Логические основы устройства компьютера. Базовые логические элементы

Презентация к уроку по теме: «Логические основы устройства компьютера. Базовые логические элементы»

Автор: Костина Н.С., учитель информатики МБОУ «СОШ № 12 » НМР РТ, г. Нижнекамск

Поскольку любая логическая операция может быть представлена в виде трех основных, любые устройства компьютера, производящие обработку или хранение информации, могут быть собраны из базовых логических элементов.

Дискретный преобразователь, после обработки на входе двоичных сигналов на выходе дает сигнал – значение логической операции.

Базовые логические элементы реализуют три основные логические операции:

«И», «ИЛИ», «НЕ».

Базовые логические элементы

Базовые логические элементы также еще называют вентилями.

• Вентиль « И » – конъюнктор. Реализует конъюнкцию.
• Вентиль « ИЛИ » – дизъюнктор. Реализует дизъюнкцию.
• Вентиль « НЕ » – инвертор. Реализует инверсию

Слайд под запись

Логические элементы компьютера оперируют с сигналами, представляющими собой электрические импульсы. Есть импульс – 1, нет – 0. На входы логического элемента поступают сигналы – значения аргументов, на выходе появляется сигнал – значение функции.

Логическая схема

Конъюнктор

Электрическая цепь из двух последовательно подключенных выключателей

A  B

A

1

B

1

1

1

0

0

0

0

1

0

0

0

В

1

Если анимация на слайде выполняется неправильно, значит переход на него осуществлен стандартным способом, а не нажатием кнопки «Примеры» на предыдущем слайде. Для исправления нажать кнопку Init .

Для правильного перехода на следующий слайд нажать кнопку «Далее» (возможно, придется нажать дважды,  )

A

1

+

Логическая схема

Дизъюнктор

Электрическая цепь из двух параллельно подключенных выключателей

A  B

A

1

B

1

1

1

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

Если анимация на слайде выполняется неправильно, значит переход на него осуществлен стандартным способом, а не нажатием кнопки «Примеры» на предыдущем слайде. Для исправления нажать кнопку Init .

Для правильного перехода на следующий слайд нажать кнопку «Далее» (возможно, придется нажать дважды,  )

Логическая схема

Инвертор

Электрическая цепь с одним автоматическим выключателем

A

0

¬ A

1

1

0

Проблемный слайд. В офисе 2007 анимация останавливается.

«Нормальное» положение слайда – когда в обеих цепях идет ток (красные шарики отображены в обеих цепях). Конечно, это неверно с точки зрения информатики, поэтому при переходе на этот слайд нужно быстро нажать кнопку автоматического переключателя, чтобы эта ошибка не бросалась в глаза.

Вообще, это – не ошибка, это особенности программной реализации. Дело в том, что если на слайде есть какие-то скрытые элементы, видимость которых изменяется программным способом, то при демонстрации слайда анимация таких элементов не запускается (так уж устроен MS-Power Point! ), а как ее запустить программно, я не знаю  .

Поэтому приходится делать все анимированные элементы видимыми, чтобы запустить их анимацию, а уже потом, при показе слайдов, управлять видимостью этих элементов программно.

А в 2007 офисе вообще, анимация останавливается…

Элементарные логические схемы

F

x 1

F

F

x 1

&

x

не

&

или

x 2

x 2

«ИЛИ», F = x 1 v x2

«И», F = x 1 & x2

«НЕ», F = ¬ x

Соединив логические элементы в соответствии с булевым выражением, получим логическую схему,

реализующую данное выражение.

Булево выражение – описание логической схемы.

Алгоритм построения логических схем

Приоритет логических операций

• Инверсия :
• Конъюнкция :
• Дизъюнкция :
• Импликация :
• Эквиваленция :

Определить сигнал на выходе

&

1

1

1

1

?

&

&

1

1

Определите базовый логический элемент схемы

?

1

1

1

0

1

&

0

1

Построение логической схемы по логическому выражению .

x1* ( ¬ x2 V x3)

x 2

V

&

F

x 3

x 1

Построение логической схемы по логическому выражению .

x1*x2 V ¬ x 1*х3

&

v

x 2

F

x3

&

x 1

Построить логическое выражение по схеме и упростить его:

v

3

F

x1

1

5

2

&

&

x2

4

1 ) ¬ x1

5) ¬ x2*(x1 v ¬ x1*x2)

3) x1 v ¬ x1*x2

¬ x2*(x1 v ¬ x1*x2)

2) ¬ x1*x2

4) ¬ x2

¬ x2*x1

Построить логическое выражение по схеме и упростить его:

x1

1

x2

&

x3

5

&

v

F

6

4

2

v

3

x4

4) ¬ x2 v ¬ x3

1 ) x1*x2*x3

x4

5) x1*x2*x3*(¬ x2 v ¬ x3)

2) ¬ x2

6) x4 v x1*x2*x3*(¬ x2 v ¬x3)

3) ¬ x3

x4 v x1*x2*x3*(¬x2 v ¬x3)

1 ) Построить схемы для логических выражений:

а) x 1 V x 2 V x 1* x 3 V ¬( x 1* x 2 ) ;

б) x 1* ¬ x 2* x 3 V x 1* x 2* x 3.

2) а) Построить логическое выражение по схеме;

б) схему смоделировать в Excel .

x1

v

v

&

x 2

&

x 3

&