Лекция 3. Алгебра логики

Лекция 4. Основные элементы прикладной архитектуры ЦК.

Типы, форматы и способы представления данных в ЦК.

Формат данных - внутреннее представление данных: разрядность и назначение битов. Например, для знаковых целых чисел крайний левый бит формата отводится для представления знаков. Для обозначения форматов стандартной длины принято использовать следующие наименования:

- Байт (B – Byte) – 8 бит

- Слово (W – Word) – 16 бит

- Двойное слово (DW – Double Word) – 32 бита

- Учетверенное слово (QW – Quadro Word) – 64 бита

Ключевое понятие в отношении данных, представляемых в ЦК, - наличие или отсутствие аппаратной поддержки для конкретного типа и формата данных. Под аппаратной поддержкой подразумевается наличие в системе команд ЦК некоторого множества машинных команд, предназначенных для обработки данных определенного типа, представленных в соответствующих форматах.

Лекция 7 -8. Узлы и элементы ЭВМ.

Триггер – простейшее последовательностное устройство, которое может длительно находиться в одном из нескольких возможных устойчивых состояний и переходить из одного в другое под воздействием входных сигналов. Последовательностными называют такие логические устройства, выходные сигналы которых определяются не только сигналами на входах, но и предысторией их работы, то есть состоянием элементов памяти. Триггер — один из базовых элементов цифровой техники.
Триггерные схемы классифицируют по следующим признакам:

· способу приёма логических сигналов;

· функциональным возможностям;

· принципу построения;

· числу устойчивых состояний (обычно устойчивых состояний два, реже - больше);

· числу уровней — два уровня (высокий, низкий) в двухуровневых элементах, три уровня (положительный, ноль, отрицательный) в трёхуровневых элементах.

По способу работы с сигналами различают асинхронные, синхронные и смешанные триггерные схемы, статические и динамические.

Асинхронный триггер изменяет своё состояние непосредственно в момент появления соответствующего информационного сигнала.

Синхронные триггеры реагируют на информационные сигналы только при наличии соответствующего сигнала на так называемом входе синхронизации С (от англ. clock). Этот вход также обозначают терминами «строб», «такт». Синхронные триггеры в свою очередь подразделяют на триггеры со статическим (статические) и динамическим (динамические) управлением по входу синхронизации С.

Статические триггеры воспринимают информационные сигналы при подаче на вход С логической единицы (прямой вход) или логического нуля (инверсный вход).

Динамические триггеры воспринимают информационные сигналы при изменении (перепаде) сигнала на входе С от 0 к 1 (прямой динамический С-вход) или от 1 к 0 (инверсный динамический С-вход).

Статические триггеры в свою очередь подразделяют на одноступенчатые (однотактные) и двух-ступенчатые (двухтактные).

В одноступенчатом триггере имеется одна ступень запоминания информации, а в двухступенчатом — две такие ступени. Вначале информация записывается в первую ступень, а затем переписывается во вторую и появляется на выходе. Двухступенчатый триггер обозначают ТТ.

По структурному построению — однотактные (триггеры защёлки), двухтактные и триггеры с динамическим управлением. По способу реакции на помехи — прозрачные и непрозрачные. Непрозрачные, в свою очередь, делятся на проницаемые и непроницаемые. По функциональному назначению — RS, D, JK, T, RR, SS, EE, DV.

При изготовлении триггеров применяются преимущественно полупроводниковые приборы (обычно полевые транзисторы), в прошлом — электронные лампы. В настоящее время логические схемы, в том числе с использованием триггеров, создают в интегрированных средах разработки под различные программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС)

Используются в основном в вычислительной технике для организации компонентов вычислительных систем: процессоров, регистров, счётчиков, ОЗУ.

По функциональным возможностям триггеры разделяют на следующие классы:

· с раздельной установкой состояния 0 и 1 (RS-триггеры). Если триггер является синхронным — добавляется вход синхронизации C.;

· универсальные (JK-триггеры);

· с приёмом информации по одному входу D (D-триггеры, или триггеры задержки);

· со счётным входом Т (Т-триггеры).

Каждый тип триггера имеет собственную таблицу работы (таблицу истинности). Выходное состояние триггера обычно обозначают буквой Q. Индекс возле буквы означает состояние до подачи сигнала (t) или после подачи сигнала (t+1).

Если триггер синхронный, то существует также дополнительный вход синхронизации. Для того, чтобы такой триггер учёл информацию на синхронных входах, на входе синхронизации необходимо сформировать активный фронт (обычно положительный фронт).

Триггеры реализуются на основе логических схем «И-НЕ» или «ИЛИ-НЕ».