Логические принципы работы процессоров

Логические операторы

Конъюнкция

0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

Дизюнкция

0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

Импликация

0 0 1
0 1 1
1 0 0
1 1 1

Эквиваленция

0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1

Сумматоры

Четвертьсумматор

Четвертьсумматором называют элемент «Исключающее Или».

Полусумматор

При переполнении результат сложения уже не помещается в столько же разрядов, во сколько помещались слагаемые. Слагаемые — два однозначных числа (одна значащая цифра, понимаете?), а сумма — уже двузначное (две значащих цифры).Его можно считать простейшим специализированным процессором, который складывает два числа. Полусумматор называется полусумматором потому, что с его помощью нельзя учитывать перенос (результат работы другого сумматора), то есть нельзя складывать три однозначных двоичных числа. В связи с этим из нескольких одноразрядных полусумматоров нельзя сделать один многоразрядный.

Более сложные элементы

Мультиплексор

Мультплексоры состоят обычно только из сочетаний элементов «И», «Или» и «Не». У одноразрядного мультиплексора один вход называется «выбор адреса», два входа с общим названием «входной сигнал» и один выход, который так и называется: «выходной сигнал». Когда на «выбор адреса» подается 0, то «выходной сигнал» становится таким же, как первый «входной сигнал». Соответственно, когда на «выбор» подается 1, то «выходной сигнал» становится равным второму «входному сигналу».

Память

Триггер

Простейшей запоминающей ячейкой является RS-триггер («триггер» значит «переключатель»). RS-триггер может хранить в себе один бит данных («ноль»/«один»), и имеет два входа. Вход Set/Установка записывает в триггер «один», а вход Reset/Сброс — «ноль».

Регистр

Немного сложнее устроен регистр.Регистр обычно может хранить в себе чуть больше, чем один бит. У него обязательно есть вход данных, выход данных и вход разрешения записи. С выхода данных вы в любой момент можете прочитать то, что в этом регистре записано. На вход данных вы можете подавать те данные, которые хотите в этот регистр записать. Можете подавать данные до тех пор, пока не надоест. В регистр все равно ничего не запишется до тех пор, пока на вход разрешения записи не подать один, то есть «логическую единицу».

Как же работает процессор?

Процессор - это микросхема, которая обрабатывает информацию.

Цикл работы процессора:
  1. В регистр команд загружается адрес команды, который находится в Регистре Адреса Команд, а сама команда поступает в ОЗУ.
  2. Регистр Адреса Команд увеличивается на длину команды.
  3. Анализируется код команды и откуда брать команды.
  4. Считываеются операнды из Шины данных и загружаютсяв Регистр А и Регистр В.
  5. Производится операция Арифметико-Логическом устройстве.
  6. Результат поступает в Регистр данных.
На главную