INFO.Z-PDF.RU
БИБЛИОТЕКА  БЕСПЛАТНЫХ  МАТЕРИАЛОВ - Интернет документы
 

«Принципы построения и работы устройств ЭВМ, содержащих элементы памяти. 1.Цель работы. Изучение принципов функционирования различных типов триггеров и основных функциональных узлов ЭВМ ...»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Принципы построения и работы устройств ЭВМ,

содержащих элементы памяти.

1.Цель работы.

Изучение принципов функционирования различных типов триггеров и основных функциональных узлов ЭВМ на их основе.

2.Основные положения.

Узлами ЭВМ являются стандартизованные наборы логических элементов, из которых, как из «кирпичиков», набираются схемы, входящие в состав микропроцессоров, блоков памяти, контроллеров внешних устройств и пр.

Узлы ЭВМ разделяются на:

• комбинационные, или узлы, выходные сигналы которых определяются только сигналом на входе, действующим в настоящий момент времени (например, дешифратор). Выходной сигнал дешифратора зависит только от двоичного кода, поданного на вход в настоящий момент времени. Комбинационные узлы называют также автоматами без памяти;

• последовательностные (автоматы с памятью) — это узлы, выходной сигнал которых зависит не только от комбинации входных сигналов, действующих в настоящий момент времени, но и от предыдущего состояния узла (счетчик);

• программируемые узлы функционируют в зависимости от того, какая программа в них записана. Например, программируемая логическая матрица (ПЛМ), которая в зависимости от встроенной («прожженной») в ней программы может выполнять функции сумматора, дешифратора, ПЗУ.

Триггеры.

В схемах цифровой вычислительной техники в качестве запоминающих элементов широко используются триггеры. Триггер представляет собой устройство с двумя устойчивыми состояниями.



Триггеры классифицируются по ряду признаков. В зависимости от наличия тактирующих входов различают синхронные (есть тактирующие входы) и асинхронные (нет тактирующих входов) триггеры. Наибольшее распространение среди синхронных получили однотактные триггеры, имеющие только один тактирующий вход.

Функциональная классификация характеризует состояние входов и выходов триггера в момент времени до его переключения (t) и после его переключения (t+1).

.На практике используют небольшое число типов триггеров. К ним можно отнести разновидности RS, JK и D-триггеров.

D-триггер находит применение только как синхронный. Остальные из указанных триггеров могут быть как синхронными, так и асинхронными.

Способ функционирования триггеров может быть описан таблицей переходов.

Основные типы триггеров представлены в табл. 1.

Таблица 1

Синхронный D-триггер называют триггером задержки Он осуществляет задержку сигнала на один такт (период следования синхросигналов).

Классификация триггеров по способу записи информации характеризует процесс переключения триггера. Различают следующие типы триггеров:

триггеры, управляемые уровнем сигналов (без внутренней задержки);

триггеры, управляемые перепадом сигналов (с внутренней задержкой).

Триггеры, управляемые уровнем сигналов, изменяют свое состояние непосредственно после поступления на их входы активного вектора входных сигналов.

В триггерах, управляемых перепадом, сигналы на выходе изменяются только после снятия активного вектора входных сигналов.

В синхронных триггерах при изменении вектора входных сигналов необходимо обеспечить изменение только тактирующего сигнала. Если триггер изменяет свое состояние при переходе тактирующего сигнала из 0 в 1, то говорят, что триггер срабатывает по положительному перепаду, а при переходе из 1 в 0 - по отрицательному перепаду тактирующего сигнала.





Характерная особенность синхронных триггеров, управляемых уровнем сигнала C, состоит в том, что при установившемся активном уровне сигнала C они могут переключаться столько раз, сколько раз изменяются информационные сигналы.

В триггерах, управляемых перепадом, в этом случае выходные сигналы Q и изменяются только после снятия активного уровня тактирующего сигнала.Регистры.

Регистром называется упорядоченная последовательность триггеров, предназначенная для хранения слов и выполнения микроопераций над ними. Микрооперация - это элементарное машинное действие, в результате которого изменяется значение слова или осуществляется его пересылка.

Число разрядов (триггеров) называют длиной регистра. Регистр может находиться в 2N состояниях N-число триггеров), т. е. в него можно записать 2N различных слов.

Различают синхронные и асинхронные регистры.

В синхронных регистрах микрооперации выполняются по тактирующему сигналу C.

В асинхронных регистрах тактирующий вход C отсутствует. Каждая микрооперация выполняется под действием собственного управляющего сигнала.

При выполнении микроопераций в каждом разряде регистры осуществляется одинаковое преобразование информации.

Наиболее часто на регистрах выполняют микрооперации занесения (приема, записи) слова параллельным кодом, сдвига слова а также установки исходного (обычно нулевого) состояния.

Занесение слова осуществляется через информационные входы.Регистры, на которых выполняются микрооперации сдвига, называются сдвиговыми. Сдвиг слова может быть осуществлен влево (в сторону старших разрядов) или вправо (в сторону младших разрядов) на i разрядов одновременно, где.

Регистры, имеющие цепи как левого, так и правого сдвига, называются реверсивными.

Установка нулевого состояния регистра осуществляется, как правило, через асинхронные установочные входы триггеров.

С помощью регистров можно выполнять и другие преобразования информации, например, поразрядные логические операции: конъюнкция, дизъюнкция, неравнозначность, инвертирование разрядов и т. д.Выходами регистра бывают непосредственно выходы триггеров, но в ряде случаев в регистры включает элементы, которые осуществляют специальные преобразования информации. Выдача выходной информации регистра может быть осуществлена в прямом коде, в обратном коде или в парафазном коде. Кроме того, регистр может иметь выходы с тремя состояниями (состояние логического нуля, логической единицы и высокоомное состояние).

4-х разрядный сдвиговый регистр на синхронных d-триггерах c инверсными управляющими входами и переключением по переднему фронту синхросигнала изображен на рис.1.

Рис.1. 4-х разрядный сдвиговый регистр.

Счетчики.

Счетчиком называют последовательностную схему, предназначенную для выполнения микрооперации счета и хранения слов. Число разрешенных состояний счетчиков называют его периодом, модулем или коэффициентом пересчета. Счетчики могут быть построены на основе счетных триггеров со специальными межразрядными связями, на основе сдвигающих регистров (кольцевые счетчики) и на основе многоустойчивых элементов.

В данной работе рассматриваются счетчики двух первых типов. Основными временными характеристиками счетчиков являются:

максимальная частота поступления счетных сигналов;

t - время перехода счетчика из одного состояния в другое.

Счетчики со специальными межразрядными связями классифицируются по различным признакам.

По характеру микрооперации счета счетчики подразделяются на суммирующие, вычитающие и реверсивные.

При поступлении очередного счетного сигнала Х содержимое суммирующего счетчика увеличивается на 1, а вычитающего - уменьшается на 1. Реверсивный счетчик может выполнять как микрооперацию суммирования, так и микрооперацию вычитания, в зависимости от значения сигнала на управляющем входе Y (например, при Y = 1 выполняется суммирование, а при Y = 0 - вычитание).

В зависимости от основания системы счисления, в которой осуществляется микрооперация счета, различают двоичные счетчики, двоично-восьмеричные, двоично-десятичные и т. д.4-х разрядный двоичный счетчик на синхронных d-триггерах c инверсными управляющими входами и переключением по заднему фронту синхросигнала изображен на рис.2.

Рис. 2. 4-х разрядный двоичный счетчик

3. Задание.

Ответить письменно на контрольные вопросы.

4. Содержание отчета.

Отчет должен содержать функциональные схемы, распечатки файлов описания и результатов моделирования всех исследуемых устройств..

5. Контрольные вопросы.

Назовите основные виды узлов ЭВМ.

Составьте таблицы переходов RS-, D- и JK-триггеров.В чем различие между синхронными и асинхронными триггерами?

Укажите различие между синхронными и асинхронными входами синхронного триггера.

Сколько различных слов можно записать в регистр длиной n?Какие микрооперации можно выполнять на регистрах?

Какие регистры называются сдвигающими?

Охарактеризуйте, какие преобразования информации осуществляются при выполнении различных микроопераций?

По каким признакам можно классифицировать счетчики?

Как можно установить счетчик в исходное состояние?

Похожие работы:

«-701040-377825Секция точных наук-4 (физика, информатика, астрономия) ауд.3-3 № п/пФ.И.О. учащихся Учреждение образования Тематика работы 1 Андриянец Николай Степанович, 9а Государственное учреждение образования "Гомельское городское кадетское училище" Создание во...»

«Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение " Средняя общеобразовательная школа №10" "Согласовано" Руководитель МО С.М. Гамзатова Протокол № 14_ от "_16_"мая_2016г. "Согласовано" Заместитель директора по УВР МКОУ СОШ № 10 с.Ачикулак Е.П. Листопад "_...»

«ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЯ Электрокардиография (ЭКГ) – это первый этап при обследовании биоэлектрической активности сердца, незаменимый в диагностике нарушений ритма и проводимости, гипертрофии желудочков и предсердий, ишемической болезни сердца, инфаркта миокарда и других заболеваний сердечно-сосудистой системы. За...»

«Содержание:1.Пояснительная записка.. 32.Требования к уровню подготовки обучающихся. 62.Календарно-тематическое планирование. 84.Перечень учебно-методического обеспечения. 141.Поясните...»

«График работы кабинета информатики на июнь 2016/2017 учебного года Дата Время Работа с учащимися Ответственный 01.06.17 9.00-10.00 10.00-12.00 12.00-13.00 13.00-14.00 Показ материалов по теме "Правила поведения в местах массового скопления людей" Занимательная РОБОТОТЕХНИКА Работа...»

«Пояснительная записка Настоящая рабочая программа по информатике и ИКТ для 8-9 классов средней общеобразовательной школы составлена на основе авторской программы Босовой Л.Л. "Программа курса "Информатика и ИКТ для основной школы (8-9 классы)", опубликованной в книге "Информатика и ИКТ. У...»

«Практическая работа № 11.Тема:Решение задач в MS Excel с использованием VBA. Организация циклов в программе. Цель:Научиться выполнять вычисления с использованием функций и операторов VBA. Время:40 мин. Задание:Решите задачу согласно варианта тремя способами, используя операторы цикла for. next, do. loop, while. wend. 10845...»

«Приложение № 3 АНКЕТА(заполняется при помощи электронно-вычислительной техники) Местодляфотографии1. Фамилия Имя Отчество 2. Если изменяли фамилию, имя или отчество, то укажите их, а также...»

«I. Рабочая программа1.1. Цели освоения дисциплиныЦелями учебной дисциплины "Информационные технологии и системы в менеджменте" являются: приобретение студентами базовых теоретических знаний и необходимых навыков использования офисной прикладной программы MS Excel для ус...»

«Итоговый урок "Контрольная работа по информатике 7 класс" Часть А. (в решении укажите букву верного ответа) 1 баллЧто такое алгоритм (выберите наиболее точный ответ):А) Четкая последовательность каких-либо действийБ) Четкая последовательность действий...»








 
2018-2023 info.z-pdf.ru - Библиотека бесплатных материалов
Поддержка General Software

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 2-3 рабочих дней удалим его.