计算机的逻辑部件课件.ppt

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1、第二章计算机的逻辑部件基本内容在计算机中，几乎所有部件（除了存储单元与外部设备）都是由逻辑电路和触发器构成的，即使是存储器和外部设备，其控制部分也是由逻辑电路和触发器构成的。2.0三种基本逻辑操作及Boole代数2.0逻辑函数的化简2.0逻辑门的实现2.1计算机中常用的组合逻辑电路2.2时序逻辑电路2.0三种基本逻辑操作及Boole代数基本概念逻辑代数是1847年由英国数学家乔治·布尔（GeorgeBoole)首先创立的，所以通常人们又称逻辑代数为布尔代数。逻辑代数与普通代数有着不同概念，逻辑代数表示

2、的不是数的大小之间的关系，而是逻辑的关系，它仅有两种状态即：0，1。它是分析和设计数字系统的数学基础。真值可以在逻辑电路中表示为二进制数或电平，这种相似性同样扩展到它们，所以布尔代数在电子工程和计算机科学中同在数理逻辑中一样有很多实践应用。在电子工程领域专门化了的布尔代数也叫做逻辑代数，在计算机科学领域专门化了布尔代数也叫做布尔逻辑。布尔代数也称为开关代数或逻辑代数，和一般代数一样，可以写成下面的表达式：Y=f(A,B,C,D)但它有两个特点：(1)其中的变量A，B，C，D等均只有两种可能的数值：0或

3、1。布尔代数变量的数值并无大小之意，只代表事物的两个不同性质。如用于开关，则：0代表关(断路)或低电位；1代表开(通路)或高电位。如用于逻辑推理，则：0代表错误(伪)；1代表正确(真)。(2)函数f只有3种基本方式：“或”运算，“与”运算及“反”运算。下面分别讲述这3种运算的规律。2.1三种基本逻辑操作及Boole代数基本概念逻辑代数除了用布尔代数表示外，还常常采用另外几种工具来表述，它们是真值表法、逻辑图法、卡诺图法、波形图法、点阵图法和硬件设计语言法。真值表用表格来表示逻辑函数，它是由逻辑变量的所

4、有可能取值组合及其对应的逻辑函数值所构成的表格。F=A+B？2.0三种基本逻辑操作及Boole代数基本概念逻辑图是用规定的图形符号来表示逻辑函数运算关系的网络图形。H=XY+XYH=X○Y＋2.0三种基本逻辑操作及Boole代数基本概念卡诺图是一种几何图形，用来简化逻辑函数表达式，并将表达式化为最简形式的有用工具。2.0三种基本逻辑操作及Boole代数基本概念波形图是用电平的高、低变化来动态表示逻辑变量值变化的图形。2.0三种基本逻辑操作及Boole代数布尔运算符--与逻辑(ANDLogic)与逻辑又

5、叫做逻辑乘，可以用表达式的形式表示为:F=A·B=AB式中的小圆点“·”表示逻辑变量A和B的与运算。书写时小圆点常常省去。工程应用中，与运算采用逻辑与门电路来实现。与运算可以推广到任意多变量的情况。F=A·B·C=ABC布尔运算符--与逻辑(ANDLogic)真值表XYXANDY（XY）0000101001112.0三种基本逻辑操作及Boole代数与逻辑(ANDLogic)例如：银行保险库的门上有两把锁，有两位管理员甲、乙各掌管一把钥匙，需要约定两人同时打开各自的一把锁时，他们才能进入保险库。这是生活

6、中进行逻辑与运算的一个例子。2.0三种基本逻辑操作及Boole代数或逻辑(ORLogic)或逻辑又叫做逻辑加，可以用表达式的形式表示为:F=A＋B工程应用中，或运算采用逻辑或门电路来实现。或运算可以推广到任意多变量的情况。F=A＋B＋C例如：家门上有一把锁，家人每人各自带一把钥匙。那么任何时候，家人无论谁均可以单独进入房间，而不必等另外的人。这是生活中进行逻辑或运算的例子。2.0三种基本逻辑操作及Boole代数或逻辑(ORLogic)—真值表XYXORY（X+Y）0000111011112.0三种基本

7、逻辑操作及Boole代数非逻辑(NOTLogic)非逻辑，可以用表达式的形式表示为：F=A式中，逻辑变量A上方的小短线“－”表示非运算。工程应用中，非运算用非门（反相器）电路来实现。逻辑图符中，用小圆圈“○”表示非运算。2.0三种基本逻辑操作及Boole代数非逻辑(NOTLogic)—真值表XNOTX（）01102.0三种基本逻辑操作及Boole代数布尔函数2.0三种基本逻辑操作及Boole代数复合逻辑运算与非逻辑(NANDLogic)或非逻辑（NORLogic)与或非逻辑异或逻辑同或逻辑2.0三种基

8、本逻辑操作及Boole代数各种逻辑门的图形符号2.0三种基本逻辑操作及Boole代数布尔代数的基本定律2.0三种基本逻辑操作及Boole代数布尔代数运算的基本规则一、代入规则任何一个含有变量A的等式，如果将所有出现A的位置都代入同一个逻辑函数，则恒等式成立。【例1】B(A+C)＝BA+BC，现将所有出现A的地方都代入函数A+D，则有B[(A+D)+C]＝B(A+D)+BC＝BA+BD+BC二、反演规则它是使用摩根定律，来求一个逻辑函数F的非函数的规则：①