计算机的逻辑部件示例
2：计算机的逻辑部件
四位一组的组进位传递函数PN为“1”的条件为： （1）X3，Y3中有一个为“1”。 （2）同时X2，Y2中有一个为“1”。 （3）同时X1，Y1中有一个为“1”。 （4）同时X0，Y0中有一个为“1”。 依此，可得PN的表达式为 PN=P3P2P1P0
把第0片ALU向第Ⅰ片、第Ⅰ片向第Ⅱ片、第Ⅱ片向第Ⅲ片传送 的进位分别命名为Cn+X、Cn+Y、Cn+Z。 把第0片ALU向第Ⅰ片、第Ⅰ片向第Ⅱ片、第Ⅱ片向第Ⅲ片的进 位传递表示为PN0、 PN1、 PN2。 GN0、 GN1、 GN2也是同理。
下图给出了二输入四输出译码器的逻辑图。译码器 中常设置“使能”控制端，当该端为“1”时，译码 器功能被禁止，此时所有输出均为“1”。使能端的 一个主要功能是用来扩充输入变量数。
二输入四输出译码器
用两片三输入八输出译码器扩展成一个四输入十六 输出译码器的实例。
（5） 数据选择器 数据选择器又称多路开关，它从多个输入通道中选 择某一个通道的数据作为输出，起到选择信号的作 用。
由功能表可知，当全加器的输入均取反码时，它的输 出也均取反码。据此，可把它们以“与非”、“或 非”、“与或非”的形式进行改写，形式如下： C1= P1+ G1C 0 C2= P2+ G2 P + G2G1C0 1
C3= P3+ G3 P + G3G2 P1+ G3 G2 G C0 2 1
C4= P + G4 P + G G3 P2+ G4 G3 G P1+ G G G G C 4 3 4 2 4 3 2 1 0 注意与非运算和或非运算！
正 逻
S3 H S2 L S1 L S0 L M=H 逻辑运算 A+B A B
计算机逻辑部件
计算机逻辑部件
计算机逻辑部件是计算机中用于处理和执行逻辑运算的基本组件。
这些部件是构成计算机中央处理器（CPU）的重要组成部分，负责执行各种算术和逻辑操作。
常见的计算机逻辑部件包括：
逻辑门（Logic Gates）：逻辑门是计算机中最基本的逻辑部件，用于执行逻辑运算，如与门、或门、非门等。
所有计算机的逻辑运算都是通过组合不同类型的逻辑门来实现的。
加法器（Adder）：加法器用于执行二进制的加法运算，是计算机中常见的算术逻辑单元（ALU）的一部分。
算术逻辑单元（ALU）：ALU是计算机中用于执行算术和逻辑运算的核心部件。
它可以执行加法、减法、逻辑与、逻辑或等操作。
寄存器（Register）：寄存器是用于暂时存储数据的高速存储单元。
计算机的数据处理通常涉及将数据暂时存储在寄存器中，然后进行操作和传输。
随机存取存储器（RAM）：RAM是用于临时存储数据和程序的主要内存。
它允许CPU快速读取和写入数据。
可编程逻辑器件（例如FPGA）：这些器件允许用户根据需要配置和重新配置逻辑功能，从而实现特定的计算任务。
这些逻辑部件的组合和协调，使计算机能够进行复杂的计算和数据处理，从而实现各种应用和功能。
在现代计算机中，这些部件已经高度集成，并且存在于微处理器芯片中，使得计算机能够执行高效和多样化的任务。
二进制计算机采用的主要逻辑元件
主题：二进制计算机的主要逻辑元件一、概述二进制计算机是当今世界上最广泛使用的计算机系统。
它们采用二进制系统来表示和处理数据和指令。
在二进制计算机中，存在着一些主要的逻辑元件，它们在计算机的运行中起着至关重要的作用。
二、主要逻辑元件1. 逻辑门逻辑门是构成计算机的基本逻辑元件。
它们能够执行基本的逻辑运算，如与、或、非等。
常见的逻辑门有与门、或门、非门等。
在计算机中，逻辑门被组合成各种复杂的逻辑电路，用来实现各种功能。
2. 寄存器寄存器是一种用来存储数据的元件。
在计算机中，寄存器通常用来存储临时数据、位置区域或指令。
寄存器的大小通常是以位（bit）来表示的，如8位寄存器、16位寄存器等。
3. 存储器存储器是计算机中用来存储数据和指令的元件。
存储器分为内存和外存，内存通常指的是随机存取存储器（RAM），它用来存储正在运行的程序和数据；外存通常指的是磁盘或固态硬盘，它用来存储长期的数据和程序。
4. ALU（算术逻辑单元）ALU是计算机中用来执行算术和逻辑运算的部件。
它能够执行加、减、乘、除等算术运算，也能够执行与、或、非等逻辑运算。
5. 控制单元控制单元是计算机中用来控制指令执行顺序的部件。
它能够从存储器中取出指令，解码指令，并且控制各个部件的工作。
6. 时钟时钟是计算机中用来同步各个部件工作的部件。
它能够在一个固定的时间间隔内发出脉冲信号，使得各个部件按照统一的节拍工作。
7. 数据总线数据总线是计算机中用来传输数据的通道。
它能够同时传输多位数据，如8位、16位、32位等。
8. 位置区域总线位置区域总线是计算机中用来传输位置区域信息的通道。
它能够指示存储器中的特定位置。
9. 控制总线控制总线是计算机中用来传输控制信号的通道。
它能够传输各种控制信号，如读写信号、中断信号等。
三、总结二进制计算机中的主要逻辑元件包括逻辑门、寄存器、存储器、ALU、控制单元、时钟、数据总线、位置区域总线和控制总线。
它们共同构成了计算机的基本操作和功能。
计算机系统的逻辑组成结构
计算机系统的逻辑组成结构计算机系统是由硬件和软件两部分组成的。
其中，硬件是指计算机的物理设备，而软件是指运行在计算机上的程序和数据。
计算机系统的逻辑组成结构是指计算机系统中各个组成部分之间的逻辑关系和功能划分。
一、中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）中央处理器是计算机系统的核心，负责执行各种指令和进行数据处理。
它由控制器和运算器两部分组成。
控制器负责指令的解析和执行，运算器负责数据的运算和处理。
中央处理器通过控制总线、数据总线和地址总线与其他硬件设备进行通信。
二、存储器存储器是计算机系统中用于存储数据和程序的设备。
根据存取方式的不同，存储器可以分为随机存取存储器（Random Access Memory，简称RAM）和只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）。
RAM用于存储临时数据和程序，而ROM用于存储固定的程序和数据。
三、输入设备输入设备用于将外部数据或指令输入到计算机系统中。
常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。
输入设备将输入的数据转化为计算机可以识别和处理的形式，并通过输入接口传输给计算机系统。
四、输出设备输出设备用于将计算机系统处理后的数据或结果输出到外部环境中。
常见的输出设备有显示器、打印机、投影仪等。
输出设备将计算机系统的输出信号转化为人类可以理解的形式，并通过输出接口传输给外部环境。
五、外部存储器外部存储器用于扩展计算机系统的存储容量，可以独立于计算机系统进行数据的存储和读取。
常见的外部存储器有硬盘、光盘、U盘等。
外部存储器通过接口与计算机系统进行数据的传输和交换。
六、总线总线是计算机系统中各个硬件设备之间传输数据和信号的通道。
根据功能和传输速率的不同，总线可以分为数据总线、控制总线和地址总线。
数据总线用于传输数据，控制总线用于传输控制信号，地址总线用于传输设备地址。
七、操作系统操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机系统的各个硬件和软件资源。
计算机硬件基本结构树状图
计算机硬件基本结构树状图计算机硬件基本结构计算机的5个基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
算术逻辑部件P46 、P731.运算器寄存器P46 、P72随机存取存储器RAM P74内存储器（又称为只读存储器ROM P75主存储器或内存或互补金属氧化物半导体CMOS P76主存）1.44MB31/2英寸软盘P94软盘Zip盘P94大容量软盘超级盘P942.存储器HiFD盘P94内置硬盘P95盒式硬盘P95外存储器硬盘硬盘组P95（又称为辅USB移动硬盘P95助存储器光盘-只读存储器CD-ROM或外存或光盘CD 写一次，读多次光盘CD-R（又称为WORM）辅存）P97可写光盘CD-RW光盘数字化视频光盘-只读存储器DVD-ROM数字化视频光盘DVD DVD-RP97DVD-RAM和DVD-RW磁盘P98程序计数器PC P47指令寄存器IR P473.控制器指令译码器ID P47时序控制电路P47微操作控制电路P47传统设计键盘P80键盘轮廓设计键盘P80键盘输入无处理能力终端P81智能型终端P81终端网络终端P81Internet终端P81鼠标P82游戏杆P82触摸屏P82定点输入设备光笔P82数字转换器P834.输入设备数码相机P83平台式扫描仪P83图像扫描仪手持式扫描仪P83扫描输入设备传真机P84条形码阅读器P85磁墨水字符识别MICR P85字符和标记识别设备光学字符识别OCR P85 光学标记识别OMR P85 语音输入设备P86 数字笔记本P88其他输入设备视觉系统P88标准P89显示器阴极射线管P89平面显示器P89高清晰度电视机P90喷墨打印机P91非接触式打印机激光打印机P91 热学打印机P91打印机点针打印机P31接触式打印机菊花轮打印机P31 5.输出设备行式打印机P31笔式绘图仪P92喷墨绘图仪P92绘图仪静电绘图仪P92直接成像绘图仪P92缩微输出设备P93其他输出设备语音输出设备P93。
计算机组成_ 算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit)_
B
A
B
A
B
A
B
Cout 1-bit Cin Cout 1-bit Cin Cout 1-bit Cin Cout 1-bit Cin
Full Adder
Full Adder
Full Adder
Full Adder
S
S
S
S
4-bit RCA的门电路实现
A
A
B
B
Cin
S Cin
S
Cout
Cout
A
A
B
加法器的优化思路
主要问题
◦ 高位的运算必须等待低位的“进位输出信号”
优化思路
◦ 能否提前计算出“进位输出信号” ？
进位输出信号的分析
Ci+1 =(Ai·Bi)+(Ai·Ci)+(Bi·Ci)
=(Ai·Bi)+(Ai+Bi)·Ci 设：
◦ 生成（Generate）信号：Gi=Ai·Bi ◦ 传播（Propagate）信号：Pi=Ai+Bi
R8
Q CLR
控制电路 指令译码
IR PC
R0 ($0)
clock
D SET Q
R9
Q CLR
D SET Q
R8 ($8)
R9 ($9)
内
R10 ($10)
部
总
R31 ($31)
线
R10
Q CLR
op=and
ALU
op=and
B
ALU
本节小结
逻辑运算的实现
北京大学 · 慕课 计算机组成
制作人：陆俊林
本节主题
门电路的基本原理
属于cpu中算术逻辑单元的部件
属于cpu中算术逻辑单元的部件CPU是计算机的核心部件，它负责执行指令和处理数据。
在CPU中，算术逻辑单元（ALU）是其中一个重要的组成部分。
本文将详细介绍属于CPU中算术逻辑单元的部件。
一、什么是算术逻辑单元（ALU）算术逻辑单元（ALU）是CPU中的一个电路模块，它用于执行各种算术和逻辑运算。
ALU通常由多个子模块组成，包括加法器、减法器、移位器、比较器等。
二、属于CPU中算术逻辑单元的部件1. 加法器加法器是ALU中最基本的子模块之一。
它用于执行两个二进制数的加法运算。
加法器可以实现多位数相加，其原理是将每一位上的数字相加，并考虑进位问题。
2. 减法器减法器也是ALU中的一个重要子模块。
它用于执行两个二进制数的减法运算。
与加法器不同，减法器需要考虑借位问题。
3. 移位器移位器用于将一个二进制数向左或向右移动指定数量的位数。
移位操作可以实现乘以2或除以2等功能。
4. 比较器比较器用于比较两个二进制数的大小。
比较器通常会输出一个信号，表示两个数的大小关系（例如大于、小于或等于）。
5. 逻辑门逻辑门是ALU中的另一个重要部件。
逻辑门可以实现各种逻辑运算，如与、或、非等。
在ALU中，逻辑门通常用于执行位运算。
6. 寄存器寄存器是CPU中的另一个重要组成部分。
它用于存储数据和指令。
在ALU中，寄存器通常用于暂时存储计算结果。
三、ALU的工作原理ALU的工作原理可以简单描述为：接收输入数据 -> 执行运算 -> 输出结果。
具体来说，当CPU需要进行算术或逻辑运算时，它会将需要计算的数据传输到ALU中。
ALU会根据指令和操作码来判断需要执行哪种运算，并将结果输出到寄存器中。
如果需要多次计算，则会使用多级流水线来提高计算效率。
四、总结在CPU中，算术逻辑单元（ALU）是其中一个重要的组成部分。
它由多个子模块组成，包括加法器、减法器、移位器、比较器等。
ALU的工作原理是接收输入数据，执行运算，输出结果。
3 计算机中常用的逻辑部件
*练习 1、写出四位并行加法以Pi、Gi和C-1为输入信号的Ci 逻辑表 写出四位并行加法以Pi Gi和 为输入信号的Ci Pi、 达式， 并画出逻辑电路图。 达式， 并画出逻辑电路图。 写出四位并行加法以Pi Gi和 为输入信号的Ci Pi、 *作业 1、写出四位并行加法以Pi、Gi和C-1为输入信号的Ci 逻辑表 达式，并画出逻辑电路图。 达式，并画出逻辑电路图。 写出全加器的功能表、逻辑表达式，并画出由基本与、 2、写出全加器的功能表、逻辑表达式，并画出由基本与、 非门组成的逻辑电路和逻辑符号。 或、非门组成的逻辑电路和逻辑符号。
2、并行加法器 、 并行加法器由多个全加器组成， 并行加法器由多个全加器组成，其位数的多少取决于机器的长 各位同时运算。并行加法可同时对数据的各位相加， ，数据的 各位同时运算。并行加法可同时对数据的各位相加，由于 进位链： 进位链：进位信号的产生与传递逻辑 多个全加器的进位输出是另一个全加器的进位输入， 多个全加器的进位输出是另一个全加器的进位输入，因而并行加法 器中进位信号的传递问题是影响全加器本身速度的主要因素。 进位信号的传递问题是影响全加器本身速度的主要因素 器中进位信号的传递问题是影响全加器本身速度的主要因素。 （1）N位串行进位加法器 ） 位串行进位加法器 可知， 位的进位C 由Cn = Xn·Yn +（Xn+Yn）·Cn-1可知，第n位的进位Cn与第 （ 位有关， 位与i 位有关， ..最后一位 有关， n-1位有关，第i – 1位与i – 2位有关，……..最后一位C1与C0有关， ..最后一位C （高一级进位是低一级进位的函数）逐次连接起来，这个链叫串 高一级进位是低一级进位的函数）逐次连接起来， 行进位链。采用串行进位链的加法器为串行进位加法器。 行进位链。采用串行进位链的加法器为串行进位加法器。
计算机中的逻辑运算与逻辑部
当且仅当两个操作数中一个为 真，另一个为假时，结果才为
真。
真值与假值概念
真值
在逻辑运算中，通常将非零数值、非空字符串、非空对象等视为真值。例如，在 C语言中，任何非零整数都被视为真。
假值
与真值相反，假值通常表示零值、空字符串、空对象等。在逻辑运算中，假值表 示条件不成立或结果为否定。例如，在Python中，空列表、空字典和None都被 视为假值。
逻辑电路设计与实现
逻辑门电路
使用逻辑运算实现基本门电路 （如与门、或门、非门）的功能， 进而构建复杂的数字电路系统。
组合逻辑电路
通过逻辑运算组合多个输入信号， 产生特定的输出信号，实现数据 的处理和控制。
时序逻辑电路
在逻辑运算的基础上，引入时钟 信号，实现具有记忆功能的电路， 如触发器、寄存器等。
逻辑或运算的示例
|| 或 |。
如果 A 为真，B 为假，则 A || B 或 A | B 的结果为真。
非运算（NOT）
逻辑非运算的规则
对操作数的逻辑值取反。
逻辑非运算的符号
!。
逻辑非运算的示例
如果 A 为真，则 !A 的结果为假；如果 A 为假， 则 !A 的结果为真。
03
复合逻辑运算
与非运算（NAND）
多路分支等。
数据加密与解密中的应用
加密算法
01
在数据加密过程中，使用逻辑运算对数据进行变换和混淆，使
得加密后的数据难以被破解，如异或加密、置换加密等。
解密算法
02
通过对加密数据的逻辑运算进行逆操作，恢复出原始数据，实
现数据的解密过程。
密钥管理
03
在加密和解密过程中，使用逻辑运算对密钥进行生成、存储和
微型计算机使用的主要逻辑部件
微型计算机使用的主要逻辑部件1.中央处理器（CPU）：中央处理器是微型计算机的核心部件，负责执行所有指令和计算任务。
CPU由控制单元和算术逻辑单元（ALU）组成。
控制单元负责解释和执行指令，控制数据的流动和处理操作的顺序。
ALU负责处理算术和逻辑运算。
2.内存：内存是用来存储数据和指令的地方，也称为主存。
内存分为主存和辅助存储器两部分。
主存用来存储当前运行的程序和数据，而辅助存储器如硬盘或固态硬盘则用于长期存储和备份数据。
3.输入输出设备：输入输出设备负责将计算机与外部环境连接起来，实现与用户的交互和数据的输入输出。
常见的输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机、扫描仪等。
它们通过与计算机主机连接的接口，如USB、HDMI等，实现数据的传输和处理。
4.总线系统：总线系统是所有逻辑部件之间的数据传输通道，它负责将数据、指令和控制信号在各个逻辑部件之间传输。
总线分为数据总线、地址总线和控制总线三种。
数据总线负责传输数据，地址总线负责传输地址信息，而控制总线负责传输控制信号。
除了以上的主要逻辑部件，微型计算机还包括其他一些重要的逻辑部件，如：5.输入输出控制器：输入输出控制器负责管理和控制输入输出设备，将输入设备的信息传递给CPU，将CPU的输出信息转发给输出设备。
它负责与输入输出设备之间的数据传输和通信。
6.主板：主板是微型计算机的主要电路板，上面集成了CPU插槽、内存插槽、各种接口和扩展槽等。
主板负责连接和协调各个逻辑部件间的通信，以及提供电源和时钟信号。
7.显卡：显卡是负责计算机图形处理和显示的部件。
它将CPU生成的图形数据转换为可供显示器输出的信号。
显卡通常包含一个图形处理单元（GPU），用于加速图形计算。
8.硬盘控制器：硬盘控制器负责管理和控制硬盘的读写操作。
它与主板连接，并提供数据传输和控制信号的接口。
9.时钟电路：时钟电路负责为计算机提供稳定和准确的时钟信号，使各个逻辑部件按照统一的时序工作。
计算机的硬件组成(共15张PPT)
2、存储器：是一种记忆装置，是计算机存储数据、程序的地方。
在RAM上既可以写入信息又可以读出，通常用来存放用户输入的程序和数据，其内的信息在断电后会丢失（我们通常讲的内存容量128MB、256MB、512MB、1GB等等就是指RAM中的容量 ）
一、计算机的硬件组成
存储器
运算器
控制器
输入设备
输出设备
这是由冯·诺依曼首先提出来的,称为冯·诺依曼结构
1、CPU(Center Processed Unit)→中央处理单元，即中央处理器
主要完成算术运算和逻辑运算。它是计算机的核心控制部件。CPU的型号：PI、PII、PIII、PIV、赛扬（ CeleronII ）、 Athlon(速龙)、Duron(毒龙)等等。
光盘驱动器的种类:
4、DVD-ROM：数字通用光盘。存储量很大，可达到30GB。另还有：DVD-R，DVD-RW，这两种同样需要相应的刻录机和刻录软件。
CD-ROM驱动器； CD-RW刻录机(可刻写CD-R/CD-RW碟片) ； DVD-ROM驱动器 ； DVD-RW/R光盘刻录机。
返回
技嘉新品SLI主板(888元)
语言处理程序（它包含解释和编译两种程序）：常见的高级语言：QBASIC、C、C++、FORTRE、FOXBASE、FOXPRO……
服务程序：包括：装配程序、编辑程序、诊断程序、提示系统等等。
在各种平台或语言上开发的具体使用的软件。如：人口出入境登记管理系统、图书馆资料检索软件、人事管理软件、工资管理软件、辅助教学软件 。
光盘的种类:
2、CD－R：可写入式光盘。它必须配合CD-R光盘刻录机和刻录软件将资料一次写入CD-R光盘中，但不能擦写已写入的内容。对资料的保存有较高的安全性。
微机采用的逻辑元件
微机采用的逻辑元件微机采用的逻辑元件是计算机系统中的重要组成部分。
它们负责处理和执行逻辑运算，是实现计算机功能和操作的基础。
本文将以非技术性的方式介绍一些常见的逻辑元件，并探讨它们在微机中的作用。
逻辑元件是构成微机核心的基本器件。
它们由半导体材料制成，具有不同的功能和特性。
其中最常见的逻辑元件包括与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门等。
与门是一种最简单的逻辑门电路。
它有两个输入引脚和一个输出引脚。
当且仅当两个输入引脚的电压信号都为高电平时，输出引脚才会输出高电平信号。
与门常用于逻辑运算和判断条件。
或门是另一种常见的逻辑门电路。
它也有两个输入引脚和一个输出引脚。
当两个输入引脚中至少一个为高电平时，输出引脚才会输出高电平信号。
或门常用于逻辑运算和数据选择。
非门是一种只有一个输入引脚和一个输出引脚的逻辑门电路。
当输入引脚为高电平时，输出引脚输出低电平信号；当输入引脚为低电平时，输出引脚输出高电平信号。
非门常用于逻辑反转和信号调整。
与非门是与门和非门功能集成在一起的逻辑元件。
它具有两个输入引脚和一个输出引脚。
当且仅当两个输入引脚的电压信号都为高电平时，输出引脚会输出低电平信号。
与非门常用于逻辑与非运算。
或非门是或门和非门功能集成在一起的逻辑元件。
它有两个输入引脚和一个输出引脚。
当两个输入引脚中至少一个为高电平时，输出引脚会输出低电平信号。
或非门常用于逻辑或非运算。
异或门是一种特殊的逻辑门电路。
它有两个输入引脚和一个输出引脚。
当两个输入引脚的电压信号相同时，输出引脚输出低电平信号；当两个输入引脚的电压信号不同时，输出引脚输出高电平信号。
异或门常用于逻辑异或运算和数据比较。
这些逻辑元件常常被用于微机中的逻辑电路。
微机是一台小型的计算机系统，包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备等。
逻辑元件通过逻辑电路的连接和配置，实现了微机的基本功能和操作。
以CPU为例，它是微机的核心部件，负责执行计算机指令和控制计算机的运行。
微型计算机主要逻辑部件
微型计算机主要逻辑部件微型计算机是一种小巧便携的计算机，具备强大的计算能力和处理速度。
它的主要逻辑部件包括中央处理器、内存、输入输出控制器、总线和输入输出设备。
这些部件密切协作，完成计算机的各项任务。
下面我们将按类别来解析微型计算机的主要逻辑部件。
1.中央处理器中央处理器，简称CPU，是微型计算机最重要的部件之一。
它负责执行计算机指令，进行算数和逻辑运算。
CPU由控制器和算数逻辑单元两部分组成。
控制器负责驱动指令的获取和执行，而算数逻辑单元则负责执行指令操作。
在微型计算机中，CPU的性能通常被测量用时钟频率，以MHz或GHz为单位。
除此之外，CPU还拥有缓存，它以更快的速度存储最新的指令和数据，提高了CPU的性能和处理速度。
2.内存内存是微型计算机的另一个重要部件。
它存储计算机指令和数据，供CPU使用。
内存分为随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM是一种易失性存储器，当计算机关机时，RAM中的内容将被删除。
而ROM是一种非易失性存储器，它的内容无法被修改或删除。
此外，内存还可以扩展，以提高计算机的计算能力。
3.输入输出控制器输入输出控制器，简称IOC，是联系计算机和外部设备的桥梁。
它管理计算机的输入输出操作，以及外部设备与计算机之间的数据传输。
与CPU类似，IOC也由控制器和接口部件组成。
一些常见的输入输出控制器包括键盘、鼠标、打印机、磁盘驱动器和USB等。
4.总线总线是连接微型计算机各个部件的通道。
它负责传输信息和数据，以便各个部件之间进行协作。
总线也分为多种类型，包括地址总线、数据总线和控制总线。
地址总线为CPU和内存之间提供物理地址，以便CPU访问特定的内存位置。
数据总线负责传输数据，它的宽度决定了计算机能够一次性处理多少位数据。
控制总线管理计算机各个部件之间的通信，确保它们以正确的顺序协同工作。
5.输入输出设备输入输出设备是微型计算机最外层的部件。
它们与计算机之间通过输入输出控制器和总线联系在一起。
第一代计算机基本逻辑部件
第一代计算机基本逻辑部件随着计算机技术的发展，计算机逐渐成为了我们生活中不可或缺的一部分。
而在计算机发展的早期阶段，第一代计算机的基本逻辑部件起到了至关重要的作用。
本文将介绍第一代计算机的基本逻辑部件，包括算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)、时钟等。
一、算术逻辑单元(ALU)算术逻辑单元是第一代计算机中的核心部件之一，负责进行各种算术和逻辑运算。
它由加法器、减法器、与门、或门等逻辑门组成。
加法器和减法器用于执行加法和减法运算，而与门和或门则用于执行逻辑运算。
算术逻辑单元通过输入和输出端口与其他部件进行通信，使计算机能够进行复杂的计算和判断。
二、控制单元(CU)控制单元是第一代计算机中的另一个重要部件，它负责对计算机的各个部件进行协调和控制。
控制单元通过接收指令来控制计算机的运行。
它包含了指令寄存器、程序计数器等部件，能够解析指令并将其传递给其他部件执行。
控制单元的运作依赖于时钟信号，通过时钟信号来同步各个部件的操作，确保计算机的正常运行。
三、时钟时钟是第一代计算机中的另一个重要部件，它用于提供计时信号，使计算机的各个部件能够按照统一的节奏进行工作。
时钟信号以固定的频率发出，每个时钟周期都对应着一次计算机的操作。
时钟信号的频率越高，计算机的运行速度越快。
时钟信号的稳定性对计算机的运行至关重要，只有在时钟信号的节奏下，计算机的各个部件才能够协调一致地工作。
四、总线总线是第一代计算机中负责传输数据和信号的通道。
它分为数据总线、地址总线和控制总线三种类型。
数据总线用于传输数据，地址总线用于传输地址，控制总线则用于传输控制信号。
总线连接了计算机的各个部件，使它们能够相互通信和协调工作。
总线的带宽决定了数据传输的速度，带宽越高，数据传输越快。
五、存储器存储器是第一代计算机中的另一个重要部件，它用于存储数据和指令。
存储器分为内存和外存两种类型。
内存是计算机的主要存储介质，用于临时存储数据和指令。
外存则用于长期存储数据和指令，比如硬盘、光盘等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
五、实验原理
6. KA（KAH、KAL），KB（KBH、KBL），KC （KCH，KCL）：数据通路开关
7. KR（KRH、KRL）：寄存器输出通路选择开关
16
CC：接数控制脉冲（上升沿有效） CG：接数控制电平（低电平有效）
11
五、实验原理
2. TEMP（74373）： 暂存器（3态输出8D锁存器）
CT：接数控制（高电平有效） OT：输出控制（低电平有效）
12
五、实验原理
3. BUFFER（74245）： 输出缓冲器（8位双向3态传输门）
条件
7
四、四位并行加法器示例
8
四、四位并行加法器示例
2. SN74182 超前进位发生器（并行）
3 4 1 2 15 14 5 6
G0 P0 G1 P1
Cn
Cn+x
13
12
G2 P2 Cn+y 11
G3 P3 Cn+z P G 9 7 10
9
四、四位并行加法器示例
3. 16位全并行加法器进位结构
Cn
Cn
74181
GP
Cn
74181
GP
Cn
741பைடு நூலகம்1
GP
Cn Cn+4
74181
GP
3 4 12 1 2 11 15 14 9 5 6
G0 P0 Cn+x G1 P1 Cn+y G2 P2 Cn+z G3 P3 74182
Cn
PG
13
7 10
Cn+16
10
五、实验原理
1. ACT（74377）： 累加器暂存器（8D触发器）
= G4 + P4G3 + P4P3G2 + P4P3P2G1 + P4P3P2P1C0 其中：Gi =AiBi ； Pi =Ai + Bi
3. 进位方案
组内并行，组间串行进位 单重分组跳跃进位 组内并行，组间并行进位
6
四、四位并行加法器示例
1. SN74181： 4位并行加法器，有正负逻辑之分
Lecture2 计算机的逻辑部件
运算器
一、常用的加法器
1. 半加器
AB 00 01 10 11
FC 00 10 10 01
F=A⊕B C=A·B
FC
∑
AB
2
一、常用的加法器
2. 全加器
Fi=Ai⊕Bi⊕Ci-1 Ci=Ai· Bi + (Ai⊕Bi)· Ci-1
Fi
Ci
∑
Ai Bi Ci-1
高位的求和运算依 赖于低位的运算
绝对进位
进位传递条件
本位进位
进位传递函数
进位产生函数
5
三、并行加法器的进位逻辑
2. 并行进位：进位不依赖于低位的进位
C1 = G1 + P1C0 C2 = G2 + P2C1
= G2 + P2G1 + P2P1C0 C3 = G3 + P3C2
= G3 + P3G2 + P3P2G1 + P3P2P1C0 C4 = G4 + P4C3
2 23 21 19 1 22 20 18
=0,算术运算 =1,逻辑运算
工作 方式 选择
7 8 6 5 4 3
Cn M
S0 S1 S2 S3
A0 A1 A2 A3 B0 B1 B2 B3 16 本位
Cn+4 14 进位
74181
A=B 17
Gn+4 15
Pn+4
F0 F1 F2 F3
传递
功能表 page 22 9 10 11 13
OB：输出控制（低电平有效）
13
五、实验原理
4. ALU（74181）： 算术逻辑运算单元（4位ALU）（P22）
M：逻辑运算、算术运算选择控制端 S0~S3：运算功能控制端
14
五、实验原理
5. ACC（74198）：累加器（8位移位寄存器）
CA：工作脉冲（上升沿有效） X0、X1：工作方式选择 SL、SR：右移入、左移入
3
二、串行加法器与并行加法器
1. 串行加法器
由一个一位的加法器完成一个数据位的求和 及进位计算
2. 并行加法器
由一个多位加法器完成一个数据所有位的求 和及进位计算
4
三、并行加法器的进位逻辑
1. 进位形成
Ci=Ai· Bi + (Ai+Bi)· Ci-1 Ci=Gi + Pi· Ci-1