🗊Презентация Комп’ютерна логіка (частина 1)

Національний університет «Львівська політехніка»

Лекція 1 Вступ - мета та задачі курсу Організаційні питання

Розклад викладача, консультації – Пн, Чт після 2-ої пари, 503-V (каф. ЕОМ)

Комп’ютерна логіка ЛОГІКА -  наука про закони і різновиди мислення, способи пізнання та умови істинності знань і суджень КОМП’ЮТЕР – пристрій для передавання, зберігання та оброблення інформації КОМП'ЮТЕРНА ЛОГІКА - умовна назва області досліджень, що ставиться до прикладної логіки, у якій логічні методи застосовуються для обробки даних і знань у комп'ютерних системах, при створенні системних програм, що забезпечують функціонування ЕОМ, при автоматизації програмування й при створенні ЕОМ нових поколінь. К. л. може виступати як сукупність засобів для імітації пізнавальних процесів у комп'ютерних системах з підвищеним рівнем інтелектуальних можливостей, забезпечуючи пошук необхідних знань для досягнення обраної мети й процес виводу результату, що відповідає цієї мети. КОМП'ЮТЕРНА ЛОГІКА – наука про закони і різновиди мислення, якими користуються люди коли описують роботу комп’ютерів та працюють з ними (проектують, ремонтують, обслуговують, користуються)

Національний університет “Львівська політехніка” ІАРХ Архітектури ІБІД Будівництва та інженерії довкілля ІГДГ Геодезії ІГСН Гуманітарних та соціальних наук ІДН Дистанційного навчання ІЕПТ Екології, природоохоронної діяльності та туризму ім. В’ячеслава Чорновола ІНЕМ Економіки і менеджменту ІЕСК Енергетики та систем керування ІІМТ Інженерної механіки та транспорту ІКНІ Комп'ютерних наук та інформаційних технологій ІКТА Комп'ютерних технологій, автоматики та метрології МІОК Міжнародний інститут освіти, культури та зв’язків з діаспорою ІППТ Підприємництва та перспективних технологій ІПДО Післядипломної освіти ІНПП Права та психології ІМФН Прикладної математики та фундаментальних наук ІТРЕ Телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки ІХХТ Хімії та хімічних технологій

Комп'ютерних технологій, автоматики та метрології БІТ Кафедра безпеки інформаційних технологій ЕОМ Кафедра електронних обчислювальних машин ЗІ Кафедра захисту інформації ІВТ Кафедра інформаційно-вимірювальних технологій КСА Кафедра комп'ютеризованих систем автоматики МСС Кафедра метрології, стандартизації та сертифікації ПТМ Кафедра приладів точної механіки СКС Кафедра спеціалізованих комп'ютерних систем

Кафедри ЕОМ та СКС Бакалаврат (каф. ЕОМ та СКС) - Комп’ютерна інженерія Магістри (спеціалізації каф. ЕОМ) Комп’ютерні системи та мережі Кіберфізичні системи Системне програмування Магістри (спеціалізація каф. СКС) Спеціалізовані комп’ютерні системи

Структура семестру 16 навчальних тижнів (16 лекцій, 8 практичних) Заліковий тиждень Сесія (2 тижні)

Державна оцінка (залік) 1. За результатами семестрової контрольної роботи 2а. Оцінка на комісії або 2б. Оцінка за результатами повторного вивчення курсу

Стандартні вимоги до відповідей на заліках та іспитах Повинна бути дана відповідь на усі питання білету Під час підготовки до відповіді нічим не можна користуватися Під час підготовки до відповіді ні с ким не можна перемовлятися та обмінюватися інформацією Для допуску до сесії потрібно виконати навчальний план

Виконання навчального плану Студент погоджується самостійно опрацювати деякі питання учбового плану Здана розрахункова робота (є оцінка) Виконано програму практичних занять Написано усі 16 лекційних контрольних робіт Дано відповідь на усі 10 питань семестрової контрольної роботи Є конспект лекцій (приблизно 5 сторінок на лекцію) Правильно дано відповіді на усі питання тестів до 1-ої частини Комп’ютерної логіки (1-ий курс) у ВНС

Полегшені умови отримання семестрової оцінки Білет семестрової контрольної роботи видається достроково до 15-го навчального тижня за умови: Виконано розрахункову роботу За практичні заняття отримано більше 18 балів (з 25) Написано усі лекційні контрольні роботи на дану дату Правильно дано відповіді на усі питання тестів до 1-ої частини Комп’ютерної логіки (1-ий курс) у ВНС Є конспект лекцій (приблизно 5 сторінок на лекцію) Під час підготовки до відповіді дозволяється користуватися чим завгодно Повинна бути дана відповідь на усі питання білету

Оцінювання відповідей при стандартному підході

Покращення оцінок Було 51 бал – 51% від 100 балів (поточний контроль – 1 з 30, іспит - 50 з 70, 3% з 30 за поточку і 71% з 70 за іспит) Хоче “добре” (71 бал – 71% від 100 балів) Тоді треба набрати спочатку за поточний контроль 71% від 30 = 21 бал, а після того -71% від 70 =50 балів за іспит.

Методичні вказівки до курсової роботи “Арифметичні та логічні основи комп’ютерних технологій” з дисципліни "Комп’ютерна логіка" ВСТУП ЗАВДАННЯ НА РОБОТУ, ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИБОРУ ВАРІАНТА РОБОТИ 1 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО КОДУВАННЯ ІНФОРМАЦІЇ ТА ПЕРЕТВОРЕННЯ КОДІВ 1.1 W1 1.1.1. Переведення чисел до десяткової системи числення з іншої однорідної позиційної системи числення з основою k, коли дії виконуються в десятковій системі 1.1.2. Переведення чисел із десяткової системи числення до іншої однорідної позиційної системи числення з основою k, коли дії виконуються в десятковій системі 1.1.3. Переведення цілої частини числа 1.1.4. Переведення дробової частини числа 1.1.5. Переведення чисел з шістнадцяткової й вісімкової систем до двійкової і зворотне переведення чисел 1.2 W2 Ефективне кодування. Система залишкових класів 1.2.1. Алгоритм ефективного кодування Шеннона – Фано 1.2.2. Ентропія. 1.2.3. Система залишкових класів 1.3 Код Геммінга 1.4 Визначення помилкових станів при зміні двійкових кодів

Методичні вказівки до курсової роботи “Арифметичні та логічні основи комп’ютерних технологій” з дисципліни "Комп’ютерна логіка" 2 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИКОРИСТАННЯ ФУНКЦІЙ АЛГЕБРИ ЛОГІКИ ТА МІНІМІЗАЦІЇ ЦИХ ФУНКЦІЙ У БАЗИСІ БУЛЯ 2.1 Функціональна повнота системи функцій алгебри логіки і наборів логічних елементів 2.2 Мінімізація функцій методом Квайна-МакКласкі-Петрика 2.3 Мінімізація функцій за допомогою карт Карно 2.4 Визначення сполучного терма

Робочий журнал

Відробка пропущених лекційних контрольних робіт Копія конспекту за пропущену лекцію (якщо у журналі є порожня клітинка або Н)

Віртуальне Навчальне Середовище - ВНС

Тема у ВНС

Білет семестрової контрольної роботи

Конспект Поле – для важливих приміток (дата, № лекції, № питання, NB, …) Основна частина – для скороченого запису помилок, які робить викладач Графічна частина Текстові пояснення Знизу - № сторінки, Прізвище І.П.

Навички (компетенції) випускників конвертувати академічні знання і навички в результати практичного вирішення технічних задач; вирішувати складні задачі в галузі комп'ютерної техніки та ефективно адаптуватися у швидко мінливому середовищі; використовувати систематичний і методичний стиль роботи; застосовувати правильну термінологію і позначення як у письмовій формі так і в усній; обговорювати основні теорії та методи аналізу і обробки аналогових і цифрових сигналів з використанням правильної термінології; застосувати знання математики та фізики (у тому числі теорії ймовірності, статистики та дискретної математики, діференціального та інтегрального числення), інші досягнення науки і техніки;

Навички (компетенції) випускників визначити, формулювати та проводити дослідження, направлені на вирішення інженерної завдачі за допомогою відповідного огляду літератури, робити обгрунтовані висновки; планувати і проводити експерименти та тести, а також аналізувати та інтерпретувати отримані експериментальні дані та робити обгрунтовані висновки; критично мислити, аналізувати і приймати рішення, які належним чином враховують глобальні проблеми в бізнесі, етиці, моралі, суспільстві і навколишньому середовищі;

Навички (компетенції) випускників проектувати комп’ютерні системи, компоненти або процеси для задоволення бажаних потреб в рамках реалістичних обмежень: економічних, екологічних, соціальних, політичних, етичних, здоров'я та безпеки, технологічності і стійкості;

Навички (компетенції) випускників розробляти та реалізовувати апаратні засоби або програмне забезпечення системи вбудованих компонентів для задоволення бажаних потреб та вимог, у тому числі: продуктивності, економічної ефективності, безпеки, маса-габаритних характеристик, часу, споживання, ефективності і ергономічності та ефективності користувальницьких інтерфейсів;

Навички (компетенції) випускників розуміти вплив технічних рішень в соціальному контексті і бути в змозі ефективно реагувати на потреби сталого розвитку суспільства; бути в змозі оцінити можливості та обмеження теорій та методів, застосовуваних на практиці; працювати в команді; ефективно працювати в рамках міждисциплінарних команд, у тому числі вміння працювати з колегами для того, щоб розробити і побудувати комплексну комп’ютерну систему;

Навички (компетенції) випускників розуміти фундаментальні засади ефективного управління проектами; визначити, формулювати і вирішувати технічні задачі; обговорювати концепції створення комп’ютерних системи та мереж, особливостей використання Інтернет-технологій; визначати необхідність, проектувати, впроваджувати та оцінювати життєздатність рішень для вбудованих комп’ютерних систем, що працюють у реальному часі; виявляти, формулювати, аналізувати і створювати інженерні рішення з використанням відповідних сучасних технологій, методів та інструментів, в тому числі і з міжперсональним спілкуванням; доводи доцільність та правильність обраних теорій, методів, дизайну та реалізацій; пояснювати та відстоювати методичний та системний підхід до проектування; аргументувати вибрані рішення та пояснювати їхні обмеження; оцінювати сильні і слабкі сторони різних рішень і тестів;

Навички (компетенції) випускників підтримувати проектування для забезпеченням заданої функціональності за допомогою розрахунків, моделювання та імплементації результатів моделювання; комбінувати варіанти об'єднання апаратного і програмного забезпечення для отримання бажаної функціональності комп’ютерної системи; комбінувати загальнотехнічні та специфічні рішення при роботі з комп’ютерними системами; представляти результати досліджень у вигляді презентацій, публікації та / або доповідях на конференціях та семінарах;

Навички (компетенції) випускників демонструвати розуміння та дотримуватися професійних та етичних обов'язків; мати уявлення, розуміти необхідність та дотримуватися особистої чесності, професійної етики та культурної свідомості; розуміти і нести професійну, етичну і моральну відповідальність; ефективно спілкуватися та обмінюватися технічною інформацією в різних форматах і різними способами (усно, письмово, електронними засобами) як із спеціалістами так і з неспеціалістами в галузі Комп’ютерної інженерії;

Навички (компетенції) випускників визначити власні потреби в навчанні і планувати та здійснювати своє власне навчання в різних середовищах навчання; самостійно набувати ширшої освіти, необхідної для розуміння впливу інженерних рішень в глобальному, економічному, екологічному та соціальному значеннях; визнавати необхідність і здатність займатися самоосвітою протягом усього життя; розвиватися і підтримувати на належному сучасному рівні необхідні знання, а також відповідний рівень компетентності в сучасних наукових технологіях так, щоб бути в змозі формулювати і вирішувати нові технічні задачі і далі розвивати і підтримувати свої професійні навички впродовж усієї кар'єри; розуміти необхідність, прагнути до безперервного навчання, бути винахідливим і здатним прийняти глобальні виклики та використати всі можливості, щоб зробити позитивний вплив на суспільство;

Навички (компетенції) випускників демонструвати знання сучасних проблем; розуміти і використовувати методи, навички та сучасні інженерні інструменти необхідні для інженерної практики з відповідними міркуваннями щодо забезпечення: громадського здоров'я та безпеки, культурних, соціальних, моральних, екологічних обмежень.

Спеціальні навички (компетенції) випускників вбудовані комп'ютерні системи в споживчих товарах; вбудовані комп'ютерні системи медичних пристроїв; системи керування для автомобілів, літаків і поїздів; широке коло додатків в областях: телекомунікацій, фінансових операцій, інформаційних систем

Спеціальні навички (компетенції) випускників апаратно-програмні інтерфейси; проектування НВІС; проектування цифрових, аналогових та змішаних схем; автоматизація проектування; тестування та діагностика; комп’ютерні мережі; вбудовані комп’ютерні системи; розробка програмного забезпечення для широкого кола задач; кібер-фізичні системи; мови програмування: JAVA, C++, C, Assembly, VHDL, Matlab, Python; операційні системи Android, iOS, UNIX, Linux, Windows.

Застосування придбаних навичок в проектуванні.

Вбудовані ЕОМ

Комірки

(Львівський центр Інституту космічних досліджень НАН та ДКА України) Супутник Січ-2 на етапі відлагодження та тестування

Блоки і комірки для Січ-2 (Львівський центр Інституту космічних досліджень НАН та ДКА України)

Вбудована в атомну елекростанцію комп’ютерна система (НВО “Радій”, м. Кіровоград, 2010 р.)

У Львові 150 IT-компаній (Інформаційні Технології) 25 найбільших IT-компаній України http://jobs.dou.ua/top25/

Комп’ютерна логіка і „Комп’ютерна інженерія”

Лінгвістичні основи – грецька абетка Α α — альфа Β β — бета Γ γ — гамма Δ δ — дельта Ε ε — епсилон Ζ ζ — дзета Η η — ета Θ θ — тета Ι ι — йота Κ κ — каппа Λ λ — лямбда Μ μ — мю Ν ν — ню Ξ ξ — ксі Ο ο — омікрон Π π — пі Ρ ρ — ро Σ σ ς — сигма Τ τ — тау Υ υ — іпсилон Φ φ — фі Χ χ — хі Ψ ψ — псі Ω ω — омега

Лінгвістичні основи – латинська абетка Літера Назва A a а B b бе C c це D d де E e е F f еф G g ґе, же H h га, аш I i і J j йот, жі K k ка L l ель M m ем

Математичні основи Просте число — це натуральне число, яке має рівно два різних натуральних дільники (лише 1 і саме число). 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97, 101, 103, 107, 109, 113 , 127, 131, 137, 139, 149, 151, 157, 163, 167, 173, 179, 181, 191, 193, 197, 199, 211, 223, 227, 229, 233, 239, 241, 251, 257, 263, 269, 271, 277, 281, 283, 293, 307, 311, 313, 317, 331, 337, 347, 349, 353, 359, 367, 373, 379, 383, 389, 397, 401, 409, 419, 421, 431, 433, 439, 443, 449, 457, 461, 463, 467, 479, 487, 491, 499, 503, 509, 521, 523, 541, 547, 557, 563, 569, 571, 577, 587, 593, 599, 601, 607, 613, 617, 619, 631, 641, 643, 647, 653, 659, 661, 673, 677, 683, 691, 701, 709, 719, 727, 733, 739, 743, 751, 757, 761, 769, 773, 787, 797, 809, 811, 821, 823, 827, 829, 839, 853, 857, 859, 863, 877, 881, 883, 887, 907, 911, 919, 929, 937, 941, 947, 953, 967, 971, 977, 983, 991, 997…

Таблиця множення

Математичні основи

Математичні основи

Математичні основи – математичні константи

Математичні основи – модульна арифметика Два цілих числа a і b називаються рівними (конгруентними) за модулем n, якщо при цілочисельному діленні на n вони мають однакові залишки. Рівність чисел a і b за модулем n записують так: Еквівалентні визначення: Різниця a-b ділиться на n націло. Тобто a - b = kn, де k — якесь ціле число. Число a може бути записано у вигляді a = b + kn, де k — якесь ціле число.

Системи числення

Позиційні системи числення

Степені 2

Фізичні основи Напруга U (В), струм I (А), потужність P (Вт), опір R (Ом), ємність C (Ф), індуктивність L (Гн) Закон Ома I = U/R Потужність P = UI

Основи електроніки Транзистори – біполярні та польові

Швидкість, продуктивність v=F/t (F – шлях, об’єм води, кількість операцій, кількість інформації, …) v=(Fк-Fп)/(tк-tп)=ΔF/ Δt Δt →0 => dt v=dF/ dt – перша похідна

Філософські основи Матерія - філософська категорія для позначення об'єктивної реальності, яка дана людині у відчуттях її, яка копіюється, фотографується, відображується нашими відчуттями, існуючи незалежно від них Катего́рія — загальне філософське поняття, яке відображає універсальні властивості і відношення об'єктивної дійсності, загальні закономірності розвитку всіх матеріальних, природних і духовних явищ. Діале́ктика (грец. διαλεκτική — «мистецтво сперечатись», «міркувати») — метод філософії, що досліджує категорії розвитку. Атрибут – невід’ємна характеристика

Матерія

Відображення Відобра́ження — загальна властивість, що виявляється в здатності матеріальних систем відтворювати визначеність інших матеріальних систем у формі зміни власної визначеності в процесі взаємодії з ними. Приватними і специфічними формами відображення є інформація, відчуття і свідомість. Загальне поняття інформації подано у філософії, де під нею розуміють відображення реального світу.

Інформація Інформація - Відомості про факти, концепції, об'єкти, події та ідеї, які в даному контексті мають цілком певне значення (ДСТУ ISO/IEC 2382-5:2005 Інформаційні технології. Словник термінів. Частина 5. Подання даних) Інформація – це поняття, що пов'язано з об'єктивною властивістю матеріальних об'єктів і явищ (процесів) породжувати різноманіття станів, які за допомогою взаємодії (фундаментальні взаємодії) передаються до інших об'єктів та відображаються в їх структурі. (В.М. Глушков, М.М. Амосов «Енциклопедія кібернетики», Київ. 1975 р.) Конце́пція (лат. conceptio — розуміння) — система поглядів, те або інше розуміння явищ і процесів; єдиний, визначальний задум.

Стандарти AAAA NNNN-Ч:YYYY

Властивості інформації

Комп’ютерна логіка у системі наук інформаційної сфери

Структурна схема процесу передачі або оброблення інформації

Кодек, Модем Кодек = кодер + декодер Модем = Модулятор + демодулятор

Баланс швидкостей

Функції кодера джерела інформації

Дані Дані - Інформація, представлена у вигляді, придатному для обробки автоматичними засобами при можливій участі людини Дискретний - Визначення, що відноситься до даних, представлених окремими елементами, наприклад, знаками або фізичними величинами, які приймають кінцеве число цілком певних значень Числовий - Визначення, що відноситься до даних, які складаються з чисел Цифровий - Визначення, що відноситься до даних, які складаються з цифр Аналоговий - Визначення, що відноситься до даних, які представлені безперервними значеннями будь-якої фізичної змінної

Кодування Кодування даних Кодування Процес побудови даних з елементів скінченої множини за встановленими правилами кодовий набір Скінчена множина елементів, з яких будують дані при кодуванні алфавіт Кодовий набір, в якому встановлено відношення порядку кодон Елемент кодового набору Код даних Код Система, утворена кодовим набором і правилами, за якими з елементів цього кодового набору будують дані при кодуванні

Сигнал та повідомлення Сигнал - матеріальний носій інформації, який використовується для передачі повідомлень в системі зв'язку. Сигнал може генеруватися, але його прийом не обов'язковий, на відміну від повідомлення, яке розраховане на прийняття приймаючою стороною, інакше воно не є повідомленням. Сигналом може бути будь-який фізичний процес, параметри якого змінюються відповідно до переданого повідомлення.

АЦП та ЦАП (ADC and DAC)

Порівняння аналогових та цифрових методів обробки інформації

Найпоширеніший аналоговий обчислювач (комп’ютер, помножувач)

Дискретизація та квантування Під квантуванням (англ. quantization) неперервної або дискретної величини розуміють розбивку діапазону її значень на кінцеве число інтервалів. Квантування часто використовується при обробці цифрових сигналів, у тому числі при стисканні звуку й зображень. Квантування приводить сигнал до заданих значень, тобто, розбиває за рівнем сигналу (на графіку — по горизонталі). Не слід плутати квантування з дискретизацією (і, відповідно, рівень квантування з частотою дискретизації). При дискретизації величина, що змінюється в часі (сигнал) заміряється із заданою частотою (частотою дискретизації), таким чином, дискретизація розбиває сигнал за часовою складовою (на графіку — по вертикалі). Сигнал, до якого застосована дискретизація й квантування, називається цифровим.

Дискретиза́ція Дискретиза́ція — перетворення функцій неперервних змінних у функції дискретних змінних, за якими початкові неперервні функції можуть бути відновлені із заданою точністю.

Квантування Під квантуванням розуміють перетворення неперервної за значеннями величини у величину з дискретною шкалою значень з скінченної множини дозволених, які називають рівнями квантування. Квант (крок квантування) - відстань між сусідніми рівнями квантування Імпульс (електричний) – короткочасне збільшення або зменшення напруги або струму

Дискретизація та квантування

Дискретизація (у часі)

Квантування за рівнем

Дискретизація за часом і квантування за рівнем

Теорема Котельнікова – як часто треба вимірювати сигнал?

Переваги кодування двома символами Просто Надійно

Варіанти представлення бітів інформації на фізичному рівні (варіанти сигналів)

Параметри імпульсу

Характеристики імпульса Амплітуда - найбільше значення, яке приймає будь-яка величина, що змінюється за гармонійним законом Перíод колива́нь — проміжок часу між двома послідовними максимальними відхиленнями фізичної системи від положення рівноваги. Період коливань позначається зазвичай великою літерою T (c, 1 мс=10-3с, 1 мкс=10-6с, 1 нс=10-9с, 1 пс=10-12с) Частота коливань обернено пропорційна періоду F = 1/T (Гц, 1 кГц =103 Гц, 1 МГц =103 Гц, 1 ГГц =103 Гц) Фаза — кількісна характеристика коливання, що визначає відмінність між двома подібними коливаннями, які починаються в різні моменти часу. Спектр - розподіл значень фізичної величини

Дані Числа ФК Без знаку Із знаком (ПК, ОК, ДК, МДК) РК IEEE 754 (S, D, E, Q) Текст Укр (КОІ-8У), Рос (КОІ-7, КОІ-8Р), англ (ASCII) Windows 1251, UTF Відео Аудіо Інші

Числа з фіксованою комою

Порядок байтів

Числа з рухомою комою. Стандарт IEEE-754

Кодова таблиця КОИ-7

Кодова таблиця KOI-8U

Кодові таблиці:

Структура кодів UTF-8 (Unicode Transformation Formats )

Кодування зображень. Матричні та векторні формати

Кодування відтінків кольору

Кількість кольорів

Формати аудіфайлів

Міри інформації Структурні Семантичні Статистичні Інші

Структурні міри інформації 1.1 Фізичні – вага, швидкість, тиск, інші фізичні величини 1.2 Геометричні – розміри, габарити

1.3 Структурні комбінаторні міри 1.3.1 Сполучення по l елементів з h (різняться складом) Нехай є множина М, яка складається з l різних елементів. Будь-яка підмножина множини М, яка містить h елементів (h=0, 1, 2, ..., l), називається сполученням (combination) або комбінацією з даних l елементів по h елементів, якщо ці підмножини відрізняються хоча б одним елементом. Число різних сполучень із l елементів по l позначається (combination від combinare лат. сполучати).

Структурні комбінаторні міри 1.3.1a Сполучення з повторенням

Структурні комбінаторні міри 1.3.2 Перестановлення h елементів (різняться порядком)

Структурні комбінаторні міри 1.3.3 Розміщення по l елементів з h (різняться складом та порядком)

Структурні комбінаторні міри 1.3.3a Розміщення по l елементів з h з повторенням (різняться складом та порядком)

1.4 Міра Хартлі, США, 1928 р. (Ральф Хартлі) h – кількість різних елементів, система числення l - довжина, розрядність Q – можлива кількість повідомлень

Похідні одиниці кількості інформації 1 К = 1024 1 М = 1024 К; 1 Г = 1024 М; 1 Т = 1024 Г; 1 П = 1024 Т.

2. Семантична міра (за значенням) властивості інформації: повнота, достовірність, цінність, адекватність, актуальність, чіткість, доступність, невичерпність, кумулятивність, зрозумілість, суб'єктивність.

Семантична міра Повнота інформації характеризує якість інформації і визначає достатність даних для прийняття рішень. Достовірність інформації - її властивість відображати реальні об'єкти з необхідною точністю. Цінність інформації не може бути абстрактною. Інформація має бути корисною і цінною для певної категорії користувачів. Цінність інформації залежить від того, які задачі можна вирішувати за її допомогою.

Семантична міра Адекватність інформації характеризує ступінь відповідності інформації реаліям. Адекватна інформація - це повна і достовірна інформація. Актуальність інформації - ступінь зберігання цінності інформації для керування в момент її використання, що залежить від динаміки зміни її характеристик і від інтервалу часу, що пройшов із моменту виникнення певної інформації.

Семантична міра Своєчасність інформації - її надходження не пізніше заздалегідь визначеного часу, узгодженого з часом вирішення поставленого перед користувачем завдання. Чіткість інформації - інформація має бути зрозуміла для того, кому вона призначена.

Семантична міра Доступність інформації - це можливість отримання і перетворення інформації. Точність інформації - ступінь подібності отриманої інформації до реального стану об'єкта, процесу, явища тощо. Суб'єктивність інформації. Інформація має суб'єктивний характер, оскільки її цінність визначається ступенем сприйняття суб'єкта (одержувача інформації).

Семантична міра Корисна інформація - властивість, що зменшує невизначеність прийняття рішення. Репрезентативність інформації - правильність її відбору і формування для адекватного відображення властивостей об'єкта.

Семантична міра Змістовність інформації - це відношення кількості семантичної інформації в повідомленні до обсягу даних, які обробляються.

3. Статистична міра, Клод Шеннон, 1948, США

Ентропія джерела повідомлення – характеризує здатність джерела віддавати інформацію

Властивості ентропії Невід’ємна = 0, коли ймовірність однієї події = 1 Максимальна, коли ймовірності всіх подій однакові

Залежність ентропії двох подій від їх імовірності

Кількість отриманої інформації I = Hпочаткове – Hкінцеве

Усунення надлишковості інформації. Алгоритм ефективного кодування Шеннона – Фано

Абетка Морзе

Послідовний та паралельний спосіб передачі інформації

Способи оброблення даних

Послідовний та паралельний способи опрацювання даних

Опрацювання даних з використанням зворотних зв’язків

Опрацювання даних в ієрархічних структурах

Кодер захисту інформації

Загальна схема криптографічної системи

Перемішування

Контроль на парність / непарність

Код Хеммінга

Код Хеммінга

Контроль виконання операцій. Числовий контроль за модулем

SerDes

Строб (вказівник, спрацьовувати)

Кодер захисту інформації

Позиційні системи числення

Двійково-десяткові коди

Двійково-десяткові коди

Трійкова симетрична (врівноважена) система числення

Системи числення з іраціональними основами Класичний CORDIC-метод обчислення тригонометричних ф-цій Coordinate Rotation Digital Computer метод Дж. Волдера

Система залишкових класів

Поля Галуа

Сусідній код (код Грея)

Сусідні коди

Карти Карно

Скручування карти Карно по вертикалі

Структурна схема процесу передачі або оброблення інформації

Семисегментний індикатор

Алгоритм Система формальних правил або приписів, які визначають процес досягнення конкретної мети – перетворення деяких даних у бажаний результат, а також набір умов, які визначають порядок застосування цих правил до даних, що обробляються

Характеристики алгоритму 3 множини: Множина вхідних даних Множина можливих результатів Множина проміжних результатів 4 правила: Правило початку роботи Правило безпосереднього перетворення даних Правило закінчення роботи Правило вилучення результату

Властивості алгоритму Скінченність, результативність алгоритм має завжди завершуватись після виконання скінченної кількості кроків. Процедуру, яка має решту характеристик алгоритму, без, можливо, скінченності, називають методом обчислень. Дискретність процес, що визначається алгоритмом, можна розчленувати (розділити) на окремі елементарні етапи (кроки), кожен з яких називається кроком алгоритмічного процесу чи алгоритму.[31] Визначеність, однозначність кожен крок алгоритму має бути точно визначений. Дії, які необхідно здійснити, повинні бути чітко та недвозначно визначені для кожного можливого випадку. Масовість, універсальність, повторюваність властивість алгоритму, яка полягає в тому, що алгоритм повинен забезпечувати розв'язання будь-якої задачі з класу однотипних задач за будь-якими вхідними даними, що належать до області застосування алгоритму. Ефективність Алгоритм вважають ефективним, якщо всі його оператори досить прості для того, аби їх можна було точно виконати за скінченний проміжок часу з допомогою олівця та аркушу паперу. Вхідні дані алгоритм має деяку кількість (можливо, нульову) вхідних даних, тобто, величин, заданих до початку його роботи або значення яких визначають під час роботи алгоритму. Вихідні дані алгоритм має одне або декілька вихідних даних, тобто, величин, що мають досить визначений зв'язок із вхідними даними.

Представлення алгоритмів http://uk.wikipedia.org/wiki/Алгоритм У процесі розробки алгоритму можуть використовуватись різні способи його опису, які відрізняються за простотою, наочністю, компактністю, мірою формалізації, орієнтації на машинну реалізацію тощо. словесна або вербальна (неформальні мови, формульно-словесна); псевдокод (формальні алгоритмічні мови); Таблична; Часові діаграми; схемна: Функціональні схеми; блок-схема, виконується за вимогами стандарту граф автомата інші

Блок-схема алгоритму

Граф автомата Мура та позначки у вершинах графа з двійковим кодуванням станів

Граф автомата

Блок-схема алгоритму та граф автомата

Таблиці переходів та виходів автомата Мура

Функціональна схема автомата Мура

Часова діаграма роботи автомата Мура

Опис автомата формальною (з правилами без винятків) або неформальною (з правилами та винятками з них) мовами State_machine: process (c) begin if rising_edge(c) then case State is when a0 => if x='1' then State <= a0; elsif x='0' then State <= a1; end if; when a1 => State <= a2; when a2 => State <= a3; when a3 => State <= a0; when others => null; end case; end if; end process; y_assignment: y <= '1' when (State = a0) else '1' when (State = a1) else '0'; end fsm1_arch;

Теза Черча  Теза Черча — для кожного алгоритму може бути побудована формальна алгоритмічна система (ФАС), яка його реалізує

Універсальні ФАС – можуть реалізувати будь-який алгоритм Рекурсивні функції Машина Тюринга Машина Поста Схеми Колмогорова-Успенського Нормальні алгорифми Маркова Скінченні цифрові автомати (комп’ютери та їх програми) зараз ФАС – програма для універсального комп’ютера або новий (спеціалізований) комп’ютер і програма для нього http://uk.wikipedia.org/wiki/Алгоритм

Повна побудова алгоритму формулювання задачі; побудови моделі абстрактного алгоритм; АБСТРАКТНИЙ - той, що є наслідком мисленого виділення з усіх ознак, властивостей і зв'язків конкретного предмета його основних, найзагальніших; розроблення абстрактного алгоритму; перевіряння правильності абстрактного алгоритму; реалізації структурного алгоритму; аналізу алгоритму і його складності; перевіряння реалізації структурного алгоритму; оформлення документації.

Загальна структурна схема цифрового автомата

Структурна схема автомата Мура

Структурна схема автомата Мілі

Алгебра логіки (Булева логіка, двійкова логіка, двійкова алгебра) Використовується для опису комбінаційних схем Розділ математичної логіки, що вивчає систему логічних операцій над висловлюваннями. Найчастіше передбачається, що висловлювання можуть бути тільки істинними або помилковими, тобто використовується так звана бінарна або двійкова логіка, на відміну від, наприклад, тризначної логіки. Вивчає функції, які можуть приймати тільки два значення: 0 (істина) та 1 (хибність), так само, як і їх аргументи

Змінні, набори і функції алгебри логіки – для опису комбінаційних схем цифрових автоматів

ФАЛ0, ФАЛ1

Повторювач, інвертор

Функції алгебри логіки двох змінних

Кон'юнкція (від латинського conjunctio – сполучник, зв'язок), логічне множення або функція І (И, AND)

Диз'юнкція (від латинського disjunctio - роз'єднання), логічне додавання або функція АБО (ИЛИ, OR)

Функція (штрих) Шеффера або функція І-НЕ (NOT AND, NAND, И-НЕ)

Функція (стрілка) Пірса (Вебба) або функція АБО-НЕ (ИЛИ-НЕ, NOT OR, NOR)

Виключне АБО (XOR)

Рівнозначність (еквівалентність)

Імплікація (пряма)

Імплікація зворотна

Заперечення імплікації (прямої)

Теорема Поста-Яблонського про функціонально повні системи (ФПС, базиси) З ФАЛ, які мають якусь властивість, можна утворити тільки ФАЛ, які мають цю ж властивість З ФАЛ, які мають якусь властивість не можна утворити ФАЛ, які не мають цієї властивості До ФПС повинна входити хоча би одна ФАЛ, яка: 1) не зберігає 0; 2) не зберігає 1; 3) несамодвоїсна; 4) немонотонна; 5) нелінійна

Властивості ФАЛ, монобазиси, базиси

Деякі ФАЛ3

Сингулярні таблиці

Базис Буля

Кон'юнкція (від латинського conjunctio – сполучник, зв'язок), логічне множення або функція І (И, AND)

Диз'юнкція (від латинського disjunctio - роз'єднання), логічне додавання або функція АБО (ИЛИ, OR)

Повторювач, інвертор

Аналітичне представлення функцій алгебри логіки Досконалі нормальні форми

Синтез логічних схем з одним виходом у базисі Буля на елементах з довільною кількістю входів

Використання базису з 2-х ФАЛ: (І, НЕ)

Використання базису з 2-х ФАЛ: (АБО, НЕ)

Основні правила виконання операцій у базисі Буля

Мінімізація ФАЛ Канонічна задача мінімізації У базисі Буля Над нормальними формами Мета – зменшення кількості літер Загальна задача мінімізації Усі інші методи

Методи розв’язання канонічної задачі мінімізації Аналітичні Квайна-МакКласскі-Петрика Інші Табличні Геометричні Графо-аналітичні Карти Карно Діаграми Вейча Алгебро-топологічні інші

Двовходові елементи базису Буля

Основні правила виконання операцій у монобазисах І-НЕ (Шеффера) та АБО-НЕ (Пірса)

Монобазис І-НЕ (NAND)

Синтез логічних схем з одним виходом у монобазисі І‑НЕ

2І-НЕ

Синтез логічних схем з одним виходом у монобазисі 2І-НЕ (Шеффера)

Монобазис АБО‑НЕ (NOR)

Синтез логічних схем з одним виходом у монобазисі АБО‑НЕ

2АБО-НЕ

Синтез логічних схем з одним виходом у монобазисі 2АБО-НЕ (Пірса)

Схеми елементів монобазисів на КМОН-транзисторах

Основні правила виконання операцій у базисі Жегалкіна

Виключне АБО (XOR)

Реалізація XOR

Порівняння варіантів синтезу комбінаційних логічних схем

ДНФ

КНФ

Поліном Жегалкіна

Небулеві базиси Базис Жегалкіна (1, І, XOR) Мажоритарний базис Пороговий базис, wi, T - const Штучний інтелект, wi, T - var

Порогові функції

Форми представлення ФАЛ Табличні Таблиці істинності Сингулярні таблиці Геометричні Числові Часові діаграми Схеми Аналітичні (формули) інші

Геометричний спосіб представлення ФАЛ

Аналітичні форми представлення ФАЛ Нормальні Досконалі ДДНФ ДКНФ інші Скорочені (ДНФ, КНФ) Глухого кута – з найменшою кількістю термів Мінімальні – форма глухого кута з найменшою кількістю літер Абсолютно мінімальні – мінімальна у базисі Буля Анормальні Дужкові Із запереченням більше ніж над однією змінною

Терм Терм - це група літерал і констант, об'єднаних тим самим знаком логічного зв'язування: логічного додавання або ж логічного множення. У термі кожен літерал і кожна константа зустрічається тільки один раз, тобто в терм може входити або змінна, або її заперечення. Диз'юнктивний терм (макстерм, елементарна диз’юнкція) - це логічна функція, що зв'язує всі літерали знаком диз'юнкції. Наприклад: f1 = a b  c  d; f2 = a  b. Макстерм називають також конституентою нуля, тому що ця логічна функція дорівнює 0 тільки тоді, коли всі її літерали рівні 0 одночасно. Кон'юнктивний терм (мінтерм, елементарна кон’юнкція) - це логічна функція, що зв'язує літерали знаком кон'юнкції. Наприклад: f1 =a & b &c & d; f2 = a  b  c. Мінтерм називають також конституентою одиниці, тому що ця функція дорівнює 1 тільки тоді, коли всі її літерали одночасно дорівнюють одиниці.

Нормальні форми з мінтермами Будь-яка таблично задана ФАЛ може бути представлена аналітично у вигляді диз'юнкції скінченого числа мінтермів, на кожнім з яких функція дорівнює одиниці (диз’юнктивна нормальна форма, ДНФ): f(a, b,..., z) = F1  F2  ... F n, суми за модулем 2 скінченого числа мінтермів, на кожнім з яких функція дорівнює одиниці (поліном Жегалкіна): де i - номери наборів, на яких функція дорівнює 1.

Нормальні форми з макстермами Будь-яка таблично задана ФАЛ може бути представлена аналітично у вигляді кон'юнкції скінченого числа макстермів, на кожнім з яких функція дорівнює нулю (кон’юнктивна нормальна форма, КНФ): f(a, b,..., z) = Ф1 & Ф2 & ... & Фm, результату порівняння скінченого числа макстермів, на кожнім з яких функція дорівнює нулю (поліном рівнозначності): де i - номери наборів, на яких функція дорівнює 1.

Досконалі нормальні форми Кількість термів дорівнює кількості одиничних (нульових) значень ФАЛ у її таблиці істиності У кожному термі присутні усі змінні Немає однакових термів

Анормальні форми

Критерії синтезу схем ФАЛ Правильна робота Швидкодія (продуктивність) Апаратні витрати Споживана потужність Надійність Складність Однорідність структури Ціна інші

Методи визначення ціни реалізації ФАЛ Грошові одиниці Негрошові одиниці Кількість операцій І, АБО, НЕ І, АБО І (АБО) Кількість термів В ДНФ В КНФ Кількість літер В нормальних формах В анормальних формах Кількість входів І, АБО, НЕ І, АБО І (АБО) інші

Мінімізація ФАЛ Канонічна задача мінімізації У базисі Буля Над нормальними формами Мета – зменшення кількості літер Загальна задача мінімізації Усі інші методи

Методи розв’язання канонічної задачі мінімізації Аналітичні Квайна-МакКласскі-Петрика Інші Табличні Геометричні Графо-аналітичні Карти Карно Діаграми Вейча Алгебро-топологічні інші

Методи розв’язання загальної задачі мінімізації (аналітичні) Еврістичний (Метод спроб і помилок) Винесення за дужки Внесення надлишковості і глобального винесення за дужки Перехід до небулевого базису Метод функціональної декомпозиції інші

Еврістичний

Винесення за дужки

Метод функціональної декомпозиції проста розділова і загальний випадок

Багаторозрядний суматор

4-розрядні суматори (у прямому, оберненому і доповняльному кодах)

Повний однорозрядний двійковий суматор

Функціональна схема повного однорозрядного двійкового суматора

Повний однорозрядний двійковий суматор (матрична схема)

Двійкові однорозрядні напівсуматор (а) та повний суматор (б)

Багатозначні логіки. Нечітка логіка Тризначна логіка Лукасевича {0,1/2,1} (ні, може бути, так) N-значна логіка Лукасевича {0/n-1,1/n-1, …,n-1/n-1}

Національний університет «Львівська політехніка» Lviv Polytechnic National University

Виконання навчального плану Здана курсова робота Виконано програму практичних занять Написано усі 16 лекційних контрольних робіт Дано правильні відповіді на усі тести Є конспект лекцій (приблизно 5 сторінок на лекцію)

Державна оцінка (іспит) 1. Оцінка на іспиті 2. Оцінка на іспиті за талоном 3. Оцінка на комісії або 3б. Оцінка за результатами повторного вивчення курсу – можливо більше не буде

Стандартні вимоги до відповідей на іспиті Повинна бути дана відповідь на усі питання білету Під час підготовки відповіді нічим не можна користуватися Під час підготовки відповіді ні з ким не можна перемовлятися та обмінюватися інформацією Для допуску до іспиту потрібно виконати навчальний план

Полегшені умови до іспитів, комісії та повторки Студент погоджується самостійно опрацювати деякі питання учбового плану Білет на іспит видається достроково за умови До 15-го навчального тижня здано усі задачі курсової роботи і отримано за них більше 60 балів У сумі за практичні заняття отримано більше 20 балів (з 30) Написано усі лекційні контрольні роботи на дану дату Правильно дано відповіді на усі питання тестів до 2-ої частини Комп’ютерної логіки (2-ий курс) у ВНС Є конспект лекцій (приблизно 5 сторінок на лекцію) Здано академрізницю (в кого вона є) Складено іспит за повторне вивчення 1-ої частини Комп’ютерної логіки (кому це потрібно) Під час підготовки до відповіді дозволяється користуватися чим завгодно Повинна бути дана відповідь на усі питання білету

Оцінювання відповідей при стандартному підході

Оцінювання відповідей на іспиті при полегшеному підході

Покращення оцінок Було 51 бал – 51% від 100 балів (поточний контроль – 1 з 30, іспит - 50 з 70, 3% з 30 за поточку і 71% з 70 за іспит) Хоче “добре” (71 бал – 71% від 100 балів) Тоді треба набрати спочатку за поточний контроль 71% від 30 = 21 бал, а після того -71% від 70 =50 балів за іспит.

Відпрацювання пропущених лекційних контрольних робіт Копія власноручно написаного конспекту лекції, на якій писали пропущену контрольну роботу Ескізи слайдів, що демонструвалися на лекції, на якій писали пропущену контрольну роботу

Курсова робота

Використання результатів 2-ої частини

Вимоги до оформлення курсової роботи

Комп’ютерна логіка. Курсова робота. Група КІ-21. 2015/2016 н.р. (14 навчальних тижнів)

Оцінювання курсової роботи

Розклад викладача

Консультації – після закінчення останнього лекційного заняття, на каф. ЕОМ, 503-V або за домовленістю

Завдання на курсову роботу

Віртуальне навчальне середовище

ВНС, Комп’ютерна логіка, ч.2

Екзаменаційний білет

Робочий журнал

БАЗОВІ КОМБІНАЦІЙНІ ВУЗЛИ дешифратори і демультиплексори; мультиплексори; шифратори; перетворювачі кодів; постійні запам’ятовуючі пристрої; програмовані логічні матриці; програмовані матриці логіки; суматори і напівсуматори; вузли порівняння; арифметично-логічні пристрої; вузли зсуву; помножувачі; вузли прискорення переносу; інші.

Газорозрядні індикатори

Дешифратор “3 у 8”

Матрична схема дешифратора “3 у 8"

VHDL-опис дешифратора “3 у 8” library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.all; use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.all; entity DC is port ( O : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0); I : in STD_LOGIC_VECTOR (2 downto 0); CS : in STD_LOGIC); end entity; architecture DC_arch of DC is begin O(0) <= CS when (I = 0) else '0'; O(1) <= CS when (I = 1) else '0'; O(2) <= CS when (I = 2) else '0'; O(3) <= CS when (I = 3) else '0'; O(4) <= CS when (I = 4) else '0'; O(5) <= CS when (I = 5) else '0'; O(6) <= CS when (I = 6) else '0'; O(7) <= CS when (I = 7) else '0'; end architecture;

Реалізація ФАЛ на дешифраторах

Нарощування розрядності дешифраторів DC “4 у 16” з DC “3 у 8”

Нарощування розрядності дешифраторів DC “3 у 8” з DC “1 у 2”

Демультиплексор DX = Дешифратор DC

Класифікація DC та DX

Мультиплексор 8 в 1

VHDL-опис library IEEE; use IEEE.std_logic_1164.all; use IEEE.std_logic_unsigned.all; entity mux is port ( I : in std_logic_vector (7 downto 0); S : in std_logic_vector (2 downto 0); O : out std_logic); end entity; architecture mux_arch of mux is begin O <= I(CONV_INTEGER(S)); end architecture;

Реалізація ФАЛ на мультиплексорах

Нарощування розрядності мультиплексорів

Класифікація DC, DX, MUX

Шифратор Coder CD

Класифікація DC, CD, DX, MUX

Пріоритетний шифратор

Двійково-десяткові коди

Перетворювач кодів 8421 у 8421+3 DC + CD

Матрична схема перетворювача коду 8421 у код 8421+3

Перетворювач кодів для семигементного індикатора

Перетворювач кодів – дешифратор для 7-сегментного індикатора

Програмовані структури

Постійний запам’ятовуючий пристій

Реалізація ФАЛ на ПЗП

Реалізація ФАЛ на ПЗП

Опис ПЗП на мові VHDL library IEEE; use IEEE.std_logic_1164.all; use IEEE.std_logic_unsigned.all; entity rom is port ( CS : in STD_LOGIC; A : in STD_LOGIC_VECTOR(2 downto 0); D : out STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0)); end entity; architecture rom_arch of rom is begin process(A, CS) begin if (CS = '1') then case (A) is when "000" => D <= "0100"; when "001" => D <= "0010"; when "010" => D <= "0111"; when "011" => D <= "0100"; when "100" => D <= "0001"; when "101" => D <= "0011"; when "110" => D <= "0101"; when "111" => D <= "0101"; when others => D <= "0000"; end case; else D <= "0000"; end if; end process;

Програмовані логічні матриці

Реалізація ФАЛ на ПЛМ

Таблиця прошиття ПЛМ

Програмовані матриці логіки

Реалізація ФАЛ на ПМЛ

Таблиця прошиття ПМЛ

Логічна комірка

ПЛІС першого покоління

Конфігуровані логічні блоки (CLB) та електронні комутатори (PSM -Programmable switch matrix )

Електронний комутатор

Операційний пристрій на основі ПЗП

Таблиця прошиття ПЗП

Пам’ять перших комп’ютерів

Вузол порівняння на основі DC

Компаратори

4-розрядний універсальний компаратор

Багаторозрядні компаратори

Неповні дешифратори

Дешифратор діапазону кодів 04B8F ...1Е3А4 (04B8F…0FFFF)

Дешифратор діапазону кодів 04B8F ...1Е3А4 (10000…1E3A4)

Дешифратор діапазону кодів 04B8F ...1Е3А4

Логічні операції над числами

Зсуви

Двійковий суматор з наскрізним (послідовним) переносом

Повний однорозрядний двійковий суматор

Суматор з паралельним переносом

Суматор з паралельним переносом

4-бітний суматор із схемою прискореного переносу

16-бітний суматор із схемою прискореного переносу

64-бітний суматор із схемою прискореного переносу

Двійкові суматори Суматор з паралельним переносом (1 вузол прискорення переносу) Суматор з послідовним (наскрізним) переносом (немає вузлів прискорення переносу) Суматор з груповим переносом (декілька вузлів прискорення переносу)

Паралельний матричний помножувач на комірках Гілда

Паралельний матричний помножувач на комірках Гілда

Матричний (паралельний, комбінаційний) помножувач

Арифметико-логічний пристрій

Арифметичний вузол

Логічний вузол

Вузол зсувів

Структура комп’ютера

Загальна структурна схема цифрового автомата

Структурна схема автомата Мура

Структурна схема автомата Мілі

Часові функції алгебри логіки Для опису роботи елементів пам’яти крім ФАЛ потрібно мати хоча би одну функцію, яка змінює час ЧФАЛ 1-го роду ЧФАЛ 2-го роду ЧФАЛ 3-го роду Функціонально-повна система часових функцій алгебри логіки = ФПЧ ФАЛ + функція, що змінює час

Елемент затримки

Часові ФАЛ 1-, 2- та 3-го роду

Часова функція 3-го роду Зворотній зв’язок (техн) Змія, що кусає себе за хвіст – Уроборос (філ.)

Загальна схема тригера (trigger, flip-flop, latch)

Тригер та генератор Тригер – логічний елемент, що може знаходитися у двох сталих станах та переходити з одного стану в інший під дією зовнішніх сигналів = елемент пам’яті для збереження 1 біта. Генератор - логічний елемент, що може знаходитися у двох станах та переходити з одного стану в інший без дії зовнішніх сигналів

Класифікація тригерів

RS-тригер

неRнеS-тригер

Класифікація синхронних тригерів

Синхронний RS-тригер

D-тригер, що спрацьовує по тілу

D-тригер, що спрацьовує по фронту

Функціональна схема D-тригера, що спрацьовує по фронту

Т-тригер

T-тригер з входом дозволу роботи

JK-тригер

Перетворення тригерів D -> T JK -> T JK -> D

Тригери з асинхронними входами (R, S) та входом дозволу СІ (CE)

Лічильник на T-тригерах

Лічильник на D-тригерах

Лічильник на JK-тригерах

Класифікація регістрів За функціональним призначенням регістри зсуву Регістри для збереження інформації (паралельні) За типом тригерів За організацією зсуву Ліворуч, праворуч, універсальні За способом прийому і видачі даних при зсуві (вхід/вихід) Послідовний/послідовний Послідовний/паралельний Паралельний/послідовний Паралельний/паралельний

Регістр зсуву

SerDeS

Паралельний регістр

Оперативний запам’ятовуючий пристрій (ОЗП)

Ієрархія пам’яті

Регістровий файл

Операційний пристрій = ALU+RG File

Структура комп’ютера

Логічна комірка

Конфігуровна логічна комірка

Логічні комірки в складі Slice

ПЛІС першого покоління

Організація перших ПЛІС

Конфігуровані логічні блоки (CLB) та електронні комутатори (PSM -Programmable switch matrix )

Електронний комутатор

Електронний перемикач

Структура комп’ютера

Загальна структурна схема цифрового автомата

Структурна схема автомата Мура

Структурна схема автомата Мілі

Рекомендована послідовність синтезу цифрових автоматів Синтез абстрактного автомата Синтез алгоритма роботи автомата. Вибір структури автомата (Мура або Мілі). Фіксація алгоритма у вигляді графа. Синтез структурного автомата Вибір елементної бази комбінаційної частини. Вибір елементної бази пам’яті автомата. Вибір способу кодування вхідних та вихідних сигналів. Вибір способу кодування внутришніх станів автомата. Створення таблиці переходів автомата. Створення таблиці виходів автомата. Мінімізація формул для сигналів збудження тригерів автомата. Фіксація результатів у вигляді диз’юнктивної нормальної форми (ДНФ). Для деяких структурних автоматів (у яких комбінаційна частина реалізується на дешифраторах, мультиплексорах, а також для мікропрограмних автоматів, у яких комбінаційна частина реалізується на ПЗП) даний етап мінімізації непотрібний. Мінімізація формул для виходів автомата. Фіксація результатів у вигляді диз’юнктивної нормальної форми (ДНФ). Для деяких структурних автоматів (у яких комбінаційна частина реалізується на дешифраторах, мультиплексорах, а також для мікропрограмних автоматів, у яких комбінаційна частина реалізується на ПЗП) даний етап мінімізації непотрібний. Синтез пам’яті автомата. Синтез комбінаційної частини автомата.

Кодуванням станів автомата: двійкове, сусіднє, унітарне

Перехід від блок-схеми алгоритму до графа автомата Мура

Перехід від блок-схеми алгоритму до графа автомата Мілі

Збудження тригерів

Синтез автомата Мура

Результат синтезу – схема автомата Мура

Сусіднє кодування станів

Схема автомата

Унітарне кодування станів

Схема автомата

Автомат на Т-тригерах

Схема автомата

Автомат на JK-тригерах

Схема автомата

Синтез автомата Мілі

Схема автомата

Мікропрограмний автомат