صفحه 1:
معماری کامپیوتر
مدرس : شهرزاد گلستانی
Website:
www.shgolestani.ir
صفحه 2:
فصل اول: مدارهای منطقی دیجیتال
کامپیوترهای دیجیتال
گیت های منطقی
جبر بول
ساده سای با نقشه
مدارهای ترکیبی
فلیپ فلاپ ها
مدارهای ترتیبی
صفحه 3:
فصل
کامپیوتر - یک سیستم دیجیتال (رقمی)
سیستم دیجیتال: تشکیل شده از یکسری ماژول های دیجیتال
ماژول دیجیتال: تشکیل شده از یکسری گیت های منطقی
کامپیوتر دیجیتال تنها از دو حالت استفاده می کند:
صفحه 4:
کامپیوترهای دیجیتال
0 _ سخت افزار کامپیوتر معمولاً به سه بخش عمده تقسیم می شود:
واحد پردازش مرکزی (0۳1)
% _ واحد حساب و منطق «تامله)
۷ _ واحد کیترل
_ تعدادی ثبات
حافظه
پردازنده ورودی - خروجی واحه ما ركز
شکل ۱-۱ بلاک دياگرام یک کامپیوتر دیجیتال
صفحه 5:
كيت هاى منطة
اطلاعات دودویی در کامپیوترهای دیجیتال با کمیت هایی فیزیکی که
سیگنال نامیده می شوند نمایش داده می شود.
سیگنا (متلاب ۲ یل ©
نتاباه یلگ 4
دستکاری اطلاعات دودویی توسط مدارهای منطقی بنام گیت انجام می شود.
گیت - بلاک های سخت افزاری که بسته به ورودی هایشان. در خروجی
سیگنال های دودویی 0 يا 1 تولید می کنند.
صفحه 6:
گیت های منطقی
* انواع گیت هاء
AND.1
052
)01071( 3.معكوس كتثنده
(buffer) .Sl.4
NAND.5
NOR.6
7.یای انحصاری (KOR)
8تابع برابری 06010180
1
i
’
son SoD ae
mer | لحت
se | sy.
صفحه 7:
جبر بول
*جبر بول جبری است که با متغیرهای دودویی و اعمال منطقی سرو کار دارد.
*سه عمل اصلی منطقی عبارتنداز 018 ,۵05 و 10
* نمونه ای از یک تابع بولی:
F=x+y'z
*جدول درستی و دیاگرام منطقی تابع فوق:
F
0
1
0
0
1
1
1
1
بأو ه رمه و سرام
(ب) دیاگرام منطفی
صفحه 8:
جبر بول
؟جدول اتحادهای اساس, چبر بو :
جدول ۱-۱ اتحادهای اساسی جبر بول
۵۰0-0 ۱۳3
۰ ۵ +(
دع ماه 6۵ عوجر و
xx =0 )@ 1ع '* ++ )
»بود + + برع بر + + 9
00
Ql) x+(y +2)" G+ y)+z (12) xyz) = Gye
(03) x(y + 2) = ay +z (4) x + yz = & + yr +2)
(15) (x + yy = xy! 6) Gy) =a + y"
07 &y =x
*ساده سازی:
*برای کاهش پیچیدگی دیگرام منطقی (کاهش تعداد گیت های استفاده شده)
اد dy agg
2ساده سازى با نقشه كارنو
صفحه 9:
ساده سازی با
O روف نقشه:رويه- ساده ى مستقيمى وا بزای سانه گرعن عبارانت پولی در
اختیار می گذارد.
سا روش نقشه کمک می کند ساده سازی را قاعده مند و ساده تر انجام دهیم.
الكافكنهة ساذه ترين عبات متحصبر بداافزة نيست؛
صفحه 10:
نقشه دو متغیره
*هر تركيبى از سره در جدل -7777[]7777777[7] ۳7572
مینترم نام دارد. xy’ mM
*يك تابع 8 متغیره دارای "2 مینترم ۱ . و x'y
0
1
0 xy’ m,
1
xy m3,
*نقشه کارنو دیاگرامی است متشکل از تعدادی مربع
*هر مربع نشان دهنده یک مینترم
*در مربعات مربوط به مینترم هایی
تابع عدد 1 را تولید می کنند» عدد
يا 0 قرار,مى كيرد يا جيزى نمى نود
صفحه 11:
نقشه سه متغیره
* براي سه متغيرء هشت عدد جملة مي‌نیمم وجود دارد و بنابراین جدول کارنو
بايد هشت خانه داشته باشد.
صفحه 12:
چهار متغیره
*براي چهار متغیره شانزده عدد جملة مي‌نیمم وجود دارد و بنابراین جدول کارنو
بايد شانزده خانه داشته باشد.
صفحه 13:
نقشه دو متغیره
۳۸50 22: )34:67(
*متال:
(سمبل 2 نشان دهنده مجموع مینترم ها است.)
مینترم هایی که مقدار 1 را برای تابع تولید می کنند در پرانتز قرار مى كيرند.
مینترم هایی که در پرانتز وجود ندارند مقدار 0 را برای تابع ایجاد می کنند.
صفحه 14:
مدارهای ترکیبی
*آرایشی از گیت های منطقی متصل به هم با مجموعه ای از ورودی ها و خروجی
ها
شکل ۱-۱۵ بلاک دياگرام یک مدار ترکیبی
صفحه 15:
مدارهای ترکیبی : نیم جمع (Half Adder) oss
*جمع دو رقم دودوئی
S=x' y+xy=xoy
C=xy
(الف) جدول درستی
صفحه 16:
مدارهای ترکیبی : تمام جمع کننده (Full Adder)
*جمع سه بیت ورودی‌ها خروجی‌ها
c
S=x® yoz
C=xy+(xe yz
(@) Logic diagram (b) Block diagram
صفحه 17:
(ب) جدول شمه
+ 1( [00+ 0
صفحه 18:
D ۵0+ ۱
پاک ندن 0 9
sates شدن 1 1 1
(الف) سمبل گرافیکی (ب) جدول مشخصه
Qt+1) =D
T | even
9 Qu)
1 260 3 6
SIF (on (ب) جدول مشخصه
At+1) =Te Q=T0+T'O
صفحه 19:
مدارهای ترتیبی
*از اتصال مجموعه ای از فلیپ فلاپ ها و گیت ها بوجود می آید.
* خروجی های ندار ترتیبی تابعی از ورودی های خارجی و حالت فعلی هستند.
*حالت بعدی فلیپ فلاب ها نيز تابعى از حالت فعلی آنها و ورودی های خارجی
~~
شکل ۱-۲۴ بلاك دياكرام يك مدار ترتيبى همكام ساعتدار
صفحه 20:
END