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计算机组成原理与系统结构 第2章

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计算机组成原理第二版课后习题答案

计算机组成原理第二版课后习题答案

计算机组成原理第二版课后习题答案第1章计算机系统概论1.什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？解：硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。

2.如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。

（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。

（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。

（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。

通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。

各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。

言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。

高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。

4.如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。

计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。

5.冯诺依曼计算机的特点是什么？解：冯诺依曼计算机的特点是：P8计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问；指令和数据均用二进制表示；指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置；指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；机器以运算器为中心（原始冯诺依曼机）。

6.画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机系统的主要技术指标。

答：计算机硬件组成框图如下：控制器运算器CPU存储器接口接口输入设备主机外设输出设备各部件的作用如下：控制器：整机的指挥中心，它使计算机的各个部件自动协调工作。

2020智慧树,知到 计算机组成原理与结构设计 章节测试题完整答案

2020智慧树,知到 计算机组成原理与结构设计 章节测试题完整答案

2020智慧树，知到计算机组成原理与结构设计章节测试题完整答案第一章单元测试1、单选题：运算器的核心部件是______。

选项：A:数据总线B:算术逻辑运算部件C:数据选择器D:累加寄存器答案: 【算术逻辑运算部件】2、单选题：存储器主要用来______。

选项：A:存放程序B:存放微程序C:存放程序和数据D:存放数据答案: 【存放程序和数据】3、单选题：电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为______。

选项：A:UPB:主机C:ALUD:CPU答案: 【主机】4、单选题：输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为______。

选项：A:主机B:外围设备C:存储器D:操作系统答案: 【外围设备】5、单选题：用户与计算机通信的界面是______。

选项：A:应用程序B:外围设备C:文本处理D:CPU答案: 【外围设备】6、单选题：下列______不是输入设备。

选项：A:打印机B:画笔及图形板C:鼠标器D:键盘答案: 【打印机】7、单选题：一片1MB的磁盘能存储______的数据。

选项：A:109字节B:106字节C:220字节D:210字节答案: 【220字节】8、单选题：计算机硬件能直接执行的只能是_____。

选项：A:机器语言B:汇编语言C:机器语言和汇编语言D:符号语言答案: 【机器语言】9、单选题：一个节拍信号的宽度是指_____。

选项：A:时钟周期B:存储周期C:机器周期D:指令周期答案: 【时钟周期】10、单选题：32位的个人计算机，一个字节由______位组成。

选项：A:4B:16C:8D:32答案: 【8】11、判断题：微处理器可以用来做微型计算机的CPU。

选项：A:错B:对答案: 【错】12、判断题：决定计算机运算精度的主要技术指标是计算机的字长。

选项：A:错B:对答案: 【对】13、判断题：计算机总线用于传输控制信息、数据信息和地址信息的设施。

选项：A:错B:对答案: 【对】14、判断题：计算机系统软件是计算机系统的核心软件。

计算机理论基础 第二章 11.16

计算机理论基础 第二章 11.16

蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
1.计算机的发展
早期的计算工具
算盘（中国，唐朝）
计算尺（欧洲，1622）
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
1.计算机的发展
1. 早期的计算工具
加减法器，（法国，1642，帕斯卡）
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
1.计算机的发展
1. 早期的计算工具
差分机，（英国，1812，巴贝奇）
1.主板的组成
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
1.主板的组成
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
主板的组成
1. CPU插座 2. 主存储器插槽 3. PCI总线扩展槽，（显卡、声卡、网卡）；AGP总 线扩展槽。 4. 芯片组：固定在主板上，协调微机系统的正常运 转。 5. BIOS芯片：固化在主板上一块 Flash ROM 芯片中 的一组机器语言程序。 6. CMOS芯片：易失性储存器，需要电池供电，存放 着与计算机硬件相关的一些参数（配置信息）。 蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
CPU性能指标—高速缓存（cache)
1. cache是一种小容量高速缓冲存储器，直接制作在CPU 芯片内，速度几乎与CPU一样快，分一级和二级缓存， 其容量越大，级数越多，效果越显著 2. 程序运行时，一部分指令和数据会被预先成批拷贝到 Cache中 3. 当CPU需要从主存读（写）指令或数据时，先检查 Cache，若有直接从Cache中读取，若无再访问主存储 器 4. Cache具有透明性，它的内容不能由程序直接访问（对 程序员是透明的） 5. Cache的命中率：CPU需要的指令或数据在Cache中直接 蓝洋专转本计算机理论基础 第二章 找到的概率

计算机组成原理.各章例题

计算机组成原理.各章例题

第一章计算机系统概论例1，冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是什么?解：冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是：按地址访问并顺序执行指令。

冯·诺依曼机工作原理为：例2，Cache是一种A. ______存储器，是为了解决CPU和主存之间B. ______不匹配而采用的一项重要硬件技术。

现发展为多级cache体系，C. ______分设体系。

解：A. 高速缓冲B. 速度C. 指令cache与数据cache例3，完整的计算机应包括那些部分？解：完整的计算机应包括配套的硬件设备和软件系统。

例4，计算机系统的层次结构是怎样的？解：计算机系统的层次结构如图：第二章 运算方法和运算器例 1.设机器字长32位，定点表示，尾数31位，数符1位，问：(1)定点原码整数表示时，最大正数是多少？最大负数是多少？ (2)定点原码小数表示时，最大正数是多少？最大负数是多少？ 解：（1最大正数：数值 = （231 – 1）10最大负数： 数值 = -（231 – 1）10 （2）定点原码小数表示： 最大正数值 = （1 – 231 ）10最大负数值 = -（1–231 ）10例2.已知 x = - 0.01111 ，y = +0.11001， 求 [ x ]补 ，[ -x ]补 ，[ y ]补 ，[ -y ]补，x + y = ？ ，x – y = ？解：[ x ]原 = 1.01111 [ x ]补 = 1.10001 所以 ：[ -x ]补 = 0.01111[ y ]原 = 0.11001 [ y ]补 = 0.11001 所以 ：[ -y ]补 = 1.00111 [ x ]补 11.10001 [ x ]补 11.10001 + [ y ]补 00.11001 + [ -y ]补 11.00111 [ x + y ]补 00.01010 [ x - y ]补 10.11000所以： x + y = +0.01010 因为符号位相异，结果发生溢出例3.设有两个浮点数 N 1 = 2j1 × S 1 , N 2 = 2j2 × S 2 ,其中阶码2位，阶符1位，尾数四位，数符一位。

唐朔飞 计算机组成原理课件2

唐朔飞 计算机组成原理课件2

6 080个 CPU 最大平均速度 7.304 TF (1012) 个
最快的五台超级计算机(截止到 2003.06) 2.1 )
2.IBM: ASCI White .
8 192个 CPU 最大平均速度 7.304 TF (1012) 个
最快的五台超级计算机(截止到 2003.06)2.1 )
3.Linux NetworX : MCR Linux Cluster .
1955年退役 年退役
用手工搬动开关和拔插电缆来编程
2.1
世界上第一台电子计算机 ENIAC(1946)
硬件技术对计算机更新换代的影响
代 一 二 三 四 时间 1946~1957 1958~1964 1965~1971 1972~1977 1978~现在 现在 硬件技术 电子管 晶体管 中小规模 集成电路 大规模 集成电路 超大规模 集成电路
2 304个 CPU 最大平均速度 7.634 TF (1012) 个
最快的五台超级计算机(截止到 2003.06) 2.1 )
4. HP : ASCI Q
4 096个 CPU 最大平均速度 13.88 TF (1012) 个
最快的五台超级计算机(截止到 2003.06) 2.1 )
章 计算机的发展及应用
2.1 计算机的发展史 2.2 计算机的应用 2.3 计算机的展望
2.1 计算机的发展史
一,计算机的产生和发展
1946年 美国 ENIAC 年
十进制运算 18 000 1 500 150 30 1 500 5 000 多个电子管 多个继电器 千瓦 吨 平方英尺 次加法/ 次加法/秒
5 120个 CPU 最大平均速度 35.86 TF (1012) 个

计算机组成原理

计算机组成原理

2、总线规范
每个总线标准都有详细的规范说明，一般包括以下几个部分 1）机械性能规范：模板尺寸、插头、连接器的规格及位置 等。 2）功能规范：信号线的序号、名称及功能等。 3）电气特性的规范：信号线的电平种类、动态转换时间、 负载能力等。
五、总线的性能指标
评价总线性能的优劣 1、总线宽度：主要是指数据总线的数目。如4/8/16/32/64 直接影响总线的传输率（吞吐量） 2、标准传输率（总线带宽） 单位时间内总线上传输数据的位数。以MB/S表示。 例如：某总线工作频率为8.33MHZ，总线宽度为16位，则 标准传输率为 8.33M×2B/s=16.66MB/s 3、总线定时协议（握手机制） 数据传输采用何种时钟控制。分为同步、异步、半同步、 分离式几种 4、总线控制方式：如仲裁机制、自动配置等。 5、总线复用 两种不同时出现的信号共用一组物理线路，即分时使用同 一组总线，称为总线的多路分时复用。其目的在于减少芯 片的引脚数。 6、信号线数：总线所包含的全部信号线的总数。 7、其它指标：如负载能力、电源电压、能否扩展等。
第三章 系统总线
3.1 总线概述 3.2 常用的总线标准 3.3 总线结构
3.4 总线控制
3.1 总线概述
一、为什么要用总线
机内部件间互连方式：
早期：分散连接 以运算器为核心，内部连线复杂，尤其是当I/O 与存储器交换信息时，都需要经过运算器，严重影 响CPU的工作效率。
采用存储器为核心的分散连接结构，虽采用中断、 DMA等技术，仍无法解决I/0设备与主机之间连接的 灵活性。 目前：总线连接
MAR MDR 容量 10 8 1 K × 8位 16 32 64 K × 32位
1K = 210
2 b = 1 KB 1B = 23b 221b = 256 KB 80 GB

《计算机组成原理》课后习题答案

第1章计算机组成原理考试大纲第一章计算机体系结构和计算机组成冯。

诺伊曼体系的特点Amdahl定律第二章数制和数制转换各种码制的表示和转换浮点数的表示补码加减法布思算法浮点数的加减法海明码的计算练习：5，6，7，8，101、已知X=19，Y=35，用布思算法计算X×Y和X×(-Y)。

2、使用IEEE 754标准格式表示下列浮点数：-5，-1.5，1/16，-6，384，-1/32。

3、已知X=-0.1000101×2-111，Y=0.0001010×2-100。

试计算X+Y，X-Y，X×Y和X/Y。

4、某浮点数字长12位，其中阶符1位，阶码数值3位，尾符1位，尾数数值7位，阶码和尾数均用补码表示。

它所能表示的最大正数是多少？最小规格化正数是多少？绝对值最大的负数是多少？5、求有效信息位为01101110的海明码校验码。

第三章练习：5解释下列概念：PROM，EPROM，E2PROM，Flash memory，FPGA，SRAM和DRAM。

第四章总线的分类总线操作周期的四个传输阶段总线仲裁的概念及其分类异步通信方式的种类总线的最大传输率第五章存储器的分类存储容量的扩展RAID的概念、特点以及分类Cache的地址映射Cache的写策略Cache的性能分析3C练习：4，5，71．一个容量为16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少?用下列存储芯片时，各需要多少片?1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×l位，4K×8位，8K×8位2．现有1024×l的存储芯片，若用它组成容量为16K×8的存储器。

(1)实现该存储器所需的芯片数量?(2)若将这些芯片分装在若干块板上，每块板的容量为4K×8，该存储器所需的地址线总数是多少?几位用于选片?几位用作片内地址?(3)画出各芯片的连接逻辑图。

第二章 计算机组成原理

部频率越高，CPU的处理速度就越快。 例如： P4 3.4GHz，800MHz外频(FSB)
时钟频率的发展：
400MHZ---533MHZ---800MHZ，即将达到1066MHZ [单选]用MHz来衡量计算机的性能，它指的是计算机__________。
ACM 图灵奖
1966年由ACM（美国计算机学会）创建，该奖有计 算机界的诺贝尔奖之称。
IEEE 计算机先驱奖
1980年由IEEE-CS(美国电气与电子工程师学会-计 算机学会)创建，是世界范围内计算机科学技术领域另 一个最重要的奖项，和图灵奖是互为补充的。
计算机的诞生与发展
对计算机的诞生发展做出重大贡献的两个人：
(a) NEC SX-6/64MB巨 型计算机外形
(b) 全球气温分布与 变化趋势图
计算机的分类
大型计算机（Mainframe）
运算速度快、存储容量大、通信联网功能完善、可靠性高、安 全性好、有丰富的系统软件和应用软件的计算机， CPU 通常有 4 、 8、16、32个甚至更多处理器。

功能： 为企业或政府的数据提供集中的存储、管理和处理，作为主服务 器（企业级服务器），在信息系统中起着核心作用。
内存储器
控制器CU RAM
外部存储器－－硬盘 、软盘、光盘、磁带
外设
输入设备－－键盘、鼠标器、扫描仪 输出设备－－显示器、打印机、绘图仪 其他设备－－调制解调器
计算机的组成
台 式 机
PC机的物理组成
机箱、显示器、键盘、鼠标器等
机箱内包含:
主板、硬盘、软驱、光驱、
电源、风扇等
主板上安装
CPU、芯片组、内存条、
第二章
计算机组成原理

计算机组成原理及系统结构课后答案解析

1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？略。

1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？略。

1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。

略。

1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？略。

1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。

答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。

1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？答：指CPU一次能处理的数据位数。

它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。

1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。

它包括主存容量和辅存容量。

主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。

如内存等。

辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。

1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。

（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。

（2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。

它具有加法、测试和控制其他部件的功能。

（3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。

（4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。

（5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。

（6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。

（7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。

（8）将高级语言翻译成机器语言的程序。

（9）将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。

（10）计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。

供选择的词或短语：1、汇编器2、嵌入式系统3、中央处理器（CPU）4、编译器5、操作系统6、控制器7、机器指令8、台式机或个人计算机9、主存储器 10、VLSI答：（1）8，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2，（6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）7计算机系统有哪些部分组成？硬件由哪些构成？ 答：计算机系统硬件系统和软件系统组成。

计算机组成原理课后答案

[x]补 = [y]补 = 0 0. 1 1 0 1 1 +0 0. 1 0 0 1 1 0 1. 0 1 1 1 0
溢出 7．用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算x*y。 （1）x = 0.11011 y = - 0.11111 （2）x = -0.11111 y = - 0.11011 解：（1）原码阵列
的数据，外存通常指的是磁盘、磁带、光盘存储器等，用于存放暂不运 行的程序和暂不处理的数据。CPU是运算器和控制器的合称，适配器是 指连接主机与外设一个中间电路，也叫接口，其作用相当于一个转换 器，保证外设用与主机要求相适应的形式发送和接收信息。 9．计算机的系统软件包括哪几类？说明它们的用途。 答：计算机的软件包括系统软件和应用软件。系统软件用来简化程序设 计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能 及用途。它可分为四类：（1）各种服务性程序，如诊数据程序、排错 程序、练习程序等；（2）语言程序，如汇编程序、编译程序、解释程 序等；（3）操作系统程序；（4）数据库管理系统（DBMS）。而应用 软件是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序，如工程设计程 序，数据加工程序，自动控制程序，企业管理程序、情报检索程序、科 学计算程序等等。 10．说明软件发展的演变过程。 答：在早期的计算机中，人们是直接用机器语言来编写程序的，这种程 序称为手编程序或目的程序；后来，为了编写程序方便和提高使用效 率，人们使用汇编语言来编写程序，称为汇编程序；为了进一步实现程 序自动化和便于程序交流，使不熟悉具体计算机的人也能很方便地使用 计算机，人们又创造了算法语言，用算法语言编写的程序称为源程序， 源程序通过编译系统产生编译程序，也可通过解释系统进行解释执行； 随着计算机技术的日益发展，人们又创造出操作系统；随着计算机在信 息处理、情报检索及各种管理系统中应用的发展，要求大量处理某些数 据，建立和检索大量的表格，于是产生了数据库管理系统。 11．现代计算机系统如何进行多级划分？这种分级观点对计算机设计 会产生什么影响? 答：现代计算机系统可分为五个层次，第一级是微程序设计级；第二级 是一般机器级；第三级是操作系统级；第四级是汇编语言级；第五级是 高级语言级。其中前二级是硬件系统、后两级是软件系统对硬件系统的 功能扩展，第三级是可以说是软件与硬件的一个交界面。这种分级不是 绝对的，也不是惟一的，比如随着大规模集成电路和固件的发展，硬件 的功能在不断往上层延伸。而且，不同的硬件结构，其层次也不同，如 硬布线控制器的计算机，就没有微程序级。 12．为什么软件能够转化为硬件？硬件能够转化为软件？实现这种转 化的媒介是什么？ 答：随着大规模集成电路和计算机系统结构的发展，实体硬件机的功能
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7
二、逻辑门
❖ 逻辑常量：逻辑常量只有两个，即0和1，用来表示两 个对立的逻辑状态。
❖ 逻辑变量：逻辑变量一般用字母、数字及其组合来表 示，其取值只有两个，即0和1。 ▪ 在“正逻辑”的数字电路设计中，用低电平信号 （如0.5V）表示逻辑0；用高电平信号（如3V）表 示逻辑1。
❖ 逻辑运算：对于逻辑常量和变量的操作，有与、或、 非三种基本逻辑运算。
❖ 逻辑门（logic gates） ：对逻辑常量和变量完成基 本的逻辑运算的电路。
8
二、逻辑门
❖ 逻辑函数：用于表达逻辑变量之间关系的代数式，使 用与、或、非3种基本逻辑运算，可以构造出任何逻 辑函数 。
❖ 逻辑代数：逻辑代数是研究逻辑函数运算和化简的一 种数学系统，也是用来描述、分析、简化数字电路的 数学工具。
❖ 在设计逻辑电路时，每个逻辑表达式是和一个逻辑电 路相对应，因此必须将逻辑表达式进行化简，以减少 实现它的电路所用元器件。
❖ 逻辑函数化简有两种方法：代数化简法和卡诺图化简 法。
❖ 代数化简法:直接利用逻辑代数的基本公式和规则进行 化简，要求熟练地掌握逻辑函数的公式，并经过多次 训练才能进行快速化简。
❖ 逻辑门电路符号： A
F
B
❖ 真值表： ❖ 运算规则：
A
B
F
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
有0就出1
21
或非门（NOR） ❖ 逻辑表达式： F＝A＋B
❖ 逻辑门电路符号：
A
F
B
❖ 真值表： ❖ 运算规则：
有1就出0
A
B
F
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
22
异或门（XOR）
❖ 逻辑表达式：
❖ 逻辑门电路符号：
C
RB IB
Ic VCE=VO
C
VCE=Vcc
C
RB
RB
≈0.3V
Vi
BE
VBE
IE
Vi
B IB＝0
截止
E
Vi
“关态”
B
IB>IBS
IE
饱和
E
“开态”
(a)NPN硅三极管共发射极电路 (b)截止状态等效电路
图2－2 三极管开关等效电路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(c)饱和状态等效电路
5
三、MOS管的开关特性
VCC RD
Vi＝VGS
A
F
0
1
1
0
取反
19
二、逻辑门 ❖3、4 其、他逻辑逻门辑的运表算示方式
❖ 除了3种基本的逻辑门电路外，还有4种常用的逻辑门， 它们均可以由与或非门组合而成。
❖ 与非门（NAND） ❖ 或非门（NOR） ❖ 异或门（XOR） ❖ 同或门（XNOR）
20
与非门（NAND）
❖ 逻辑表达式： F＝AB＝A·B
T2
T1
A
VDD
T3 B
T4 F
T2 T1
图2－7 CMOS非门
图2－8 CMOS与非门
图2－9 CMOS或非门
11
二、逻辑门
❖ 3 、其他类型的TTL门电路
▪ （1）集电极开路与非门（OC门） ▪ 其输入输出逻辑关系为
Vcc
A
0
&
F
0
B
0
(a) OC门符号
A
0
&
F 0
1
B
0
FA B
C
0
&
F 0
2
G
D VO=VDS
S
Vi
VCC RD
D
VDS≈VDD
G
截止
S
Vi
“关”态
VCC Rc
D VDS=VDD·rDS/
G
（RD+rDS)
饱和
rDS “开”态
S
(a) MOS管电路
(b)截止状态等效电路
图2－3 MOS管开关等效电路
(c) 饱和状态等效电路
6
2.2 基本逻辑运算和基本门电路
一 逻辑变量和逻辑表达式 二 逻辑门 三 逻辑代数的基本定律 四 逻辑函数的化简
数据总线 图2－13 三态门与数据总线连接
13
二、逻辑门
❖ 4 、逻辑门的表示方式
14
二、逻辑门
❖ 4 、逻辑门的表示方式
15
二、逻辑门
❖ 4 、逻辑门的表示方式
所有逻辑运算都是按位操作的 或运算（OR）
与运算（AND） 基本的 逻辑运算
非运算（NOT）
16
与运算（AND）
❖ 逻辑表达式： F＝AB＝A·B ❖ 逻辑门电路符号：
❖ 在数字电路中，表示逻辑变量之间的逻辑关系的方法 一般有3种：逻辑代数式、真值表、电路图。
❖ 真值表：将所有输入变量的所有可能的取值组合，及 其在此情况下输出变量应有的取值罗列出来，所形成 的一张表。它最全面、最直观地表达了逻辑关系。
9
二、逻辑门
❖ 1 、双极型逻辑门
+5V D1
0V A
VCC
3.9kΩ L
F＝A⊕B＝AB＋AB
A
F
B
❖ 真值表： ❖ 运算规则：
相异得1
A
B
F
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
23
同或门（XNOR）
❖ 逻辑表达式：
❖ 逻辑门电路符号：
F＝A⊙B＝AB＋A B
A
F
B
❖ 真值表： ❖ 运算规则：
相同得1
A
B
F
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
24
三、逻辑代数的基本定律
25
四、逻辑函数的化简
A
F
B
❖ 真值表： ❖ 运算规则：
有0就出0
A
B
F
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
17
或运算（OR）
❖ 逻辑表达式： F＝A＋B ❖ 逻辑门电路符号：
❖ 真值表： ❖ 运算规则：
有1就出1
A
F
B
A
B
F
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
18
非运算（NOT）
❖ 逻辑表达式： F＝A
❖ 逻辑门电路符号：
A
F
❖ 真值表： ❖ 运算规则：
v
v
v
0 Vr Vr’
0 Vr’
0
A D Vr’ RF B A D Vr’ B
+
-+
-
AD
B
+
-
A K Vr’ RF B A K Vr’ B
+
-+
-
(a)近似等效
(b)简化等效
AK
B
+
-
(c)进一步简化等效
图2－1 二极管开关特性和等效电路
4
二、三极管的开关特性
Vcc
Vcc
Vcc
Rc
Rc
Ic
Rc VCE=VCES
A
+5V
B 0V
D1
D2 3.9kΩ
B D2
GND
图2－4 二极管“与”门电路
图2－5 二极管“或”门电路
L
5V
A
0.3V
VCC
RC RB
10kΩ
1kΩ L
T
图2－6 三极管“非”门电路
10
二、逻辑门
❖ 2 、单极型逻辑门
VDD
G2
S2
B2
Vi
T2 D2 Vo
T3
D1
G1
B1 S1
B
T1
A
VDD
T4 F
第2章 计算机硬件基础
2.1 半导体器件的开关特性 2.2 基本逻辑运算和基本门电路 2.3 组合逻辑电路实例 2.4 时序逻辑电路 2.5 计算机芯片的制造过程
本章小结
2
2.1 半导体器件的开关特性
一 二极管的开关特性 二 三极管的开关特性 三 MOS管的开关特性
3
一、二极管的开关特性
i
i
i
C D
D
0
(b) 线与逻辑电路
图2-10 OC门实现的线与逻辑
0
&
0
0
&
0
F 0 1
0
&
0
0
F2
(c) 等效电路
F
0
12
二、逻辑门
❖ 3 、其他类型的TTL门电路
▪ （2）三态门
D0 … Dn ENB1 D0 … Dn ENB2
ENB ENB ENB ENB
ENB
ENB
…
…
…
…
图2－11 三态反相器 图2－12 三态缓冲器