計(jì)算機(jī)中常用的邏輯部件(參考版)
2024-10-21 20:14本頁面
【正文】 4．給定兩個(gè)規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù) A與 B，如何按照浮點(diǎn)數(shù)的加、減法運(yùn)算規(guī)則，分別計(jì)算 A+B或 AB？ 5．在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，為什么要采用自定義數(shù)據(jù)表示，自定義數(shù)據(jù)表示方法有什么優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) 。所謂移位功能就是將移位寄存器中所存的數(shù)據(jù)，在移位脈沖信號(hào)的作用下，按要求逐次向左、右方進(jìn)行移動(dòng)。 下圖為由 4個(gè) D觸發(fā)器組成的四位緩沖寄存器 。 寄存器可由多個(gè)觸發(fā)器組成。 時(shí)序邏輯電路（按功能分） ?RS觸發(fā)器 ——其它寄存器電路的基礎(chǔ) S R Q Q R S Q ~Q 0 0 Q ~Q 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 nc nc S R Q Q R S Q ~Q 0 0 nc nc 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 Q ~Q 時(shí)序邏輯電路 （按功能分） ?JK觸發(fā)器 電路符號(hào)： 輸入 輸出 S CLR CLK J K Q 0 0 0 0 不變 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 翻轉(zhuǎn) 0 1 X X X 0 1 0 X X X 1 J S Q CLK K CLR Q JK： 為控制輸入端； CLK： 為時(shí)鐘信號(hào)； S： 為置位信號(hào)端； CLR： 復(fù)位信號(hào)端； Q： 為輸出信號(hào)端。圖 (b)是主 從 JK觸發(fā)器功能表。 ? 圖 (a)是主 從 JK觸發(fā)器的原理圖，觸發(fā)器的輸出Q， Q分別和接收 K， J數(shù)據(jù)的輸入門相連。 ? 至于電位觸發(fā)器，只要 E為約定電平，數(shù)據(jù)來到后就可立即被接收，它不需像邊沿觸發(fā)器那樣保持到約定控制信號(hào)跳變來到才被接收。因此 邊沿觸發(fā)器又稱延遲型觸發(fā)器 。 時(shí)序邏輯電路（按時(shí)鐘控制方式來分） 2. 邊沿觸發(fā)方式觸發(fā)器 時(shí)序邏輯電路（按時(shí)鐘控制方式來分） 邊沿觸發(fā)器和電位觸發(fā)器比較 ? 電位觸發(fā)器在 E=1期間來到的數(shù)據(jù)會(huì)立刻被接收。 ? 常用的正邊沿觸發(fā)器是 D觸發(fā)器，圖 邏輯圖及典型波形圖。觸發(fā)器接收的是時(shí)鐘脈沖 CP的某一約定跳變 (正跳變或負(fù)跳變 )來到時(shí)的輸入數(shù)據(jù)。在計(jì)算機(jī)中常用它來組成暫存器。 ? 圖 (又稱鎖存器 )的電位觸發(fā)器的邏輯圖。 時(shí)序邏輯電路（按時(shí)鐘控制方式來分） 1. 電位觸發(fā)方式觸發(fā)器 ? 當(dāng)觸發(fā)器的同步控制信號(hào) E為約定“ 1”或“ 0”電平時(shí)，觸發(fā)器接收輸入數(shù)據(jù)，此時(shí)輸入數(shù)據(jù) D的任何變化都會(huì)在輸出 Q端得到反映；當(dāng) E為非約定電平時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。因?yàn)橄嗤δ苡|發(fā)器，若觸發(fā)方式選用不當(dāng)，系統(tǒng)是不能達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求的。 ? 同一功能觸發(fā)器可以由不同觸發(fā)方式來實(shí)現(xiàn)。 ?觸發(fā)器種類很多 ? 按時(shí)鐘控制方式來分： 有電位觸發(fā)、邊沿觸發(fā)、主從觸發(fā)等方式。 組合邏輯 寄存器 輸入 輸出 時(shí)序邏輯電路 ?時(shí)序電路內(nèi)必須要有能存儲(chǔ)信息的記憶元件 ——觸發(fā)器。 時(shí)序邏輯電路 ?時(shí)序邏輯電路內(nèi)部有存儲(chǔ)單元，其行為由輸入和內(nèi)部單元的值共同決定 ? 可分為同步時(shí)序邏輯電路和異步時(shí)序邏輯電路，計(jì)算機(jī)中主要用同步電路。 ? 時(shí)序電路內(nèi)必須要有能存儲(chǔ)信息的記憶元件 ——觸發(fā)器。以四選一選擇器為例： F D0 D1 D2 D3 A1 A0 地址 A1A0 輸出 F 0 0 D0 0 1 D1 1 0 D2 1 1 D3 數(shù)據(jù)分配器 ?數(shù)據(jù)傳輸過程中，常常需要將一路數(shù)據(jù)分配到多路裝置中指定的某一路中，執(zhí)行這種功能的電路叫數(shù)據(jù)分配器。 輸 入 輸 出 C B A Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 00001111 00110011 01010101 11111110 11111101 11111011 11110111 11101111 11011111 10111111 01111111 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 G1 G2A G2B C B A 74LS138 數(shù)據(jù)選擇器 ?邏輯功能是在選擇信號(hào)的控制下，從多路數(shù)據(jù)中選擇一種作為輸出信號(hào)。 在資料手冊(cè)中的型號(hào)為 74138。 ?譯碼器： 有 2—4譯碼器、 3—8譯碼器（ 8選 1譯碼器）和 4—16譯碼器（即 16選 1譯碼器）等多種。盡管器件不同，但基本電路原理還是相似的。 ?怎樣能更快？ ? 由于集成器件的集成度的提高，允許更多位的ALU集成在一個(gè)芯片內(nèi)。 算術(shù)邏輯單元（ ALU） 圖 與 74181型 ALU連用的超前進(jìn)位產(chǎn)生電路 算術(shù)邏輯單元（ ALU） 圖 74181引腳方框圖 算術(shù)邏輯單元（ ALU） 圖 快速 16位 ALU 算術(shù)邏輯單元（ ALU） ?用兩個(gè) 16位 74182和八個(gè) 74181可 級(jí)連 組成 32位ALU電路。圖中 P、 G輸出可用于把 4組 16位快速 ALU擴(kuò)展成 64位快速 ALU。 ?依此，可得 PN的表達(dá)式為： PN=P3P2P1P0 算術(shù)邏輯單元（ ALU） ?把圖 0片 ALU向第 Ⅰ 片、第 Ⅰ 片向第 Ⅱ 片、第 Ⅱ 片向第 Ⅲ 片傳送的進(jìn)位分別命名為 Cn+X、 Cn+Y、 Cn+Z (即 C
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