Представление информации в ЭВМ

ТИПОВЫЕ УСТРОЙСТВА И УЗЛЫ ЭВМ.

ПЛАН

!!! Элемент ЭВМ (цифровая интегральная схема) – это электронная схема, представляющая собой некоторую совокупность компонентов и выполняющая определенную функцию: логическую, хранения информации, вспомогательную или специальную (иногда эл-т может выполнять сразу несколько функций)

Элементы ЭВМ классифицируются по функциональному назначению; типу связи; типу логики; технологии изготовления; конструктивному оформлению; способу питания; электрическим и эксплуатационным параметрам; экономическим параметрам; степени интеграции.

Элементы хранения информации предназначены для запоминания и временного хранения информации (1 и 0). Специальной организацией схемы эл-та можно обеспечить запись, считывание, стирание или регенерацию считанной информации, а также индикацию состояния хранимой информации. Такие эл-ты называют триггерными.

Триггер — это электронная схема, широко применяемая в регистрах компьютера для надёжного запоминания одного разряда двоичного кода. Триггер имеет два устойчивых состояния, одно из которых соответствует двоичной единице, а другое — двоичному нулю

Термин триггер происходит от английского слова trigger — защёлка, спусковой крючок. Для обозначения этой схемы в английском языке чаще употребляется термин flip-flop, что в переводе означает “хлопанье”. Это звукоподражательное название электронной схемы указывает на её способность почти мгновенно переходить (“перебрасываться”) из одного электрического состояния в другое и наоборот.

Временное хранение данных необходимо для ожидания разновременно поступающих аргументов, для многократной передачи данных в разные устройства и т.д.

У эл-тов для запоминания двоичной информации должно быть три режима работы: запись, хранение и выдача информации.

Самый распространённый тип триггера — так называемый RS-триггер (S и R, соответственно, от английских set — установка, и reset — сброс). Условное обозначение триггера — на рис. 1.

Рис. 1.

Он имеет два симметричных входа S и R и два симметричных выхода Q и , причем выходной сигнал Q является логическим отрицанием сигнала .

В режиме хранения запоминающие эл-ты находятся в одном из двух состояний: нулевом или единичном. В режиме записи возможна запись «0» или запись «1». Для установки состояний предусматриваются два входа: S-вход для установки в «1» и R-вход для установки в «0». В режиме хранения данные должны быть заблокированы. Режим выдачи обычно не организован.

На каждый из двух входов S и R могут подаваться входные сигналы в виде кратковременных импульсов ().

Наличие импульса на входе будем считать единицей, а его отсутствие — нулем.

На рис. 2.показана реализация триггера с помощью вентилей ИЛИ-НЕ и соответствующая таблица истинности.

S	R	Q
		запрещено
		хранение бита

Рис. 2.

Проанализируем возможные комбинации значений входов R и S триггера, используя его схему и таблицу истинности схемы ИЛИ-НЕ (табл. 5.5).

1. Если на входы триггера подать S=“1”, R=“0”, то (независимо от состояния) на выходе Q верхнего вентиля появится “0”. После этого на входах нижнего вентиля окажется R=“0”, Q=“0” и выход станет равным “1”.
2. Точно так же при подаче “0” на вход S и “1” на вход R на выходе появится “0”, а на Q — “1”.
3. Если на входы R и S подана логическая “1”, то состояние Q и не меняется.
4. Подача на оба входа R и S логического “0” может привести к неоднозначному результату, поэтому эта комбинация входных сигналов запрещена.

Поскольку один триггер может запомнить только один разряд двоичного кода, то для запоминания байта нужно 8 триггеров, для запоминания килобайта, соответственно, 8 • 2¹⁰ = 8192 триггеров. Современные микросхемы памяти содержат миллионы триггеров.