Логика – наука о законах и формах мышления.

Как известно, любая информация при обработке на компьютере пред­ставляется в двоичной форме, то есть кодируется некоторой после­довательностью 0 и 1. Поэтому упрощенно можно представить работу компьютера как некоторого устройства, производящего обработку двоичных сигналов, соответствующих 0 и 1. Такую обработку в лю­бом компьютере выполняют так называемые логические элементы, из которых составляются логические схемы, выполняющие различ­ные логические операции. Реализация любых логических операций над двоичными сигналами основана на использовании логических элементов трех типов: И, ИЛИ, НЕ.

Логический элемент — это электронное устройство, реализующее одну из логических функций. Рассмотрим указанные три простей­ших логических элемента. В зависимости от типа элемента на его вход подается один или несколько входных сигналов, а на выходе — снимается один выходной сигнал. Названия и условные обозначения этих логических элементов являются стандартными и используются при составлении и описании логических схем компьютеров.

Логический элемент И (коньюнктор):

Логический элемент ИЛИ (дизъюнктор):

Логический элемент НЕ (инвертор):

Результат (0 или 1) на выходе каждого из указанных логических элементов определяется согласно приведенным выше таблицам ис­тинности для той логической операции, которую реализует данный логический элемент.

Физически каждый логический элемент представляет собой элек­тронную схему, в которой на вход подаются некоторые сигналы, ко­дирующие 0 либо 1, а с выхода снимается также сигнал, соответст­вующий 0 или 1 в зависимости от типа логического элемента.

Обработка любой информации на компьютере сводится к выпол­нению процессором различных арифметических и логических опера­ций. Для этого в состав процессора входит так называемое арифме­тико-логическое устройство. Оно состоит из ряда устройств, постро­енных на рассмотренных выше логических элементах. Важнейшими из таких устройств являются регистры и сумматор.

Регистр представляет собой электронный узел, предназначенный для хранения многоразрядного двоичного числового кода. Такой код может быть числовым кодом команды, выполняемой процессором, либо кодом некоторого числа (данного), которое используется при вы­полнении данной команды. Упрощенно можно представить регистр как совокупность ячеек, в каждой из которых может быть записано одно из двух значений: 0 или 1, то есть один разряд двоичного числа. Такая ячейка, называемая триггером, представляет собой некоторую логическую схему, составленную из рассмотренных выше логичес­ких элементов. Под воздействием сигналов, поступающих на вход триггера, он переходит в одно из двух возможных устойчивых состо­яний, при которых на выходе будет выдаваться сигнал, кодирующий значение 0 или 1. Для хранения в регистре одного байта информации необходимо 8 триггеров.

Сумматор — это электронная схема, предназначенная для выпол­нения операции суммирования двоичных числовых кодов. При сум­мировании по правилам двоичной арифметики двух единиц резуль­тат равен 10 и происходит перенос 1 в старший двоичный разряд. Для реализации простейшей операции суммирования одноразрядных дво­ичных чисел используется логическая схема (одноразрядный сумма­тор), составленная из следующих логических элементов: двух эле­ментов И, одного элемента ИЛИ и одного элемента НЕ. Эта схема имеет три входа (два слагаемых и возможный перенос из предыду­щего разряда) и два выхода (сумма и возможный перенос в следующий разряд). Многоразрядный сумматор строится как логическая схема на основе одноразрядных двоичных сумматоров.

Таким образом, можно сделать вывод, что логические элементы являются теми строительными «кирпичиками», из которых путем конструирования логических схем строится «здание» любого совре­менного компьютера.