计算机功能及部件ppt,《计算机逻辑部件》PPT课件.ppt
《《计算机逻辑部件》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《计算机逻辑部件》PPT课件.ppt(43页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。
1、1,第二章 计算机逻辑部件,计算机逻辑门 加法器,2,2.3计算机逻辑门,几种门电路的逻辑符号 与门 或门 反相门 与非门 或非门 与或非门 异或门 同或门,3,2.4计算机常用逻辑电路,组合逻辑电路 电路的输出状态仅和当时的输入状态有关,而与过去的输入状态无关。 加法器、ALU、译码器、数据选择器 时序逻辑电路 输出状态不但与当时的输入有关,而且与电路在此以前的输入状态有关。也就是说具有记忆功能,如寄存器、计数器等。,4,二进制数的运算及其加法电路,1)二进制数的相加 例: 1 0 1 1 1 0 1 1 +)1 +)1 0 +)1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0,5。
2、,二进制数的相加,特点:从右向左逐位相加,第二位起还要加进位。,如:,1 0 1 0 0 1 0 0 (A),+ 1 0 1 1 1 1 0 0 (B),D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,0,0,0,1,0,1,0,1,1,1,1,0,1,C:进位标志=1,0,0,0,A:辅助进位标志=1,(S=A+B),(C),6,2)半加器电路,针对D0位两数A0与B0相加,得一位结果S0及一位进位C1,即得逻辑代数表达式: S0=f(A0,B0) C1=f(A0,B0),电路设计过程:,S0=A0 + B0 C1=A0 B0,&,=1,A0 B0,S0,HA,C1,C1,S0,A0 B0,。
3、真值表,布尔函数式,电路,电路符号,7,3)全加器电路,针对Di位两数Ai与Bi相加,得一位结果Si及一位进位Ci+1,即得逻辑代数表达式: Si=f(Ai ,Bi ,Ci) Ci+1=f(Ai,Bi ,Ci),电路设计过程:,Si=Ai + Bi + Ci Ci+1=Ai Bi + Ai Ci + Bi Ci,&,=1,Ai Bi Ci,Si,FA,Ci+1,Ci+1,Si,Ai Bi,真值表,布尔函数式,电路,电路符号,&,&,1,Ci,8,4)十六位二进制加法电路,HA,C1,S0,A0 B0,FA,C2,S1,A1 B1,Ci,FA,Ci+1,Si,Ai Bi,FA,C15,S14,A。
4、14 B14,FA,C16,S15,A15 B15,C14,1 0 1 1 1,1 0 1 1 1,0,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,1,例如 计算1000000011000011+1000000011000011,计算结果:1000000011000011+1000000011000011 =000000011000110,计算结果的状态:最高位有进位CF=1,辅助进位有进位AF =1,结果不等于零ZF=0,结果中1的个数为4(偶数个)PF=1,9,5)可控反相器及加法减法电路,FA,C1,S0,A0 B0,FA,C2,S1,A1 B1,Ci,FA,Ci+1,Si,Ai Bi,FA。
5、,C15,S14,A14 B14,FA,C16,S15,A15 B15,C14,0,1,0,1,1,0,1,1,0,1,0,1,例如 计算1000000011000011 - 1000000011000011,计算结果:1000000011000011 - 1000000011000011 =000000000000000,=1,=1,=1,=1,=1,SUB,1 0 1 1 1,1 0 1 1 1,1 0 1 1 1,0 1 0 0 0,=1,1,计算结果的状态:最高位有进位CF=1,辅助进位有进位AF =1,结果不等于零ZF=1,结果中1的个数为0(偶数个)PF=1,10,位间进位是串行的。
6、,Fi的形成必须等Ci-1的到来 111 + 001,C4,N位并行加法器,11,超前进位加法器 对加法器的进位信号做快速处理 对进位公式分析(化简) Cn = Xn Yn + Xn Cn-1 + Yn Cn-1 变形得下式: Cn= Xn Yn (Xn + Yn ) Cn-1,12,得出: C1=X1Y1+(X1+Y1)C0 C2=X2Y2+(X2+Y2)X1Y1+(X2+Y2)(X1+Y1)C0 C3= X3Y3+(X3Y3)X2Y2 + (X3Y3)(X2+Y2)X1Y1 + (X3Y3)(X2+Y2)(X1+Y1)C0,13,Pi和Gi函数 Pi= Xi+Yi Gi= XiYi P:进。
7、位传递函数(Carry Propagate function) G:进位产生函数(Carry Generate Function),两个进位函数,14,Pi的逻辑含义: 当Pi=1时,如果低位有进位,本位将产生进位,即当Pi=1时,低位传送过来的进位能越过本位而向更高位传送。 Pi Ci称为传送进位或条件进位 Gi的逻辑含义: 若本位两个输入均为1,必产生进位,与低位进位无关,又称本地进位。,15,得到进位产生公式 Ci= Gi +Pi Ci-1 代入公式得: C1= G1 +P1 C0 C2= G2 +P2 G1+ P2 P1 C0 C3= G3 + P3 G2 + P3 P2 G1+ P3。
8、 P2 P1 C0 C4= G4 + P4 G3 +P4 P3 G2 + P4 P3 P2 G1 + P4 P3 P2 P1 C0,16,变换得 C1=P1+G1C0 C2=P2+G2P1+G2G1C0 C3=P3+G3 G2+G3G2P1+G3G2G1C0 C4=P4+G4P3+G4G3P2+G4G3G2P1+G4G3G2G1C0,17,根据上式可画得“超前进位产生电路”及四位超前进位加法器的逻辑图如图2.8(p21)。,18,用四片74181电路可组成16位ALU。如下图片内进位是快速的,但片间进位是逐片传递的,因此总的形成时间还是比较长的。 如果把16位ALU中的每四位作为一组,用类似位。
9、间快速进位的方法来实现16位ALU(四片ALU组成),那么就能得到16位快速ALU。推导过程如下:,片间快速进位,19,与前面讲过的一位的进位产生函数Gi的定义相似,根据四位一组的进位产生函数GN为“1”的条件,可以得到GN的表达式为: GN =G3+P3G2 +P3P2G1 +P3P2P1G0,20,与前面讲过的一位的进位传递函数Pi的定义相似,根据四位一组的进位传递函数PN为“1”的条件,可以得到PN的表达式为: PN =P3P2P1P0,21,把图2.10各片的进位分别命名为Cn+X 、 Cn+Y 、 Cn+Z (即C3 C7 C11)。 根据式2.222.25的推导可将式中的G1,G2。
10、, G3和P1 P2, P3分别换为 GN0, GN1, GN2和PN0, PN1, PN2,把C0换以Cn,即可得Cn+X 、 Cn+Y 、 Cn+Z 的表示式,22,由2-33,2-34,2-35式可知,只要74181型ALU能提供输出GN, PN那么就可用3个与或非门和4片ALU相连,这样就能实现16位快速ALU。 实现2-33,2-34,2-35式的逻辑电路就成为超前进位扩展器(74182芯片),图2-11是它的逻辑电路图,图中将Pni、Gni分别用Pi、Gi表示。图中P、G输出可用于把4组16位快速ALU扩展成64位快速ALU。 图2-12画出了用74181和74182芯片构成的16。
11、位快速ALU,23,图2.11与74181型ALU连用的超前进位产生电路,24,25,26,用两个16位全先行进位部件(74182)和八个74181可级连组成的32位ALU电路 用五个16位全先行进位部件(74182)和十六个74181可级连组成的64位ALU电路,27,2.4.3译码器,译码:把某组编码翻译为唯一的输出,实际应用中要用到的有地址译码器和指令译码器。 译码器:有24译码器、38译码器(8选1译码器)和416译码器(即16选1译码器)等多种。 书中介绍的是24译码器的组成及应用,28,例如:38译码器,即8选1译码器的输入信号有三个:C、B、A(A为低位),三位二进制数可组成8个。
12、不同数字,因此可分别选中输出Y0 到Y7的某一个输出故称为 8选1译码器。在资料手册中的型号为74138。,29,下图分别为译码器引脚图和输入输出真值表其中:G1、G2A、G2B为芯片选择端,G1高电平有效,而G2A、G2B为低电平有效。,30,74LS138,31,2.4.4 数据选择器,逻辑功能是在地址选择信号的控制下,从多路数据中选择一种作为输出信号。又称多路开关或多路选择器。以四选一选择器为例:,32,2.4.5 数据分配器,数据传输过程中,常常需要将一路数据分配到多路装置中指定的某一路中,执行这种功能的电路叫数据分配器。下面以四路数据分配器为例进行说明:,33,34,2.5 时序电路。
13、,D触发器,电路符号: D为数据输入端; CLK为时钟信号; S为置位信号端; CLR复位信号端; Q为输出信号端。 D触发器功能表: 正跳变触发有效。,35,J-K触发器,JK为控制输入端; CLK为时钟信号; S为置位信号端; CLR复位信号端; Q为输出信号端。,36,寄存器 计算机中常用部件,用于暂存二进制信息。 寄存器可由多个触发器组成。每个触发器存 1Bit,N个触发器储存N位二进制数据。下图为由4个D触发器组成的四位缓冲寄存器。,37,38,移位寄存器,移位寄存器不仅具有存储数据的功能,而且还具有移位功能。所谓移位功能就是将移位寄存器中所存的数据,在移位脉冲信号的作用下,按要求逐。
14、次向左、右方进行移动 从信号输入上分有串行输入和并行输入 从信号输出上分有串行输出和并行输出 下面以串行输入并行右移位寄存器为例进行说明:,39,串行输入信号DIN,X1 X2 X3 X4,移位脉冲 CLK,D1 Q1 F1 CLK,串行输入并行输出右移位寄存器波形图,40,计数器 (counter),由触发器组成的寄存器,特点是能把存储的数加1,行波计数器:在CLK的驱动下,将存储的数据自动加1,CLK,CLEAR,J0,Q0,Q0,CLR,K0,J1,Q1,Q1,CLR,K1,J2,Q2,Q2,CLR,K2,J3,Q3,Q3,CLR,K3,Q0,Q1,Q2,Q3,0 0 0 0 CLEAR。
15、=1 Q=0,0 0 0 1 第一个下降沿 Q=1,CLK=,0 0 1 0 第二个下降沿 Q=2,0 0 1 1 第三个下降沿 Q=3,0 1 0 0 第四个下降沿 Q=4,0 1 0 1 第五个下降沿 Q=5,计数原理:,41,2.6 阵列逻辑电路,阵列:逻辑元件在硅芯片上以 矩阵形式排列。 特点:设计方便,芯片面积小,产品成品率高,减少系统的硬件规模,用户自编程。,42,常见阵列逻辑电路,1、读写存储器(RAM) 2、只读存储器(ROM) 3、可编程序逻辑阵列(PLA) 是ROM的变种。其与阵列和或阵列都是可编程的。 4、可编程序阵列逻辑(PAL) ROM的变种,只有与阵列是用户可编程的。,43,5、通用阵列逻辑(GAL) 一种比PAL功能跟强的阵列逻辑电路。 6、门阵列(GA): 一种功能很强的阵列逻辑电路 7、宏单元阵列(MA): 比GA功能更强、集成度更高的阵 列电路 8、可编程门阵列(PGA。
计算机功能及部件ppt,《计算机逻辑部件》PPT课件.ppt相关推荐
- 计算机逻辑模块,常用时序逻辑电路模块 《计算机结构与 及逻辑设计》课件.ppt...
常用时序逻辑电路模块 <计算机结构与 及逻辑设计>课件.ppt * ② 用反馈清0法实现模6计数 Q3Q2Q1Q0 & 0000 0001 0010 0011 0100 0101 ...
- 计算机硬件维修ppt,计算机维修工取证辅导01-计算机硬件基础课件.ppt
<计算机维修工取证辅导01-计算机硬件基础课件.ppt>由会员分享,提供在线免费全文阅读可下载,此文档格式为ppt,更多相关<计算机维修工取证辅导01-计算机硬件基础课件.ppt&g ...
- 计算机网络安全 鲁立,计算机网络安全教学课件ppt作者鲁立08课件.ppt
计算机网络安全教学课件ppt作者鲁立08课件.ppt 第8章 入侵检测系统 本章要点 ? 入侵检测系统模型.工作过程. ? 入侵检测系统分类和工作原理. ? 基于主机的入侵检测系统和基于网络的入侵检测 ...
- 计算机在化学化工中的应用ppt绪论,化学反应工程-绪论课件.ppt
化学反应工程-绪论课件.ppt 1.原料的预处理 2.进行化学反应 3.反应产物的分离与提纯 第一.三两步属于单元操作,是化工原理内容,处于从属地位.,第二步为整个加工过程的核心,是化学反应工程学科的 ...
- 学校计算机功能教室管理规则,计算机教室管理规范
1.计算机教室是学校进行信息技术教育.上机实习和科学研究的重要基地,学校要指派具有一定业务水平的专(兼)职教师负责计算机室日常管理工作. 2.计算机教室主要用于:(1)学校进行信息技术教育及教学研究. ...
- 计算机硬件设备介绍 ppt,计算机硬件设备的认识课件.ppt
<计算机硬件设备的认识课件.ppt>由会员分享,提供在线免费全文阅读可下载,此文档格式为ppt,更多相关<计算机硬件设备的认识课件.ppt>文档请在天天文库搜索. 1.计算机组 ...
- 飞控计算机功能硬件设计,飞控计算机测试设备的设计与实现论文
飞控计算机测试设备的设计与实现论文 为了对飞控计算机进行全面准确测试,本文提出了一种飞控计算机测试设备的软硬件设计方案.硬件部分主要是设计工控机中的两块板卡,产生测试系统需要的信号.软件部分以Wind ...
- 十分钟计算机说课稿,10分钟说课稿课件.ppt
10分钟说课稿课件 儿歌<我是一粒米> 米饭的来历 古诗<锄禾> * 河南·济源 邵原镇实验小学 王应应 <秋天的收获> 说课 人民教育出版社二年级上册<品德 ...
- 计算机信息世界PPT,奇妙的信息世界课件.ppt
奇妙的信息世界课件 提高信息素养,培养信息能力 首先要努力培养良好的信息素养,拥有高尚的道德情操. 其次要主动.自觉的学习和使用现代信息技术,特别是学习计算机的使用. * 你早上走进学校正厅看到LED ...
- 微型计算机主要性能指标ppt,微型计算机的主要性能指标课件.ppt
微型计算机的主要性能指标课件 1.3.6 微型计算机的主要性能指标 1.字长 2.时钟主频 3.内存容量 4.外部设备配置 磋发墒骋痛甲鲤锈链蒋患玉胆斤第平沪片虑隔尘楞铣敌薄恒寓绢伊佑彻凯微型计算机的 ...
最新文章
- java将从键盘输入的时间格式化_java 时间格式化中的模式字母
- URAL 1635 Mnemonics and Palindromes
- exfat linux 驱动_(实例)Linux 内核添加exfat驱动
- pads layout 中 hatch和flood之区别
- ajax.actionlink使用问题
- 最长有效括号子串长度 c语言,LeetCode: Longest Valid Parentheses (求最长有效匹配括号子串的长度)...
- 一次SpringBoot AutoWired 注入服务为null的事件
- 基于深度学习的大豆病虫害自动计数(SLIC超像素方法进行图像分割)
- 地理空间数据免费获取(一)
- 工业控制系统基础知识
- 【推荐】微信运营书一箩筐,微信运营手册、微信力量
- 韩语输入法,了解一下
- 行贿罪、受贿罪刑事辩护6大要点
- 使用健康档案数据计算OLT的用户光衰不合格率
- 京东大数据方向-Java方向-实习面经一面二面(offer没去。。。)
- 无线充电动牙刷芯片方案功能和原理介绍
- 图片编辑软件有哪些?推荐几款好用的专业工具
- Java的来源和基础语法
- 个人博客主页搭建随笔
- Docker中的资源分配详解