Типы схемотехники, используемойдля преобразования данных в ЭВМ
Операционные блоки ЭВМ, преобразующие двоичную информацию, можно в. общем виде представить в виде многополюсника с n входами и m выходами. На его входы поступают входные двоичные сигналы хi (i = 1, 2, ..., n), a с выходов снимаются выходные сигналы yj (j = 1, 2, ..., m). В любой момент времени наборы этих сигналов образуют, соответственно, входное слово X (х1, х2, ..., хn) и выходное слово Y (у1, у2, ..., уm).
Необходимое преобразование данных в операционных блоках ЭВМ производится логическими устройствами двух типов: комбинационными схемами и цифровыми автоматами с памятью.
В комбинационной схеме (КС) набор выходных сигналов (выходное слово Y) в любой момент времени полностью определяется набором входных сигналов (входным словом X), поступающих в тот же момент времени (рис. 61).
Рис. 6.1. Структура комбинационной схемы
Результат обработки данных в комбинационной схеме зависит только от комбинации входных сигналов и формируется одновременно с их поступлением. Эта зависимость может быть задана в виде соответствующей таблицы, а также с использованием аналитических форм представления логических функций (например, ДСНФ или КСНФ). Техническая реализация комбинационных схем осуществляется с использованием логических элементов, каждый из которых воспроизводит ту или иную логическую функцию двоичных переменных. Набор таких элементов должен обеспечивать реализацию функционально полной системы логических функций. При синтезе комбинационных схем необходимо стремиться к минимальному числу и однородности используемых элементов.
119
В цифровых автоматах с памятью набор выходных сигналов Y (y1, у2, уm) зависит не только от набора входных сигналов X (х1, y2, ..., хn), но и от внутреннего состояния Q (q1, q2, qk) данного устройства (рис. 6.2).
Рис. 6. 2. Структура цифрового автомата с памятью
Такие устройства всегда имеют память, которая фиксирует их внутренние состояния. Наборы двоичных переменных X, Y и Q, называемые соответственно входным, выходным и внутренним алфавитами, полностью отражают процесс функционирования автомата.
Фиксация и изменения этих алфавитов обычно происходят в определенной тактовой последовательности t = 0, 1, 2, .... В такой же последовательности задаются в виде таблицы или в аналитической форме функции переходов и выходов: Qt + 1 = ? (Qt, Xt) и Yt = ? (Qt, Xt), которые определяют, соответственно, состояние автомата Qt + 1 и выходное слово Yt в зависимости от состояния Qt и входного слова Xt. При этом указывается начальное состояние автомата Q0.
Автомат, для которого выходное слово Yt в такте t зависит только от состояния автомата Qt, называется автоматом Мура. Для него функция выходов имеет вид Yt = ? (Qt).
При построении узлов и устройств ЭВМ, являющихся цифровыми автоматами с памятью, наряду с комбинационными логическими элементами применяются элементы памяти, в качестве которых обычно используются элементарные автоматы Мура с двумя устойчивыми состояниями. Электронная схема, реализующая такой элементарный автомат, называется триггером.
120
119 :: 120 :: Содержание
