементами компьютеров являются электронные схемы (вентили):
  НЕ, ИЛИ, И, И – НЕ, ИЛИ – НЕ.
  Базовые логические элементы
  

• 3 слайд

  Базовые логические элементы
  Каждый логический элемент имеет свое условное обозначение, которое выражает его логическую функцию.
  Логические элементы компьютера оперируют с сигналами, представляющими собой электрические импульсы (есть импульс – логическое значение 1, нет импульса – 0).
  На вход логических элементов поступают сигналы – аргументы, на выходе появляется сигнал – функция.
  Преобразование сигнала логическим элементом задается таблицей истинности.
  

• 4 слайд

  Логический элемент “НЕ”
  А (1, 0)
  А (0, 1)
  Схема НЕ – инверсия реализует
  операцию отрицания
  

• 5 слайд

  Логический элемент “И”
  Схема И реализует
  конъюнкцию двух или более логических значений
  А (0, 0, 1, 1)
  В (0, 1, 0, 1)
  А /\ В(0, 0, 0, 1)
  /\
  На входы А и В логического элемента последовательно подаются четыре пары сигналов различных значений, на выходе получается последовательность из четырех сигналов, значения которых определяется в соответствии с таблицей истинности логического умножения.
  Единица на выходе схемы “И” будет тогда и только тогда, когда на всех входах будет единица.
  

• 6 слайд

  Логический элемент “ИЛИ”
  Схема ИЛИ реализует
  дизъюнкцию двух или более логических значений
  А (0, 0, 1, 1)
  В (0, 1, 0, 1)
  А \/ В(0, 1, 1, 1)
  \/
  Когда хотя бы на одном входе схемы “ИЛИ” будет единица, на ее выходе будет также единица.
  

• 7 слайд

  Логический элемент “И - НЕ”
  Схема И – НЕ состоит из элемента И и инвертора и осуществляет отрицание результата схемы И.
  А (0, 0, 1, 1)
  В (0, 1, 0, 1)
  А /\ В(1, 1, 1, 0)
  /\
  Комбинированный логический элемент И – НЕ называется функцией Шеффера.
  
  

• 8 слайд

  Логический элемент “ИЛИ - НЕ”
  Схема ИЛИ - НЕ состоит из элемента ИЛИ и инвертора и осуществляет отрицание результата схемы ИЛИ
  А (0, 0, 1, 1)
  В (0, 1, 0, 1)
  А \/ В(1, 0, 0, 0)
  \/
  Комбинированный логический элемент ИЛИ – НЕ называется функцией Пирса.
  
  

• 9 слайд

  Триггер (trigger-защелка)
  flip-flop – хлопанье – способность быстро переходить из одного состояния в другое.
  Для хранения информации в оперативной памяти компьютера, а так же во внутренних регистрах процессора используются триггеры.
  Триггер – это электронная схема, широко применяемая в регистрах компьютера для надежного запоминания одного разряда двоичного кода. Триггер имеет два устойчивых состояния, одно из которых соответствует двоичной единице, а другое – двоичному нулю.
  Каждый триггер может хранить 1 бит информации. Следовательно, для 1 байта необходимо … триггеров, 1 Кбайта … триггеров.
  

• 10 слайд

  RS – Триггер
  (Set – установка, Reset – сброс)
  самый распространенный триггер.
  Триггер можно построить из двух логических элементов ИЛИ и двух логических элементов НЕ. RS – триггер имеет два симметричных входа S и R и два симметричных выхода Q (прямой) и Q (инверсный). Выход Q является значением запомненного бита.
  Построим логическую схему и таблицу истинности для RS – триггера.
  

• 11 слайд

  Логическая схема RS – триггера
  \/
  \/
  S (1)
  R (0)
  0 Q
  1 Q
  1
  0
  

• 12 слайд

  Таблица истинности RS – триггера
  В обычном состоянии на входы триггера подан сигнал 0, триггер помнит и хранит 0.
  Если на вход S (установочный) подать сигнал 1 и последовательно рассмотрев прохождение сигнала по схеме, видно, что триггер переходит в это состояние и будет устойчиво находиться в нем и после того, как сигнал на входе S исчезнет. Триггер запомнил 1, то есть с выхода Q можно считать 1. При подаче 1 на вход R триггер перейдет в состояние 0.
  Для того, чтобы сбросить информацию и подготовиться к приему новой, на вход R (сброс) подается сигнал 1, после чего триггер возвращается к исходному «нулевому» состоянию.
  При S=0, R=0 триггер может находиться в двух разных состояниях: Q=0 и Q=1. При S=1, R=1 – запрещенная ситуация.
  

• 13 слайд

  Сумматор.
  Сумматор - это электронная логическая схема, выполняющая суммирование двоичных чисел, служит прежде всего центральным узлом арифметико-логического устройства компьютера. При сложении двоичных чисел образуется сумма в данном разряде, а так же возможен перенос в старший разряд.
  Таблица сложения одноразрядных двоичных чисел с учетом переноса в старший разряд.
  Из таблицы видно, что перенос реализуется с помощью логического элемента “и”:
  Р = А /\ В
  

• 14 слайд

  Схема полусумматора двоичных чисел
  А(0,0,1,1)
  В(0,1,0,1)
  Р(0,0,0,1)
  0,0,0,1
  1,1,1,0
  S(0,1,1,0)
  0,1,1,1
  /\
  /\
  \/
  Данная схема называется полусумматором, так как реализует суммирование одноразрядных двоичных чисел без учета переноса из младшего разряда.
  

• 15 слайд

  Сумматор
  Полный одноразрядный двоичный сумматор есть устройство с тремя входами и двумя выходами, работа которого может быть описана следующей таблицей истинности.
  
  Если требуется складывать двоичные слова длиной два и более бит, то можно использовать последовательное соединение таких сумматоров, причем для двух соседних сумматоров выход переноса одного сумматора является входом другого.
  

• 16 слайд

  Таблица истинности.