资源描述：
《计算机组成原理运算方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、计算机组成原理第0100章运算方法2014秋季学期数字电路基础模拟信号&数字信号模拟信号在时间和数值上是连续变化的比如，环境温度的变化，声波数字信号在时间和数值上是离散分布的比如，PC处理的信号计算机可处理的二值数字信号数字电路处理数字信号的电路，是计算机的真正硬件把用户程序和系统程序的逻辑关系转变为电流的流动是计算机科学与电子工程的交叉学科门和布尔代数数字电路是由少量几个基本元素通过多种方式组合而成的“门”是制造所有数字电路的基础需要一种数学方式来描述由门组合而成的电路的功能---布尔代数门数字电路只能表示两个逻辑值：1和0，一般情况下：电压处于0～1V之间
2、的信号表示0电压处于2～5V之间的信号表示1门：一种微小的电子设备，可以实现一个或多个0、1逻辑值的运算，是数字计算机的硬件基础。门的工作原理门属于设备层次最简单的门：晶体管（有3个极）集电极基极发射极晶体管工作原理Vin小于特定值，晶体管断开，像一个无穷大的电阻，Vout≈VccVin大于特定值，晶体管导通，使得Vout直接接地，Vout远小于Vcc门的工作原理Vin为0V，晶体管断开，则Vout=5V01Vin为5V，晶体管导通，则Vout=0V10一个晶体管就像是一个逻辑值的反转器，即，输入1，输出0；输入0，输出1y=f(x)x=0,1y=1,ifx=
3、0y=0,ifx=1数学描述把两个晶体管组合起来：串联两个晶体管串联：2个输入(V1,V2)，1个输出(Vout)要想判断V1,V2对Vout的影响，首先要判断V1,V2存在哪些组合情况：V1=0V2=0V1=1V2=0V1=1V2=1V1=0V2=1④①②③Vout=1Vout=1Vout=1Vout=0y=f(x1,x2)xi=0,1y=1,ifx1=x2=0y=1,ifx1=1,x2=0y=1,ifx1=0,x2=1y=0,ifx1=x2=1数学描述把两个晶体管组合起来：并联两个晶体管并联：2个输入(V1,V2)，1个输出(Vout)要想判断V1,V2对
4、Vout的影响，首先要判断V1,V2存在哪些组合情况：V1=0V2=0V1=1V2=0V1=1V2=1V1=0V2=1④①②③Vout=1Vout=0Vout=0Vout=0y=f(x1,x2)xi=0,1y=1,ifx1=x2=0y=0,ifx1=1,x2=0y=0,ifx1=0,x2=1y=0,ifx1=x2=1数学描述门的生产技术双极性晶体管TTLECL用于超高速运行的场合金属氧化物半导体MOS速度慢体积小能耗低CPU和存储器使用MOS技术门的基础作用不同个数晶体管间不同的组合方式，构成了可以完成不同逻辑运算的门。门的基础作用所有的数字电路最终是建立在晶
5、体管可以作为一个快速的二进制的开关这个事实上的。输入不同的电压输入不同的二进制表达输出不同的二进制由门组成的数字电路键盘鼠标光盘数据程序输出不同的电压按集成程度分：小规模:1～10门/片中规模:10～100门/片大规模:100～1000门/片超大规模:1000+门/片按电路逻辑功能分：组合逻辑电路时序逻辑电路门的基础作用按何种方式把门组合起来形成满足一定功能的电路呢？数字逻辑基础什么是逻辑？一种思维，关于因果关系的推理规律在已知条件为真或假的情况下，判断结论为真或假非此即彼，类似于数字电路中的0和1数字逻辑数字电路也是研究逻辑的，即，研究输入与输出的关系逻辑代
6、数也叫“布尔代数”，“开关代数”一种数学工具，是设计和分析数字逻辑电路的基础逻辑变量只能取1或0常用的三种逻辑运算与或非逻辑判断今天要么是周六、要么是周日，但肯定是周末。学生进入了教室并且老师进入了教室，才可以上课。小明通过了考试，小明没及格。条件结论逻辑操作——形式化的逻辑判断A与B(A·B或AB)A或B(A+B)A非(A)当A和B均为真（1）时，结果为真（1），否则为假（0）当A和B只要一个为真（1）时，结果即为真（1）当A为真（1），结果为假（0），反之，结果为真（1）对应的C语言的表达：例子：if(a!=0&&b>0){…}if(a!=0
7、
8、b>0){
9、…}if(!a){…}逻辑运算——抛开变量对的实践意义如果A=1，B=0，C=1，那么，A或B或C=？如果A=1，B=0，C=1，那么，A与B与C=？结合律:A+(B+C)=(A+B)+C10优先级:()非与或，A·B+C相当于((A)·B)+C布尔代数代数有理数域，核心是函数(以方程或者方程组方式描述)布尔代数也是以函数为核心(或函数、与函数、非函数)所有变量和函数值只能是0或者1如何描述布尔代数？一一对应布尔代数的真值表n个变量的布尔函数的输入最多可以?有种可能因此，可以使用一个2n行的表格描述布尔函数的映射关系2nABX00100111两个输入变量
10、的或函数X=A+B有22=4个可能输入
