《计算机结构与逻辑设计》.ppt

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《计算机的逻辑部》课件

计算机逻辑部将继续发展，趋向更高性能和更小体积。
未来应用
未来挑战与机遇
计算机逻辑部将应用于更多领域，如人工智能、物联网等。
发展计算机逻辑部面临着挑战，也有很多机遇等待着我们去探索。
六. 总结
1 意义和作用
计算机逻辑部是计算机的核心组成部分，负责处理和执行各种指令和数据。
2 发展历程和现状
计算机逻辑部从人工制造的第一台计算机开始逐步演化发展，并成为现代计算机的重要组成部分。
3 未来发展趋势和挑战
计算机逻辑部将继续发展，面临着各种挑战，但也有许多机遇等待着我们去探索。
存储器负责存储和读取数据，包括内存和外存。
四. 计算机逻辑部与计算机性能的关系
1
计算机逻辑部的优化与提升
通过改进逻辑电路设计和优化算法等方式提能的方法
除了优化逻辑部，还可以通过提高硬件配置和优化软件算法等方式提高计算机性能。
五. 计算机逻辑部的未来
未来发展趋势
《计算机的逻辑部》PPT 课件
计算机的逻辑部是计算机的核心组成部分，负责处理和执行各种指令和数据。本课件将介绍计算机逻辑部的定义、发展历程、主要组成部分以及与计算机性能的关系。
一. 什么是计算机的逻辑部？
计算机的逻辑部是指负责处理和执行计算机指令和数据的部分。它由各种逻辑电路组成，具有识别、存储、运算等功能。
二. 计算机逻辑部的发展历程
计算机逻辑部从人工制造的第一台计算机开始逐步演化发展，如今已经成为现代计算机的重要组成部分。
三. 计算机逻辑部的主要组成部分
逻辑电路基础
逻辑电路是计算机逻辑部的基础，包括与门、或门、非门等。
CPU的功能和构成
CPU是计算机逻辑部的核心，包括运算器、控制器等。

计算机结构与逻辑设计02汇总

计算机结构与逻辑设计
2019/2/3
1
目录
第 0 章第 1 章第 2 章第 3 章第 4 章第 5 章绪论计算机中的数制与码制逻辑函数与门网络时序逻辑电路算术逻辑运算电路 PLD与VHDL语言
2019/2/3
2
重点
逻辑代数的基本定理逻辑函数的卡诺图化简(必考)
2019/2/3
13
§2.1.2 逻辑代数的基本定律
控制律
A· 0=0
A+1=1
自等律
重叠律吸收律互补律反演律双重否定律
A· 1=A
A·A·…·A=A A(A+B)=A
A+0=A
A+A+…+A=A A+A· B=A
A A 0
A B A B
A A 1
A B A B
F ' A B(C D)
F' A B C D
3) 函数式中有“”和“⊙”运算符，求对偶函数时，要将运算符“” 换成“⊙”， “⊙”换成“”。
组合逻辑电路的分析与最小化设计(必考)
逻辑电路的冒险
2019/2/3
3
§2.1
逻辑代数的基本知识
逻辑关系
抽象
函数
电路
实现
逻辑代数(Logic Algebra)又称为布尔(Boolean)代数，是用来处理命题(Proposition)之间逻辑关系的代数系统。在逻辑代数中，命题用字母A,B,C等表示，称为逻辑变量。二值逻辑——任何逻辑命题只有真(True)和假(False)两个可能。逻辑变量的真和假称为逻辑真值(Truth)。
A A
2019/2/3

东南大学信息学院-计算机结构与逻辑设计课件运算电路

精选PPT
16
对电路的检查方法
先查功能
功能不对，查电路——查仪器—
—查器件
网络
&
A
&
&
1
精选PPT
17
实验报告的要求
实验的逻辑图和电路图要画清楚，图上要标明所使用的器件。输入信号源和输出负载。
A&
B
123
AB
B怎样得到?
精选PPT
18
实验报告的要求

36
请解释图4.29电路中
1.MC14561是什么电路？如何设计？（几种方法的优缺点）
2.触发器起什么作用？
3.用集成移位寄存器设计图中的移位电路
精选PPT
37
集成ALU的功能表有何启示？
精选PPT
38
二，思考题
精选PPT
39
学习总结
精选PPT
40
一~三章——基础（理论，方法）四~八章——应用
计算机结构与逻辑设计
（第九次课）
强化班04级
精选PPT
1
测验评述
精选PPT
2
P.409 题 3.43
求下面计数器的模
&
Vcc
Q1 Q2 Q3 Q4 CO
EN
LD
CP
74161
CI
CR
D1 D2 D3 D4
Q1 Q2 Q3 Q4 CO
EN
LD
74161
CI
CR
D1 D2 D3 D4
精选PPT
3
-----------
M = 16 × 10 + 3 + 1 = 160 + 4 = 164

东南大学计算机结构与逻辑设计课件ppt 1

十进制数 N 0
NBCD （8421)码 0000
余 3码 0011
2421码 0000
循环码 0000
1
2 3 4 5 6 7
0001
0010 0011 0100 0101 0110 0111
0100
0101 0110 0111 1000 1001 1010
0001
0010 0011 0100 1011 1100 1101
16
4位二进制码、循环码
十六进制数h 二进制数b 循环码
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
取n-1位，将符号位添加上得1111,0011。在2的补码系统中完成二进制数+72d与-13d的加法运。+72d的补码为01001000, -13d的2的补码是11110011，将两数相加，结果仍然是一个补码，对应数为+59d。
01001000 + 11110011 100111011 舍去
19
1.2.2.2 二进制的基数减1补码（R-1补码，反码）
10
1
计算机中的数制和码制
1.1 计算机中的数制、权的概念 1.2 计算机中的数的表示方法与格式
11
1.1 计算机中的数制、权的概念
1.1 .1 十进制
基数 di[0,1,…,9] 1.1 .2 R进制

《逻辑结构设计》PPT课件

班级号，是否为优秀班主任）
精选课件ppt
3
5.三个或三个以上实体间的一个多元联系转换
为一个关系模式。
例：讲授（课程号，教师号，书号）
6.同一实体集的实体间的联系可按1：1，
1：N，M：N三种情况处理。
7.具有相同码的关系模式可合并。
例：拥有（学号，性别）
学生（学号，姓名，出生日期，所在系，年级，
班级号，平均成绩）
合并后：
学生（学号，姓名，性别，出生日期，所在系，
年级，班级号,平均成绩）
精选课件ppt
4
6.4.2 . 数据模型的优化
1.确定数据依赖
课程关系：课程号课程名
课程号学分
课程号教室号
选修关系：（学号，课程号）成绩
学生关系：学号姓名
学号性别
学号出生日期
学号所在系
学号年级Biblioteka 学号精选课件班ppt级号1
6.4.1 E-R图向数据模型的转换
1.一个实体型转换为一个关系模型
例：学生（学号，姓名，出生日期，
所在系，年级，平均成绩）
2.一个M：N联系转换为一个关系模式。
例：选修（学号，课程号，成绩）
3.一个1：N联系可以转换为一个独立的关系模式，也可
以与N端对应的关系模式合并。
例：组成（学号，班级号）
5
2.对于各个关系模式之间的数据依赖进行极小化处理消除冗余的联系。 3.按照数据依赖的理论对关系模式逐一进行分析，考查是否存在部分函数依赖，传递函数依赖，多值依赖等，确定各关系模式属于第几范式。 4.对数据进行合并或分解。 5.对关系模式进行必要的分解。
精选课件ppt
6
6.4.3. 设计用户子模式

东南大学计算机结构与逻辑设计课件12(AD)

3.将 μS直接加在总的存取时间上 3.将400 μS直接加在总的存取时间上该时间与辅存的调用有关, 该时间与辅存的调用有关,而调用辅存的概率很低,只有0.002, 0.002,因而不可直存的概率很低,只有0.002,因而不可直接加在总的存取时间上. 接加在总的存取时间上.
错误情况
第二题: 第二题:未考虑影响的程度第三题: 第三题: 1.字(byte)与位(bit)没有注意与位(bit) 1.字(byte)与位(bit)没有注意 2.平均价格仅与存储器的容量有关平均价格仅与存储器的容量有关, 2.平均价格仅与存储器的容量有关,与存储器的命中率无关. 储器的命中率无关. 注意:命中率与容量是有关的,容量大, 注意:命中率与容量是有关的,容量大, 命中率高.可见高命中是用成本换来的. 命中率高.可见高命中是用成本换来的.
一个3位并行转换A/D的编一个3位并行转换A/D的编 A/D 码电路. 码电路.
20所示电路采用的图6.20所示电路采用的是哪一种量化方式? 是哪一种量化方式 ? 如要变为另一种量化方式, 电变为另一种量化方式 , 路上应作什么处理?
逐次逼近A/D的基本原理是逐次逼近A/D的基本原理是 A/D 什么? 什么?
计算机结构与逻辑设计
(第十二次课)
强化班04级强化班级
测验评述
类型 byte Cache 8K Main 216 234 Secondary
$/bit 10-1 10-2 10-4
S 10-8 10-6 10-2
hit .9000 .998 1
辅存页扫描 400 S
读一字所需的平均时间Tav 读一字所需的平均时间
符号要标准
D1
CP 1D C1 Q1 Q1

《计算机结构与逻辑设计》课件-(7)资料

环形计数器扭环计数器分频器
将移位寄存器的串出信号直接反馈到串入端
Q1Q2Q3Q4
Vcc CP
SRG4
M
0 1
(74195)
C2/1
R
1,2 J 1,2 K 0,2 D
L
1000 0100 0010 0001
主计数循环状态图
Q1
CP
Q2 Q3
输出
Q4
Q1 Q2
Q4
Q3
10 0 0 1 01 0 0 0 00 1 0 0
功能表
M1 M0 00
01
10
11
保持右移左移置数
SRG4 M0 0 0 M1 1 M 3 CP C4
1→/2←
CR R
DSR D1
1,4D 3,4D
D2 3,4D
D3 3,4D
D4 3,4D DSL 2,4D
M1M0为1右移，为2左移
CR
Q1 CR
Q2 Q3 Q4M1
Q1 Q2
CP
74194 M0
L
&
Q3Q4 CP
Q1
0011
1111
0111
Q2
七分频器
Q3
Q4
构成顺序存取存储器
… …
& ≥1 D0
数
据输
D1
入
& ≥1
& ≥1
D2
写入读出
B00 B01 01
B0N
……
0
B10 B11 11
B1N
……
1
BM0BM1 01
……
BMN 1
（N+1）字
数据输出

东南大学信息学院-计算机结构与逻辑设计课件(逻辑代数)

计算机结构与逻辑设计
强化班05级
（第二次课）
一，复习题

请将十六进制数 (3A.C)h 用NBCD表示.
过程：（N）h ——（N）b——（N）d——（N）nbcd 关键：用十进制数作媒介（3A.C)h——（0011,1010.1100)b——(58.75)d
——（0101，1000. 0111,0101)nbcd
• 张三说李四说谎，李四说王五说谎，而王五
说张三与李四都说谎，请用逻辑代数分析3人中究竟谁的话是谎话。
张三的话——A，李四的话——B，王五的话——C；真话用原变量表示，假话用反变量表示；张三说李四说谎——若张三的话为真，则李四的话必为假，即AB，反之，若张三的话为假，则李四的话必为真，即 AB，二者必居其一，因此 AB +AB = 1 同理： B C + B C = 1， C A B + C（A+ B） = 1 3 式应同时成立，因而 3 式相乘应为 1 。求解可得
ABC=1
可知李四为说谎者。
二，思考题

如何将二卡诺图相加，相乘？
BC BC
AБайду номын сангаас
0 1
00 01 11 10
1 1 1 1 1 F1
A
0 1
00 01 11 10
1 1 1 1 1 F1
BC A 0 1 1 00 01 11 10 1 1 1 1 F1 A 0 1
BC 00 01 11 10 1 1 1 1 1 F2
BC A 00 01 11 10 A
BC 00 01 11 10
0
1 1
1
1 F1· F2
0
1
1
1

东南大学信息学院-计算机结构与逻辑设计课件(MSI电路)

A0 1
0 1 2 3 4 5 6 7 B0
从数据选择器的输出（F）是否
为低电平可以判断A与B是否相 1 等。——数据比较器 &
0 0
EN
0 0 1 2 3 4 5 6 7
7
BIN/OCT
A2 1 A A1 0 A0 1
4 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7
1
0
0
&
EN
1 1 1 1 1 0 1 1
CO
CO Y1 B CI A 0 S Y2 1 1 00 01 1 1 11 10 1
4,0 4,1 4,2 4,3 5,0 5,1 5,2 5,3
S
二，思考题
译码器与数据选择器在电路结构
上有何异同？用译码器与用数据选择器实现组合逻辑函数的方法有何异同？各有什么优、缺点？
学习总结
组合逻辑设计方法用途：非常大——接口逻辑基本方法：最小化——必须掌握，是计算机辅助逻辑简化的理论支撑标准化——方便、清楚、易修改，硬件软化，是可编程器件的结构支撑
&
?
& EN
1
0 0
0 1 2 3 4 5 6 7
S
&
CO
CO = f(A,B,C) = Σ m ( 3, 5, 6, 7) S = f(A,B,C) = Σ m ( 1, 2, 4, 7) 0 A B C 0 0 0 1 0 1 1 1 EN MUX 2 0 1 G– 7 0 0 1 2 3 4 5 6 7 0 A B C 0 1 1 0 1 0 0 1 EN MUX 2 0 1 G– 7 0 0 1 2 3 4 5 6 7
0 B2 1 B B1 0 B0 1

东南大学信息学院-计算机结构与逻辑设计课件

充分利用CPU的处理能力充分利用CPU的处理能力 CPU
CSIC——复杂指令集复杂指令集 CSIC 指令复杂了,指令条目多了, 指令复杂了,指令条目多了,设备相应增加,设备的增加也降低了速度. 相应增加,设备的增加也降低了速度. RISC——精简指令集 RISC——精简指令集选择少数简单而优秀的指令组成
SKIP R1 I & T3 OPR MBR IC IC+1 MAR IC
SET E RESET I MB INTO MA
T3 ADD SUB ≥1 CLA STO SKIP
&
SET E RESET I MB INTO MA IC INTO MA
&
微程序控制器与组合电路控制器的区别在哪里? 区别在哪里?
操作码
操作数地址
操作码寄存器 OPR 翻译(解释) 翻译(解释)
存储器地址寄存器 MAR 提取操作数
执行指令的节拍是如何安排为什么? 的?为什么?
指导思想——对任何指令,根据其执行流对任何指令, 指导思想对任何指令程的共性求得一个共同的节拍顺序. 共性, 共同的节拍顺序程的共性,求得一个共同的节拍顺序. 提取指令——解释指令解释指令——执行指令提取指令解释指令执行指令 R 1 OPR MBR
请设计节拍发生器 1- 小周期(模4) 小周期( ) 方法1 计数器译码器计数器+译码器方法方法2 环行计数器方法方法3 方法 2- 大周期 I 和 E,也可用一个 , 触发器实现
解读图7.3 解读图7.3 ALU 的运行过程各单元的作用位与位之间的连接
的运行特征? ALU 的运行特征?
MEM) (MBR MEM) 准备下一条指令地址 PC PC+1 MAR MBR 准备取操作数以上为任何指令的共同部分——指令周期以上为任何指令的共同部分指令周期

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应用于多路模拟开关。
9
CMOS多路模拟开关
功能与数据选择器类似可传送模拟信号兼有信号分配器的功能常用于数据采集系统
10
PN结和双极型晶体管
11
双极性模拟开关电路
当基极与发射极电压 VBE小于晶体管开启电压（约0.5V），晶体管处于截至状态；
当基极与发射极电压足够大，晶体管进入饱和区，集电极电流和管子两端压降近似不变。
BTC模拟开关电路图
12
两种模拟开关的比较
MOS模拟开关与BJT模拟开关相比：接通电阻大；运行速度较慢；功耗小；无内部延时；工作特性线形好；集成工艺好。
13
门电路基本工作方式
14
门电路的主要性能指标
传输特性逻辑电平
高电平、低电平开门电平、关门电平阈值电平
7
CMOS双向模拟开关单元
主要特点： N沟道MOS管与P沟
道MOS管构成互补结构；两个MOS管参数对称；两个栅极加相反的控制信号。
8
CMOS双向模拟开关的电阻特性
EN加低电平，两管都截止，截止电阻大；
EN加高电平，Vi低时 T1管导通，Vi高时， T2管导通。两管电阻并联，总阻值起伏小，电阻特性理想，实现
20
CMOS反相器
21
CMOS门电路实例1
22
CMOS门电路实例2
23
CMOS三态门
24
动态门及其应用
25
开关信号基础
波形加工波形产生
张弛振荡原理
张弛振荡曲线稳定性分析触发特性
26
施密特触发器
27
单稳态触发器
28
自激多谐振荡器
干扰容限平均延时时间功耗最大负载电流
15
常用门电路制作工艺
TTL* ECL I2L EFL MOS CMOS*
16
TTL门电路实例
双极型晶体管构成核心逻辑是BJT反相
器实用门电路有相应的
输入/输出电路输入部分多发射极晶
体管功能特殊
17
74LS系列门电路及其传输特性
4
MOS晶体管工作特性
5
MOS管电阻特性
MOS管的导通性能与 VGS关系密切；
线形电阻区导通电阻很小；饱和工作区电阻大；
用高、低电平使管子在截止区和线形电阻区之间切换。
6
单沟道MOS开关电路
缺点：控制信号动态范围要求大；
控制信号的高电平比输入模拟信号的最大值与阈值电平的和高；控制信号的低电平比输入模拟信号的最低值与阈值电平的和低。
《计算机结构与逻辑设计》
第九章数字集成逻辑电路及应用
目录
晶体管开关电路
单沟道MOS开关电路 CMOS开关电路双极性模拟开关
门电路
门电路基础常用门电路
开关信号产生基础
2
理想模拟开关电路要求
Vi
Vo
I
Vc
模拟开关图例
理想开关工作特性： 1. 接通状态时电阻为0； 2. 断开状态时电阻无穷大； 3. 通断之间的转换在瞬间完成。
29
晶体振荡器
频率稳定度高输出波形需整形常用时钟波形源
30
555定时器电路构成
31
555定时器工作状态表
32
555定时器主要应用
做施密特触发器* 做单稳态触发器做自激多谐振荡器
33
Vc Vth
理想开关电路转移特性
3
MOS晶体管简介
金属-氧化物-半导体场效应管（MetalOxide-Semiconductor Field Effect Transistor ------ MOS FET）
源、栅、漏三电极栅-源之间电压控制漏-源间电流大小晶体管是当今主流门电路的基本组成