Логические основы ЭВМ

Алгебра логики предусматривает множество логических операций. Однако три из них заслуживают особого внимания, т.к. с их помощью можно описать все остальные, и, следовательно, использовать меньше разнообразных устройств при конструировании схем. Такими операциями являются конъюнкция (И), дизъюнкция (ИЛИ) и отрицание (НЕ). Часто конъюнкцию обозначают &, дизъюнкцию - ||, а отрицание - чертой над переменной, обозначающей высказывание.

При конъюнкции истина сложного выражения возникает лишь в случае истинности всех простых выражений, из которых состоит сложное. Во всех остальных случаях сложное выражение будет ложно.

При дизъюнкции истина сложного выражения наступает при истинности хотя бы одного входящего в него простого выражения или двух сразу. Бывает, что сложное выражение состоит более, чем из двух простых. В этом случае достаточно, чтобы одно простое было истинным и тогда все высказывание будет истинным.

Отрицание – это унарная операция, т.к выполняется по отношению к одному простому выражению или по отношению к результату сложного. В результате отрицания получается новое высказывание, противоположное исходному

11 Функциональные узлы ЭВМ: Сумматоры

Сумматор — устройство, преобразующее информационные сигналы (аналоговые или цифровые) в сигнал, эквивалентный сумме этих сигналов

12 Логика работы эвм с магистральной архитектрой. Все устройства ЭВМ делятся на центральные и периферийные. Центральные устройства полностью электронные, периферийные устройства могут быть либо электронными, либо электромеханическими с электронным управлением.В центральных устройствах основным узлом, связывающим микропроцессорный комплект в единое целое, является системная магистраль. Она состоит из трех узлов, называемых шинами: шина данных (ШД) (Обрабатываемая информация и результаты вычислений передаются по магистрали данных), шина адреса (ША) (служит для передачи кода адреса, по которому производится обращение к устройствам памяти ввода-вывода и прочим внешним устройствам.), шина управления (ШУ)(передает управляющие сигналы, настраивая устройства, участвующие в выполняемой команде, на нужный режим работы.). В состав системной магистрали входят регистры-защелки, в которых запоминается передаваемая информация, шинные формирователи, шинные арбитры, определяющие очередность доступа к системной магистрали, и др.

Логика работы системной магистрали, количество разрядов (линий) в шинах данных, адреса и управления, порядок разрешения конфликтных ситуаций, возникающих при одновременном обращении различных устройств ЭВМ к системной магистрали, образуют интерфейс системной шины.

13 Синхронный и асинхронный обмен информацией в ЭВМ. Передача данных по каналу связи осуществляется либо байтами, либо массивом байтов, называемым кадром. Кадры могут содержать несколько сотен байтов. Однако в обоих случаях передача данных осуществляется последовательно, бит за битом. Для того чтобы приемник устанавливал приходящие биты на временные позиции, соответствующие их отправке из передатчика, он должен "знать" моменты их прихода, т.е. синхронизоваться с приходящими битами данных. В противном случае принятые биты могут оказаться на не соответствующих временных позициях, и составленные из них байты и сообщения данных более высокого уровня - кадры - будут искажены. Для исключения этого явления средства, передающие биты на уровне канала, всегда поддерживают побитовую синхронизацию между приемником и передатчиком, а при передаче более длинных сообщений необходимо поддерживать также и синхронизацию по кадрам. В этом случае приемник должен распознавать начала первого байта кадра и признаки окончания кадра.

Синхронная передача. При синхронном режиме передачи пользовательские данные собираются в кадр, который предваряется байтами синхронизации (на рис.3 - флаги). Старт-стопные биты между соседними байтами отсутствуют. Байт синхронизации - это байт, содержащий заранее известный код, например 0111110, который оповещает приемник о приходе кадра данных. Его обычно называют флагом. При его получении приемник должен войти в байтовый синхронизм с передатчиком, то есть правильно понимать начало очередного байта кадра. Иногда применяется несколько синхробайт для обеспечения более надежной синхронизации приемника и передатчика. Так как при передаче длинного кадра у приемника могут появиться проблемы с синхронизацией бит, то в этом случае используются самосинхронизирующие коды.

При передаче данных отдельными байтами осуществляется только побитовая синхронизация, синхронизация по кадрам не ведется. Такой режим работы называется асинхронным или старт-стопным. Такой режим удобен при невысоком качестве канала связи (например, высокий уровень помех), при передаче информации от устройств, которые генерируют байты данных в случайные моменты времени. В асинхронном режиме каждый байт данных сопровождается специальными сигналами "старт" и "стоп". Назначение этих сигналов состоит в том, чтобы, во-первых, известить приемник о приходе данных и, во-вторых, чтобы дать приемнику достаточно времени для выполнения некоторых функций, связанных с синхронизацией, до поступления следующего байта. Сигнал "старт" имеет продолжительность в один тактовый интервал, а сигнал "стоп" может длиться один, полтора или два такта.

14 Иерархическая структура шин ЭВМ. Иерархическая структура подразумевает жесткое централизованное управление потоками информации от источника к приемнику по отдельным магистралям передачи данных. На верхнем уровне управление принадлежит центральному процессору, который определяет, какой специализированный процессор ввода/вывода (канал) должен выполнять процесс передачи данных. Управление и данные передаются этому каналу, который в свою очередь определяет, какое устройство управления руководит нужным устройством (источником или приемником данных), и пытается задействовать его в операции обмена. Решение о выборе объекта управления принимает всегда "вышестоящее" управляющее устройство.

Принцип общей шины подразумевает выдачу информации в общую магистраль, из которой ее берет то устройство, для которого эта информация предназначена. С точки зрения процессора, запись данных в ячейку памяти и вывод на внешнее устройство (ВУ) происходит одинаково, так как каждое ВУ представляет собой порт – аналог ячейки памяти со специальным адресом.

Дата добавления: 2015-11-28