Изучение принципов построения и работы логических узлов ЭВМ

Практическое занятие № 4

«Изучение принципов построения и работы логических узлов ЭВМ»

 

Цель работы: изучить основные логические операции и логические элементы, изучить принципы построения схем простых логических узлов.

 

Образовательные результаты, заявленные в ФГОС:

Студент должен

уметь:

получать информацию о параметрах компьютерной системы;

 

знать:

базовые понятия и основные принципы построения архитектур вычислительных систем;

организацию и принцип работы основных логических блоков компьютерных систем.

 

Логическими элементами называются функциональные устройства, с помощью которых реализуются элементарные логические функции. Они используются для построения сложных преобразователей цифровых сигналов.

К основным логическим элементам относятся элементы «не», «или», «и» «исключающее или».

Элемент «не» – инвертор – реализует функцию логического отрицания. Сигнал на выходе этого элемента равен «1», когда на входе «0».

 

Рисунок 4.1 – Условно-графическое изображение элемента «не»

 

.

(4.1)

 

Таблица 4.1 – Таблица истинности элемента «не»

a	Y
0	1
1	0

 

Элемент «или» – реализует функцию логического сложения (дизъюнкции). Сигнал на выходе этого элемента равен «0» тогда и только тогда, когда на обоих входах «0».

 

Рисунок 4.2 – Условно-графическое изображение элемента «или»

 

.

(4.2)

 

Таблица 4.2 – Таблица истинности элемента «или»

a	b	Y
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

 

Элемент «и» – реализует операцию логического умножения (конъюнкции). Сигнал на выходе этого элемента равен «1» тогда и только тогда, когда на обоих входах «1».

 

Рисунок 4.3 – Условно-графическое изображение элемента «и»

 

.

(4.3)

 

Таблица 4.3 – Таблица истинности элемента «и»

a	b	Y
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

 

Элемент «исключающее или» – «сложение по модулю 2» – сигнал на выходе этого элемента равен «0» тогда и только тогда, когда на обоих входах одинаковые сигналы.

 

Рисунок 4.4 – Условно-графическое изображение элемента «исключающее или»

 

Таблица 4.4 – Таблица истинности элемента «исключающее или»

a	b	Y
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

 

Задания для практической работы

 

1 Построить схему заданной функции Y для четырех входных переменных.

2 Написать таблицу истинности для построенной схемы.

 

 

Таблица 4.5 – Таблица вариантов

Вариант	Функция Y
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Контрольные вопросы

 

1 Что называется логическим элементом?

2 Какую логическую функцию выполняет элемент «не»? Нарисуйте его обозначение и таблицу истинности.

3 Какую логическую функцию выполняет элемент «или»? Нарисуйте его обозначение и таблицу истинности.

4 Какую логическую функцию выполняет элемент «и»? Нарисуйте его обозначение и таблицу истинности.

5 Какую логическую функцию выполняет элемент «исключающее или»? Нарисуйте его обозначение и таблицу истинности.