Эрл Гейтс - Введение в электронику

Рис. 35–33. Обозначение 4-разрядного компаратора.

35-4. Вопросы

1. Каковы правила сложения двоичных чисел?

2. В чем разница между полусумматором и полным сумматором?

3. Где используется полусумматор?

4. Каковы правила вычитания двоичных чисел?

5. Нарисуйте блок-схему 4-разрядного вычитателя.

6. В чем состоит функция компаратора?

7. Нарисуйте логическую схему компаратора.

РЕЗЮМЕ

• Шифратор имеет один или более входов и создает на выходе многоразрядный двоичный код.

• Десятично-двоичный шифратор преобразует отдельную цифру (от 0 до 9) в четырехразрядный двоичный код, представляющий эту цифру.

• Шифратор с приоритетом выдает код клавиши, соответствующей большей цифре, при одновременном нажатии двух клавиш.

• Десятично-двоичные шифраторы используются для кодировки сигналов от клавиатуры.

• Дешифратор преобразует сложный двоичный код в легко распознаваемые цифры или символы.

• Дешифратор двоично-десятичного кода — это дешифратор специального назначения, предназначенный для управления семисегментными индикаторами.

• Мультиплексор позволяет направлять цифровые данные от отдельных источников в общую линию для передачи по назначению.

• Мультиплексоры могут работать как с аналоговыми, так и с цифровыми данными.

• Мультиплексоры могут использоваться для преобразования данных, представленных параллельным кодом, в последовательный код.

• Таблица истинности для правил сложения двоичных чисел эквивалентна таблице истинности для элемента И и для элемента исключающее ИЛИ.

• Полусумматор не учитывает перенос в старший разряд.

• Полный сумматор учитывает перенос в старший разряд.

• Для сложения двух 4-разрядных чисел требуются три полных сумматора и один полусумматор.

• Таблица истинности для правил вычитания двоичных чисел эквивалентна таблице истинности для элемента И с инвертором на одном из входов и для элемента исключающее ИЛИ.

• Полувычитатель не имеет входа заема.

• Полный вычитатель имеет вход заема.

• Компаратор используется для сравнения величин двух двоичных чисел.

• На выходе компаратора появляется высокий уровень только тогда, когда два сравниваемых разряда одинаковы.

• Компаратор может также определить, какое из сравниваемых чисел больше, а какое меньше.

Глава 35. САМОПРОВЕРКА

1. Почему в логических цепях необходимы шифраторы?

2. Какой шифратор требуется для ввода данных с клавиатуры?

3. Почему в логических цепях необходимы дешифраторы?

4. Как применяются дешифраторы различных типов?

5. Кратко опишите работу цифрового мультиплексора.

6. Где могут использоваться цифровые мультиплексоры?

7. С помощью логических обозначений нарисуйте схему, содержащую полусумматор и сумматор, соединенные вместе для сложения 2-разрядных чисел.

8. Объясните, как работает сумматор, описанный в вопросе 7.

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:

• Перечислить основные блоки компьютера.

• Объяснить назначение каждого блока компьютера.

• Описать программу и объяснить, как она связана с компьютерами и микропроцессорами.

• Перечислить основные регистры микропроцессора.

• Объяснить, как работает микропроцессор.

• Перечислить группы команд, связанных с микропроцессорами.

Наибольшее применение цифровые цепи и сигналы находят в компьютерах. Компьютер — это устройство, автоматически обрабатывающее данные в цифровом виде с помощью цифровой техники. Обработка данных означает проведение различных операций с ними.

Компьютеры классифицируются по размерам и вычислительной мощности. Самые мощные компьютеры называются мэйнфреймами [4] Это слово сейчас широко используется в отечественной компьютерной литературе ( Прим переводчика ) . Они дороги, но имеют большую память и высокую скорость вычислений. Самые маленькие компьютеры — миникомпьютеры и микрокомпьютеры — более доступны и широко используются. Микрокомпьютер — это наименьший и наименее дорогой из компьютеров, еще сохраняющий все свойства и характеристики компьютера.

Компьютеры классифицируются по назначению. Основное их назначение — обработка данных. В промышленности, бизнесе и других областях компьютеры используют для хранения данных, бухгалтерского учета, складского учета и для других самых различных функций.

Компьютеры могут быть общего и специального назначения. Компьютеры общего назначения очень гибкие и могут быть запрограммированы для решения любых задач.

Компьютеры специального назначения рассчитаны на выполнение определенной задачи.

Все цифровые компьютерысостоят из пяти основных блоков: блока управления, арифметико-логического устройства(АЛУ), памяти, вводаи вывода(рис. 36-1).

Рис. 36-1. Основные блоки компьютера.

В некоторых случаях блоки ввода и вывода объединены в один блок, называемый блоком ввода-вывода. Так как блок управления и арифметико-логический блок тесно связаны между собой и их трудно отделить друг от друга, их вместе можно назвать центральным процессором (CPU) или микропроцессорным блоком.

Блок управления дешифрует каждую команду, поступающую в компьютер. После этого он выдает импульсы, необходимые для выполнения указанных функций. Если, например, команда требует сложить два числа, блок управления посылает импульсы в арифметико-логическое устройство (АЛУ) для выполнения сложения. Если команда требует запомнить слово в памяти, блок управления посылает необходимые импульсы в память для того, чтобы сохранить данные.

Современные компьютеры обладают способностью объединять несколько команд в одну. Это осуществляется с помощью программы, хранящейся в памяти. Когда команда дешифрована блоком управления, эта программа выдает последовательность инструкций для ее выполнения.

Блоки управления различных компьютеров отличаются друг от друга. В основном, блок управления состоит из индексного регистра, регистра команд, дешифратора команд, счетчика команд, генератора тактовых импульсов и схемы формирования импульсов управления (рис. 36-2).

Рис. 36-2. Блок управления компьютера.