Компьютердің логикалық элементтері

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Кіріспе
Негізгі бөлім
ЭЕМ архитектурасы
1. Компьютердің логикалық элементтері
2. Дербес компьютер туралы жалпы түсінік
3. Санау жүйелері
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Күні кеше ғана таңдаулылар ортасында талқыланатын Ақпараттық технологиялар ұғымы бүгінгі күні ауқымды көлемдегі құбылыс.
Ақпаратты өңдеу жүйелерін демократизациялау көптеген, мәліметтер технологиясы негіздерін фольклорлық әдіспен оқитын, яғни аталған пән бойынша кем дегенде жүйелік құжаттарды оқумен қиналмайтын дилетанттар клавиатурасына әкеп соқтырды.
Немқұрайды қараудың тағы бір себебі бар. Интеллектуалдық терроризм деп аталатын түсінік бар, яғни кейбіреулерді математикадан, иформатикадан, программа құрудан нөл деп кіналау.
Ең алдымен ЭЕМ дер өндірістін автоматтандырылған технологиясын жасауға мүмкіндік береді. Оның үстінде сол технология көмегімен ЭЕМ дермен басқарылатын жаңа машина, құрал сайман және құрылғлар жасалынады. Осылардың негізінде ХХІ ғасырдың басында есептеу машиналары Адамсыз жұмыс атқара алатын өндіріс технологиясын жасау мүмкіндіктерін беріп отыр. Осы сияқты болашақтың фабрикаларында қолмен істелетін жұмыстардың бәрін роботтар орындайды да, адамдардың рөлі өндірісті жоспарлау, роботтар жұмысын басқару және ЭЕМ көмегімен жаңа бұйым жасау істерін жобалау ғана болып табылады.
Дербес компьютер - бұл электрондық аспаппен орындалатын, программамен басқару арқылы информацияны автоматты түрде түрлендіруге арналған құрылғы.
Компьютердің синонимі - есептеуіш машина, ЭЕМ бұйымы.
Процессор логикалық және арифметикалық операцияларды орындайды, операциялардың орындалу тәртібін анықтайды, дерек көздері мен нәтижелері қабылдаушыларды көрсетіп береді.
Процессор жұмысы программалардың басқаруымен жүзеге асады. Дербес компьютермен алғаш танысқанда процессордың төрт құрылғыдан тұратынын байқаймыз: арифметикалы-логикалық құрылғы (АЛҚ), басқару құрылғысы (БҚ), жалпы тағайындалуының регистрлері (ЖТР) және бүркеме жад (кэш-память) АЛҚ деректеріндегі арифметикалы-логикалық операцияны орындайды. Аралық нәтижелер ЖТР-да сақталады. Бүркеме жад (кэш-память) жұмыссыз бос тұрып қалудың уақытын қысқарту жолымен процессордың жылдам әрекет етуін арттыруға қызмет етеді. БҚ кезекті команда адресінің қалыптасуына, яғни программадан тұратын команданың орындалу тәртібіне жауап береді.
Программа - бұл оның (команданың) ықпалымен, яғни әрекетімен процессор элементар операцияны орындайтын команда жиыны.
Жүйелік шинаның негізгі қызметі процессорлар арасында және дербес компьютердің қалған басқа да құрылғыларының арасында информацияны жіберу болып табылады. Жүйелік шинасы үш шинадан тұрады: басқару шинасы, дерек шинасы және адрес шинасы. Шиналар бойынша басқару сигналдарын, деректерді (сан, символдар), жадтың ұяшық адресін (адреса ячеек памяти) және енгізу-шығару құрылғысының нөмірін айналдырады.
Компьютердің логикалық негіздері
ЭЕМ қатысуымен шешілетін есептердің ішінде, әдетте логикалық деп аталатын есептер де аз емес.
Логика бұл адам ойлауының түрлері мен заңдары туралы, оның ішінде дәлелдеуге болатын пікірлердің заңдылықтары туралы ғылым.
Ғылыми пән ретінде логиканың бірнеше нүсқалары дараланады:
Формальды логика;
Математикалық логика;
Ықтималды логика;
Диалектикалық логика және т.б.
Адам әртүрлі кесте құрғанда, бір бірне қайшы келетін куәлар жауаптарының дұрысын анықтағанда және басқа көптеген жағдайларда логиканың көмегіне жүгінеді.
Формальды логика сөйлеу тілімен білдіретін біздің кәдімгі мазмұнды пікірімізді талдаумен байланысты.
Математикалық логика формальды логиканың бөлігі болып табылады және оның дәлме дәл анықталған обьектілері мен пікірлері бар, олардың ақиқаттығын немесе жалғандығын бір мәнді шешуге болатын ойларды ғана зерттейді.
Математикалық логиканың саласы пікірлер алгебрасы ретінде информатикада жақсы меңгерілген.
Логика алгебрасының математикалық аппараты компьютердің аппараттық құралдарының жұмысын сипаттауға өте қолайлы, өйткені компьютердегі негізгі екілік санау жүйесі болып табылады, онда екі цифр: 0 мен 1 қолданылады, ал логикалық айнымалылардың мәндері де: 0 және 1. Бұл компьютердің бір ғана құрылғылары екілік санау жүйесінде ұсынылған сандық ақпаратты да, логикалық айнымалыларды да өңдеу және сақтау үшін қолданыла алады. Демек, компьютерді конструкциялағанда, оның логикалық функциялары схемаларының жүмысы айтарлықтай жеңілденеді және қарапайым логикалық элементтердің саны азаяды. Компьютердің негізгі тораптары ондаған мың осындай логикалық элементтерден тұрады.
Қазіргі кезде пікірлер алгебрасының негізгі операциялары енбейтің бірде бір программалау тілі жоқ. Логикалық есептерде тек сандар ғана емес, күтпеген, тым шиеленісті пікірлер де бастапқы деректер болып табылады.
Мысал: Өзеннің жағасында тұрған қайығы бар шаруаның қасқыры, ешкісі, орамжапырағы бар. Шаруа өзеннің екінші жағалауына қасқырды, ешкіні және орамжапырақты өткізуі керек. Қайыққы шаруаның өзінен басқа, тек қасқыр, не ешкі, не орамжапырақ қана сияды. Қасқырды ешкімен немесе ешкіні орамжапырақпен қараусыз қалдыруға болмайды, өйткені қасқыр ешкіні, ал ешкі орамжапырақты жеп қоюы мүмкін. Мұндай жағдайда шаруа не істеу керек? Бұл есепте арифметика емес, пайымдау үстемдік етеді.
1. Егер қасқырды алып кетсе, онда ешкі орамжапырақты жеп қояды.
2. Егер орамжапырақты алып кетсе, онда қасқыр ешкіні жеп қояды.
3. Ендеше, ең алдымен ешкіні алып өту керек, өйткені қасқыр орамжапырақ жемейді.
Бұл есепті компьютерде шешкенде бағдарламада шарт қолданылатын логикалық операцияларды пайдалану керек.
Адамдар ақпарат алмасқандағы қатынас түрлерінің бірі бұл сұрақтар мен жауаптарды кезектестіру. Әрбір сұрақ бізді қоршаған зат әлемі туралы мағлұматтарды білу қажеттігін білдіреді. Бұл білімді біз пайымдау түрінде айтамыз. Пайымдау, әдетте тікелей бақыланатын фактілерді көрсете алады. Алайда пайымдауларда ойдан шығарылған обьектілер немесе әлі болып үлгермеген оқиғалар туралы тұжырымдар да айтылуы мүмкін.
Пікір дегеніміз жалған немесе ақиқат болуы мүмкін қандай да бір пайымдау.
Әдетте біз бақылайтын фактілер ақиқат ретінде қабылданады. Жалған пайымдаулар, көбінесе, пайымдаулар мен ұйғарымдардағы қателерден немесе сондай болса екен деген тілегімізді шындық ретінде көрсетуге тырысудан пайда болады.
Пікірлер жалпы және жеке болып бөлінеді. Жеке пікір нақты фактілерді көрсетеді, мысалы, 3+37.
Жалпы пікірлер обьектілер немесе құбылыстар тобының қасиеттерін сипаттайды, мысалы, Егер жаңбыр жауған болса, онда көше су болып жатыр. Жалпы пікір обьектілердің қандай да бір бөлігі үшін ақиқат, ал басқа обьектілер үшін жалған болуы мүмкін. Мысалы, Иттер мысықтарды жақсы көрмейді пікірі иттердің көпшілігі рас, барлығы үшін емес. Егер айтылған ой обьектілерінің кез келгені үшін рас болса, онда жалпы пікір тепе тең ақиқат деп аталады. Мысалы, Иттің төрт аяғы бар пікірі кез келген ти үшін рас.
Тепе тең ақиқат пікірлер заттардың заңды байланыстарын көрсеткенде ерекше пайдалы. Логикалық жалғаулықтардың көмегімен басқа пікірлерден құрастырылған пікірлерді құрамды деп атайды. Құрамды емес пікірлерді қарапайым немесе элементар деп атайды.
Құрамды пікірдегі немесе жалғаулығы екі жақты рөл атқаруы мүмкін. Мысалы, Біз бүгін саябаққа демалуға барамыз немесе бақшада жұмыс істейміз, өйткені бір мезгілде саябақта демалу мен бақшада жұмыс істеу мүмкін емес. Ал Жаңбыр күндіз немесе кешке жауады деген сөйлемде үш түрлі жағдай болуы мүмкін: Жаңбыр күндіз жауады, не Жаңбыр күндіз де кешке де жауады не Жаңбыр кешке жауады. Бірінші мысалда НЕМЕСЕ жалғаулығы бөлуші рөл, екіншісінде біріктіруші рөл атқарады.
Барлық компьютерлік бағдарламада және математикалық пайымдауларда НЕМЕСЕ жалғаулығы тек біріктіруші рөлде түсініледі.
Математикада НЕМЕСЕ жалғаулығы бар құрамды пікірді құрайтындардың кемінде біреуі ақиқат болса, ол ақиқат деп есептеледі, ал егер оны құрайтындардың бәрі жалған болса, ол жалған деп есептеледі.
ЕМЕС Жалғаулығы теріске шығаруды тұжырымдау үшін қолданылады. Егер бастапқы пайымдау жалған болса, онда терістеу ақиқат және керісінше, егер бастапқы пайымдау ақиқат болса, онда терістеу жалған.

Логикалық операциялар
Логикалық жалғаулықтар математикада күрделі айтылымдарды сипаттайтын логикалық операциялар болып табылады.
Логикалық айтылымдармен жүмыс істеу үшін оларға ат қояды. Мысалы:
Айдар жазда теңізге барады айтылымы А әріпімен белгіленсін, ал В арқылы Айдар жазда тауға барады айтылымы белгіленсін. Сонда Айдар жазда теңізге де тауға да барады құрамды айтылымын А және В Түрінде қысқаша жазуға болады. Мұндағы және логикалық жалғаулық, А, В логикалық айнымалылар, олар тек екі мәнде болады: Ақиқат немесе Жалған.
Әрбір логикалық жалғаулық логикалық айтылымдармен орындалатын операция ретінде қарастырылады және олардың өз атымен белгіленуі болады.
Математикалық логикада ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ, ЕМЕС логикалық операциялары ақиқаттық мәндер кестесімен анықталады.
Ақиқаттық кестесі бұл логикалық операцияның кестелік түрде ұсынылуы, онда кірістік айтылымдардың әрқайсысына арналған операцияның шығыстық нәтижесінің ақиқаттық мәнімен бірге аталған.
ЖӘНЕ жалғаулығының көмегімен қарапайым екі А мен В айтылымдарының бір құрамдасқа бірігуі логикалық көбейту немесе конъюнкция (латынша біріктіру), ал операцияның нәтижесі логикалық көбейтінді деп аталады.
Негізгі логикалық операцияларды қарастырайық:
Логикалық көбейту және операциясы (.) нүктемен белгіленеді. ЖӘНЕ логикалық операциясының ақиқаттық кестесі:
А
В
А және В
Иә
Иә
Иә
Иә
Жоқ
Жоқ
Жоқ
Иә
Жоқ
Жоқ
Жоқ
жоқ
Мұндағы А мен В иә немесе жоқ мәндерін қабылдай алатын екі айтылым. Мысалы, қарапайым айтылымдар берілсін: А Астана Қазақстанның астанасы, B Астанада бес жүз мыңнан астам адам тұрады. Онда бұл айтылымдардың логикалық көбейтіндісі немесе конъюнкциясы құрамды пайымдау болады: Астана Қазақстанның астанасы және Астанада бес жүз мыңнан астам адам тұрады, және олар ақиқаттық мәніне байланысты иә және жоқ мәндерін қабылдайды.

Компьютердің логикалық элементтері
Деректер мен командалар ұзындығы мен құрылымы әр түрлі екілік тізбектер түрінде беріледі. Компьютердің электрондық құрылғыларында екілік бірлік екілік нөлге қарағанда, кернеудің жоғары деңгейімен кодталады.
Компьютердің логикалық элементі элементар логикалық функцияны жүзеге асыратын электрондық логикалық схеманың бөлігі.
Компьютердің логикалық элементтері дегеніміз ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ, ЕМЕС электрондық схемалары және триггер.
Бұл схемалардың көмегімен компьютер құрылғыларының жұмысын сипаттайтын кез келген логикалық функцияны жүзеге асыруға болады. Әдетте, вентильдердің екіден сегізге дейін кірісі және бір немесе екі шығысы болады.
Вентильдердегі 1 және 0 болатын екі логикалық жағдайды көрсету үшін оларға кірістік және шығыстық сигналдарында кернеудің белгіленген екі деңгейінің бірі сәйкес болады. Әдетте, жоғары деңгей ақиқат мәніне, ал төменгі деңгей жалған мәніне сәйкес болады.
Әрбір логикалық элементтің өзінің логикалық функциясын көрсететін шартты белгісі болады, бірақ ол ондағы нақты қандай электрондық схеманың жүзеге асырылғанын көрсетпейді. Бұл күрделі логикалық схемаларды жазуды және түсінуді жеңілдетеді.
Логикалық элементтердің жұмысын ақиқаттық кестелердің көмегімен сипаттайды.
Триггер
Триггер бұл компьютердің регистрлеріне екілік кодтың бір разрядын жадыда сенімді сақтау үшін кеңінен қолданылатын электрондық схема. Триггердің орнықты екі жағдайы бар, оның бірі екілік санау жүйесінің бірлігіне, екіншісі екілік санау жүйесінің нөліне сәйкес болады.
Триггер термині ағылшынның ілгешек, төмен түсетін ілгешек деген сөзінен шыққан.

Дербес компьютер туралы жалпы түсінік

Дербес компьютер - бұл электрондық аспаппен орындалатын, программамен басқару арқылы информацияны автоматты түрде түрлендіруге арналған құрылғы.
Компьютердің синонимі - есептеуіш машина, ЭЕМ бұйымы.
Дербес компьютерлер тұрмыстық, оқу жүйесiне арналған және кәсiби (әмбебап) деп аталатын үш түрге бөлiнедi.
Тұрмыстық компьютерлер - компьютерлердiң қарапайым түрлерi (БК-0010, Ириша, Apple II т.б.). Олардың жадтарының сыйымдылығы үлкен емес, орындайтын iс-әрекеттерi де шамалы.
80 жылдардан бастап оқу орындарында информатика мен есептеуiш техника негiздерi пәнiн оқып - үйрену үшiн жад көлемi 64,128 Кбайт шамасында болатын Корвет, УКНЦ, Ямаха MSX-1, Ямаха MSX-2 т.б. оқулық компьютерлер пайдаланылып келдi.
Халық шаруашылығының түрлi салаларында пайдалануға болатын, қазiргi кезде оқу орындарының көпшiлiгiнде бар‚ жұмыс iстеу мүмкiндiгi жоғары және әрекет жылдамдығы үлкен дербес компьютерлер әмбебап, не кәсiби дербес компьютерлер деп аталады. Мұндай мәшинелердi және олардың негiзгi құрылғысы - микропроцессорларды шығарумен алғашқы рет дүние жүзiнде Apple, IBM, Intel т.б. фирмалар айналысқан болатын. Бұл жұмыста, әсiресе, IBM, Intel фирмаларының еңбегi көп. Intel фирмасының жасап шығарған түрлi үлгiлi (модельдi) микропроцессорларын пайдаланып, IBM фирмасы компьютердiң түрлi сапалы типтерiн дүниеге келтiрдi. Әсiресе, IBM PC AT типтес компьютерлер дүние жүзiне кең таралған. Оның үстiне, мұндай компьютерлердiң жаңа жетiлдiрiлген варианттары да жарыққа шығуда.
Қазiргi кезде көп елдердiң зауыттары да IBM PC-ге үйлесiмдi компьютерлердi шығаруға бейiмделiп келедi. Мысалы, республикамыздың оқу орындарының көпшiлiгi IBM PS2 не IBM PC-ге үйлесiмдi Пентиум‚ т.б. кәсiби компьютерлермен жабдықталған. Олар күрделi әр алуан математикалық, фи-зикалық есептердi шешiп қана қоймай, логикалық операцияларды да орындай алады (логика - ойлау, қисын, логикалық операция - ақылмен орындалатын әрекеттер).
Дербес компьютер - әмбебап (универсальный) техникалық жүйе. Оның конфигурациясын қажеттілікке қарай икемділікпен өзгертуге болады. Сөйтсе де, типтік деп саналатын базалық конфигурация ұғымы бар. Компьютер әдетте осы толық жинақпен қойылады. ДЭЕМ-нің типтік толық жинағы төрт конструктивтік блоктан тұрады: жүйелік блок (процессор), диплей (монитор), пернетақта және тышқан.
Жүйелік блок ішінде компьютердің ең маңызды компоненттері орналасқан негізгі торапты (узел) білдіреді. Бұл тораптың ішінде орналасқан маңызды компоненттер:
-компьютердің жұмысын басқаратын электрондық схема (микропроцессор, оперативті есте сақтау, құрылғылардың бақылаушысы және т.б.);
-компьютердің электрондық схемасына берілетін кернеуі аз тұрақты токтағы электрмен қоректендіретін желілерді қалыптастыратын қоректендіру блогы;
-икемді магниттік дискіге жазылуда және оқуда пайдаланылатын икемді магниттік дискісінің жинақтаушысы (немесе дискжетек ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.