Устройство и принцип работы последовательного сумматора
методическая разработка по информатике и икт на тему

Слайд 1

Устройство и принцип работы последовательного сумматора Санкт-Петербургский колледж информационных технологий Пособие по курсу Архитектура ЭВМ Преподаватель Буренина Н.В

Слайд 2

Содержание Основные понятия Полусумматор Сумматор Построение схемы последовательного сумматора Работа сумматора

Слайд 3

Основные понятия Устройство Блок Узел Элемент Структурная организация ЭВМ некоторая физическая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия основных функциональных частей машины (без излишних деталей их технической реализации).

Слайд 4

Элемент Элемент , простейшее устройство ЭВМ, выполняющее одну операцию над входными сигналами (пример – логический элемент).

Слайд 5

Узел Элемент Узел - часть машины, состоящая из нескольких более простых элементов и представляющая собой сборочную единицу (логическая схема).

Слайд 6

Блок Узел Элемент Блок - функциональный компонент ЭВМ, состоящий из элементов и узлов и выполняющий операции над машинными словами или управляющий такими операциями (пример: блок регистров).

Слайд 7

Устройство Блок Узел Элемент Устройство - наиболее крупная функциональная часть ЭВМ, состоящая из элементов, узлов, блоков и выполняющая глобальные операции над кодированными данными (запоминание, обработку, преобразование).

Слайд 8

Узел ЭВМ выполняющий арифметическое суммирование кодов чисел, называется сумматором.

Слайд 9

Операция суммирования осуществляется в сумматорах поразрядно с использованием одноразрядных суммирующих схем. При этом в каждом разряде требуется выполнить сложение трех двоичных цифр данного разряда: первого слагаемого Хi, цифры этого же разряда второго слагаемого Yi и цифры переноса Pi из соседнего младшего разряда. И тогда такое суммирование разбивают на две аналогичные операции: суммирование двух цифр слагаемых и суммирование полученного результата с переносом из соседнего младшего разряда. Каждая из этих операций выполняется схемой, называемой полусумматором.

Слайд 10

Полусумматор Рассмотрим таблицу истинности работы полусумматора на два входа X 0 и Y 0 . Его можно использовать при сложении «0» разрядов. На его выходах образуется сумма S данного разряда и осуществляется перенос Р +1 в следующий старший разряд. X Y S P +1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1

Слайд 11

По таблице можно составить логическое выражение для суммы S и переноса Р +1 : S = X&Y + X & Y P +1 = X & Y S = X & Y + X&Y + X&X + Y&Y = X&(X + Y) + Y&(X + Y) = (X + Y)&(X + Y) = (X + Y) & X & Y = (X + Y)&P +1

Слайд 12

Структурная схема полусумматора 1 1 & & S P +1 X Y

Слайд 13

Условно графическое обозначение полусумматора HS S P X i Y i S i P i +1

Слайд 14

Сумматор Рассмотрим таблицу истинности сложения цифр в одном из разрядов Xi Yi Pi Si P i +1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1

Слайд 15

Составим минтермы для Si и Pi +1 Целесообразно эти выражения преобразовать так, чтобы в формулах для Si и Pi+1 были по возможности одинаковые члены, что, естественно, сократит количество используемых элементов. Один из вариантов таких преобразований дают выражения: P i +1 = X i &Y i + X i &P i + Y i &P i S i = X i &Y i &Pi + X i &Y i &P i + X i &Y i &P i + X i &Y i &P i P i + 1 = X i &Y i &P i + X i &Y i &P i + X i &Y i &P i + X i &Y i &P i Si = X i &Y i &P i + (X i + Y i + P i )&(X i &Y i + X i &P i + Y i &P i ) = Xi&Yi&Pi + (Xi + Yi + Pi)& P i +1

Слайд 16

Структурная схема сумматора 1 1 1 1 & & & & & X i Y i P i S i P i +1

Слайд 17

SM S P S i P i +1 a b P Условно графическое обозначение сумматора

Слайд 18

Для сложения двух N-разрядных двоичных кодов, используется схема многоразрядного сумматора.

Слайд 19

Работа сумматора Даны числа 12 и 5. Построить таблицу истинности и схему полного последовательного сумматора сложения этих чисел. 1. Переводим эти числа в двоичную СС : 3 2 1 0 12- > 1100 2 1 0 5-> 101

Слайд 20

2. Таблица истинности сумматора Входы Выходы ai bi Pi Si Pi +1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 “0” “1” “2” “3” “4”

Слайд 21

Структурная схема сумматора 0 «0» «1» «2» «3» «4» H s sm sm sm sm a b a b a b a b a b p p p p p 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0

Слайд 22

Пример работы сумматора «0» «1» «2» «3» «4» ps sm sm sm sm a b a b a b a b a b p p p p p 0 1 0+1= 1 0 0 0+ 0+ 0= 0 1 1 1+ 0+ 1= 0 1 1 0 1+0+1= 0 1 0 0 0+1+0= 1 0 0