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码制 [2017/04/14 21:15] group003 [7.7 检错码] |
码制 [2017/04/15 13:47] (当前版本) group003 [9.2 逻辑门] |
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| 行 135: | 行 135: | ||
| =====8.二进制存储与寄存器===== | =====8.二进制存储与寄存器===== | ||
| + | 存储器和寄存器虽然都是可以存数据的容器，但从根本上将，寄存器和存储器的物理结构不一样，一般寄存器是由RS触发器衍生出来的D出发，在CPU内部，是由一些与非门结构组成的。而存储器则有自己的工艺一般1Bit由六MOS管构成，在CPU内部。所以这两者的物理结构不一样也导致了两者的性能不同。寄存器访问速度快，但是所占面积大。而存储器相反，所占面积小，功率低，可以做成大容量的，但访问速度相对慢一点。目前存储器都是半导体存储器，分为ROM和RAM两种，现在的DDR4（RAM）读写速度最高可以达到60GB/S了，但ROM的速度相对就慢多了。 | ||
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| ====8.1 寄存器==== | ====8.1 寄存器==== | ||
| - | ====8.2 寄存器传输==== | + | 寄存器是中央处理器（CPU）内的组成部分。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件，它们可用来暂存指令、数据和地址。在中央处理器的控制部件中，包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序计数器(PC)。 |
| + | \\ 寄存器在集成电路和计算机领域中都有各自的应用，在集成电路中分为电路内部寄存器和内外部接口寄存器，内部寄存器不允许外部访问，只供给内部电路使用，而接口寄存器可以被内外部寄存器访问，CPU中的寄存器就是其中一种寄存器。在计算机中是CPU内部的元件，包括通用寄存器和控制寄存器等等，寄存器速度非常高，因此来回传输数据非常快。 | ||
| + | \\ 寄存器的基本单元是D触发器，按照其用途分为基本寄存器和移位寄存器。基本寄存器是由D触发器组成，在CP脉冲作用下，每个D触发器能够寄存一位二进制码。在D=0时，寄存器储存为0，在D=1时，寄存器储存为1。移位寄存器按照移位方向可以分为单向移位寄存器和双向移位寄存器。 | ||
| + | ====8.2 寄存器传输==== | ||
| + | 寄存器的基本单元是D触发器，按照其用途分为基本寄存器和移位寄存器。 | ||
| + | \\ 基本寄存器是由D触发器组成，在CP脉冲作用下，每个D触发器能够寄存一位二进制码。在D=0时，寄存器储存为0，在D=1时，寄存器储存为1。在低电平为0,高电平为1时，需将信号源与D间连接一反相器，这样就可以完成对数据的储存。 需要强调的是，目前大型数字系统都是基于时钟运作的，其中寄存器一般是在时钟的边缘被触发的，基于电平触发的已较少使用。 | ||
| + | \\ 移位寄存器按照移位方向可以分为单向移位寄存器和双向移位寄存器 | ||
| + | 单向移位寄存器是由多个D触发器串接而成,在串口 Di 输入需要储存的数据，触发器FF0就能够储存当前需要储存数据，在CP发出一次时钟控制脉冲时，串口Di同时输入第二个需要储存是的数据，而第一个数据则储存到触发器FF1中。 | ||
| + | 双向移位寄存器按图中方式排列，调换连接端顺序，可以控制寄存器向左移位，增加控制电路可以使寄存器右移，这样构成双向移位寄存器. | ||
| + | {{:4位寄存器.png?500|}} | ||
| + | {{:43a7d933c895d14378b9c49172f082025baf07b0.png?300|}} | ||
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| =====9.二进制逻辑===== | =====9.二进制逻辑===== | ||
| + | 在数字逻辑电路中，用1位二进制数码的0和1表示一个事物两种逻辑状态。例如，用1和0分别表示是非、真假、有无、好坏、或者电路的通断、电灯的亮暗和逻辑门的开关。这种只有两种对立状态的逻辑关系叫做二值逻辑。 | ||
| + | \\ 所谓“逻辑”，在这里是指事物间的因果关系。当两个二进制数码表示不同的逻辑关系时，它们可以按照指定的某种因果关系进行推理计算。我们将这种运算称为逻辑运算。 | ||
| ====9.1 二进制逻辑定义==== | ====9.1 二进制逻辑定义==== | ||
| + | 算机的逻辑运算的算术运算的主要区别是：逻辑运算是按位进行的，位与位之间不像加减运算那样有进位或借位的联系。 1 逻辑运算主要包括三种基本运算：逻辑加法（又称“或”运算）、逻辑乘法（又称“与”运算）和逻辑否定（又称“非”运算）。此外，“异或”运算也很有用。 | ||
| + | 逻辑加法（“或”运算） | ||
| + | 逻辑加法通常用符号“+”或“∨”来表示。逻辑加法运算规则如下： | ||
| + | 0+0=0， 0∨0=0 | ||
| + | 0+1=1， 0∨1=1 | ||
| + | 1+0=1， 1∨0=1 | ||
| + | 1+1=1， 1∨1=1 | ||
| + | 从上式可见，逻辑加法有“或”的意义。也就是说，在给定的逻辑变量中，A或B只要有一个为1，其逻辑加的结果就为1；只有当两者都为0时逻辑加的结果才为0。 | ||
| + | 逻辑乘法（“与”运算） | ||
| + | 逻辑乘法通常用符号“×”或“∧”或“·”来表示。逻辑乘法运算规则如下： | ||
| + | 0×0=0， 0∧0=0， 0·0=0 | ||
| + | 0×1=0， 0∧1=0， 0·1=0 | ||
| + | 1×0=0， 1∧0=0， 1·0=0 | ||
| + | 1×1=1， 1∧1=1， 1·1=1 | ||
| + | 不难看出，逻辑乘法有“与”的意义。它表示只当参与运算的逻辑变量都同时取值为1时，其逻辑乘积才等于1。 | ||
| + | \\ 逻辑非运算又称逻辑否运算。其运算规则为： | ||
| + | 0=1 “非”0等于1 | ||
| + | 1=0 “非”1等于0 | ||
| + | \\ 异或运算通常用符号"⊕"表示，其运算规则为： | ||
| + | 0⊕0=0 0同0异或，结果为0 | ||
| + | 0⊕1=1 0同1异或，结果为1 | ||
| + | 1⊕0=1 1同0异或，结果为1 | ||
| + | 1⊕1=0 1同1异或，结果为0 | ||
| + | 即两个逻辑变量相异，输出才为1 | ||
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| ====9.2 逻辑门==== | ====9.2 逻辑门==== | ||
| + | 逻辑中的基本运算有与（AND）、或（OR）、非（NOT）三种。在逻辑代数中，将与或非看做是逻辑变量A、B中最基本的逻辑运算，并分别以“·” 、“+”、“´”表示与或非运算。 | ||
| + | 与： Y=A·B 或：Y=A+B 非：Y=A´ | ||
| + | 同时，将实现与、或、非逻辑运算的电路称为与门、或门、非门（或反相器）。实际的逻辑运算往往比与或非复杂得多，不过它们都可以用与或非组合来实现的。常见的有与非门、或非门、与或非门、异或门、同或门等。 | ||
| + | {{:逻辑门1.jpg?400|}} | ||
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