Логическая функция (функция алгебры высказываний) f(X1, X2, …, Xn) от n
переменных – n-арная операция на множестве [0; 1]. В этой функции логические
переменные X1, X2, …, Xn представляют собой высказывания и принимают значения 0 или
1.
Существует 2^2n
различных логических функций от n переменных.
Логические операции, рассмотренные в предыдущем разделе, можно
рассматривать как логические функции от двух переменных.
Набор функций, с помощью которого можно представить (выразить) все
логические функции, называется функционально-полным или базисом.
Основными базисами являются:
1) булевый базис, состоящий из конъюнкции, дизъюнкции и отрицания;
2) базис NOR, состоящий из стрелки Пирса;
3) базис NAND, включающий штрих Шеффера.Рассмотрим некоторые способы
представления логических функций.
Аналитический. Функция задается в виде алгебраического выражения,
состоящего из функций одного или нескольких базисов, применяемых к логическим
переменным.
Табличный. Функция задается в виде таблицы истинности (соответствия), которая
содержит 2^2n строк (по числу наборов аргументов), n столбцов по числу переменных и
один столбец значений функции. В такой таблице каждому набору аргументов
соответствует значение функции.
Числовой. Функция задается в виде десятичных (восьмеричных,
шестнадцатеричных) эквивалентов номеров тех наборов аргументов, на которых функция
принимает значение 1. Нумерация наборов начинается с нуля. Аналогичным образом
логическая функция может быть задана по нулевым значениям.
Классификация ЭВМ
-по принципу действия.
В этом случае критерием является форма представления информации,
с которой они работают.
Цифровые ВМ – вычислительные машины дискретного действия;
работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее в цифровой форме. Аналоговые ВМ - вычислительные машины непрерывного действия; работают с
информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме.
-по назначению.
Универсальные, проблемно-ориентированные, специализированные.
-этапам создания.
| Поколение | Элементная база процес- сора | Макс. емкость ОЗУ, байт | Макс. быстро- действие процес- сора, оп/с | Основные языки програм- мирования | Управление ЭВМ пользователем |
| Первое 1951-1954 | электронные лампы | 10^2 | 10^4 | Машинный код | Пульт управления и перфокарты |
| Второе 1958-1960 | транзисторы | 10^3 | 10^6 | Ассемблер | Перфокарты и перфоленты |
| Третье 1965-1968 | ИС | 10^4 | 10^7 | Процедур- ные языки высокого уровня (ЯВУ) | Алфавитно- цифровой терминал |
| Четвертое 1976-1979 | БИС | 10^5 | 10^8 | Процедур- ные ЯВУ | Монохромный или графический дисплей, клавиатура |
| Четвертое с 1985 | СБИС | 10^7 | 10^9 | Процедур- ные ЯВУ | Цветной графический дисплей, клавиатура, «мышь» и др |
| Пятое | усовершенст- вованные СБИС | 10^8 | 10^12 | Языки логического программи- рования | Цветной графический дисплей и устройства голосовой связи |
Структурная схема ЭВМ
ВК – видеокарта (видеоадаптер, видеоконтроллер) формирует изображение и
передает его на монитор;
ИП – источник питания обеспечивает питание всех блоков ЭВМ по системной
шине;
КВЗУ – контроллеры внешних запоминающих устройств управляют обменом
информацией с ВЗУ;
КК – контроллер клавиатуры содержит буфер, в который помещаются вводимые
символы, и обеспечивает передачу этих символов другим компонентам;
КПВВ – контроллеры портов ввода-вывода управляют обменом информацией с
периферийными устройствами;20
МП – микропроцессор выполняет команды программы, управляет
взаимодействием всех компонент ЭВМ;
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство хранит исходные данные и
результаты обработки информации во время функционирования ЭВМ;
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство хранит программы, выполняемые во
время загрузки ЭВМ;
ПУ – периферийные устройства различного назначения: принтеры, сканнеры,
манипуляторы «мышь» и др.;
СА – сетевой адаптер (карта) обеспечивает обмен информацией с локальными и
глобальными компьютерными сетями.
К устройствам ввода информации относят клавиатуру и такие ПУ, как сканнеры,
манипуляторы типа «мышь», джойстики, а к устройствам вывода информации – монитор
и такие ПУ, как принтеры.
Основные компоненты центральной части ЭВМ: микропроцессор, системная шина, постоянное и оперативное ЗУ.
Cтруктура системной шины и её характеристики.
Системная шина обеспечивает связь и сопровождение всех устройств. Состоит из кодовой шины данных, КЭШ адреса и КЭШ инструкций.
Характеристики шины - разрядность (в битах), рабочая частота (в МГц), пропускная способность (Мб\с) и число подключаемых к ней устройств.
Микропроцессор
Центральный блок ЭВМ, управляющий работой всех
компонент ЭВМ и выполняющий операции над информацией. Операции производятся в
регистрах, составляющих микропроцессорную память.
Основные функции МП:
- выполнение команд программы, расположенной в ОЗУ; команда состоит из
кода, определяющего, что эта команда делает, и операндов, над которыми эта команда
осуществляется;
- управление пересылкой информации между микропроцессорной памятью, ОЗУ
и периферийными устройствами;
- обработка прерываний;
- управление компонентами ЭВМ.
АЛУ – арифметико-логическое устройство;
ДБ – другие блоки (математический сопроцессор, модуль предсказания
ветвлений);
ДК – дешифратор команд;
ИМП – интерфейс микропроцессора;
Кэш L1 – кэш-память первого уровня;
Кэш L2 – кэш-память второго уровня;
МПП – микропроцессорная память;
РОН – регистры общего назначения;21
РС – регистры смещений;
РФ – регистр флагов;
СР – сегментные регистры;
УС – устройство синхронизации;
УУ – устройство управления.
Рассмотрим назначение этих блоков МП.
Основными параметрами МП являются тактовая частота, разрядность и рабочее
напряжение.
Запоминающие устройства характеризуются двумя параметрами:
- объем памяти – размер в байтах, доступных для хранения информации;
- время доступа к ячейкам памяти – средний временной интервал, в течение
которого находится требуемая ячейка памяти и из нее извлекаются данные.