Universiteti AKTSIM fakulteti talabasining Kompyutern Tashkillashtirish fanidan bajargan 3 – mustaqil ishi
Kompyuterlarni tashkil qilishning raqamli mantiqiy asoslari Mantiqiy sxemalar, triggerlar, summatorlar Kompyuterning elementi hisoblangan - raqamli sxema yordamida o‘zgaruvchilari va qiymati ikkita mantiqiy qiymatdan birini qabul qilishi mumkin bo‘lgan funksiyalar amalga oshiriladi. Bunday funksiyalar Bul funksiyalari deb ataladi. Ushbu funksiyalar va ularni qo‘llash qoidalari ingliz matematiki Jorj Bul (1815-1864) nomi bilan yuritiladigan Bul algebrasida ishlab chiqilgan. Kompyuter arxitektursasining raqamli mantiqiy sathi elementlarini loyihalashda, Bul algebrasi qoidalaridan foydalaniladi.
Formal mantiq va kompyuter qurilmalari o’rtasidagi bog’liqlik
Mantiqiy funksiyalarni amalga oshiruvchi juda kichik elektron qurilmalar – ventillar deb ataladi. Ventillar - tranzistorlar asosida quriladi.
EMAS mantiqiy ventili NOT ventili bitta A va bitta Y chiqishga ega. Bundan tashqari, Y chiqish signali A kirish signaliga qarama-qarshi signaldir yoki inventirlangan (teskarilangan) A (inversed A). Agar A kirishda signal YOLG’ON bo'lsa, u holda Y chiqishda signal CHIN bo’ladi.
Trigger – bu ikkilik kodning bitta razriyadini ishonchli saqlash uchun kompyuter registrlarida keng qo’llaniladigan elektron sxemadir. Trigger ikkita barqaror holatga ega, ulardan biri biri ikkilik bir, ikkinchisi esa ikkilik nolga to’g’ri keladi.
Trigger atamasi inglizcha trigger – zanjir (lo’kidon), tepki so’zidan kelib chiqqan. Bu sxemani ingliz tilida ko’rsatish uchun tez-tez flip-flop atamasi ishlatiladi, bu esa “qarsak chalish” degan ma’noni anglatadi. Elektron sxemaning bunday jarangdor atalishi uning deyarli bir zumda bir elektr holatdan ikkinchisiga va teskarisiga o’tish (“irg’itib tashlash”) qobiliyatini ko’rsatadi.
Bitta triger ikkilik kodining bitta razriyadini saqlab qolishi mumkin bo’lganligi sababli, baytni saqlash uchun 8 ta trigger kerak, kilobaytni saqlash uchun esa mos ravishda 8 • 210 = 8192 ta trigger kerak bo’ladi. Zamonaviy xotira mikrosxemalari millionlab triggerlarni o’z ichiga oladi.
Zamonaviy mantiq, ya’ni mantiqiy sxemalarni qurish binar uzgich-ulagich sifatida ishlay oladigan tranzistorlarga asoslanadi. Tranzistor yordamida, ikkita qiymatga ega signallardan turli xil Bul funksiyalarini amalga oshiruvchi raqamli sxemalarni hosil qilish mumkin. Kompyuterlarni qurishda ishlatilgan kichik mikrosxemalardan tortib, katta va o‘ta katta integratsiyadagi mikrosxemalar hisoblangan turli xildagi protsessorlar ham – raqamli sxemalardan tashkil topgandir. Shu sababli kompyuterlar protsessorlarining ko‘rsatgichlaridan biri sifatida, ularda ishlatilgan tranzistorlar sonidan ham foydalaniladi. Masalan: biz 8-razryadli protsessor Intel 8080 protsessori tarkibida 6 mingta, 16-razryadli protsessor Intel 8088 tarkibida 29 mingta va 32-razryadli protsessor Pentium 4 protsessori tarkibida esa 42 millionta transistor ishlatilgan.
Ushbu sxemalarning kirishiga 0 yoki 1 ga teng bo‘lgan mantiqiy o‘zgaruvchilar beriladi, ularning chiqishida esa, yana o‘sha mantiqiy qiymatlarni qabul qila olishi mumkin bo‘lgan funksiyalarning, ya’ni Bul funksiyalarining qiymatlari olinadi. Sxemalarda mantiqiy qiymatlar ma’lum bir kattalikdagi kuchlanishlar bilan ifodalanadi. Odatda mantiqiy 0-ga 0 dan 1 V-gacha bo‘lgan kuchlanish, mantiqiy 1-ga esa 2 dan 5 V-gacha bo‘lgan kuchlanishlar mos keladi. TTL va ESL texnologiyalarida mantiqiy 1-ga to‘g‘ri keladigan kuchlanishning maksimal qiymati 5V, MOP texnologiyasida esa +3,3V bo‘lishi mumkin.
Yarim summator
Yarimsummator ikkita kirish (A va B) va ikkita chiqishga (S va Cout) ga ega. S – bu A va B lar yig’indisi. Agar ikkala A va B 1 ga teng bo'lsa, u holda S ning chiqishi 2 ga teng bo'lishi kerak, bunday sonni bitta ikkilik razriyad sifatida ko'rsatish mumkin emas. Bunday holda, natija Cout-ni keyingi bitga o'tkazish bilan birga ko'rsatiladi. Yarim summatorni XOR (inkor YOKI) va AND (mantiqiy VA) elementlaridan qurish mumkin. Ko’p razriyadli summatorda Cout chiqish keyingi razriyad kirishiga ko’chirilib bog’lanadi. Shuningdek, yarim summatorda oldingi razriyadning Cout chiqishi bilan aloqa qiladigan Cin ko’chish kirishi mavjud emas. To'liq summatorda bunday kirish mavjud.
To’liq summator
To’liq summator (full adder) Cin ko’chish kirishiga ega.
Ko’chishlarni tarqatishli summator N-razriyadli summator 2 ta N-razriyadli sonlarni (A va B), hamda kirish Cin ko’chishni qo’shadi va N-razriyadli S natijani va Cout chiqish ko’chishini shakllantiriladi. Bunday summator ko’chishlarni tarqatishli (carry propagate adder, CPA) summator deb nomlanadi, chunki bitta razriyadning chiqish ko’chishi keyingi razriyadga o’tadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
