Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ: Chương 2 - Huỳnh Tổ Hạp

Bài giảng "Kiến trúc máy tính và hợp ngữ - Chương 2: Mức logic số" có cấu trúc gồm 4 phần cung cấp cho người học các kiến thức: Đại cương về mạch số, mạch tổ hợp, mạch tuần tự, thanh ghi và bộ nhớ. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ: Chương 2 - Huỳnh Tổ Hạp 2.1 Mạch số Chương 2. 1. Đại cương Mức logic số z Là mạch điện tử hoạt động ở 2 mức điện áp: cao (1) và thấp (0) z Bóng điện tử / Transistor Đại cương mạch số z Bảng mạch in, Mạch tích hợp, Mạch tổ hợp Chip: DIP / PGA / PQFP z SSI: small (vài chục) Mạch tuần tự z MSI: medium (vài trăm) Thanh ghi và bộ nhớ z LSI: large (vài ngàn) z VLSI: very large z Thông tin nhị phân biểu diễn = tín hiệu điện cao thấp. 3. Đại số Bool z Thao tác trên thông tin nhị phân thực hiện bằng cổng z Đại số Bool 2. Cổng luận lý: z Nghiên cứu các mệnh đề luận lý (1 trong 2 trị: Đ hoặc S) z mạch số gồm 1 hoặc nhiều ngõ nhập và 1 ngõ xuất. z Bốn phép tính luận lý cơ bản: Not, And, Or, Xor z Có sự tương ứng giữa mạch số và hàm Bool z Các cổng cơ bản (h 1.2 / h 4): ký hiệu, bảng chân trị ƒ Vẽ mạch số ứng với hàm: F = A + B’ C z Phân tích thiết kế mạch số: ƒ Lập bảng chân trị - Biểu diễn dạng đại số ƒ Tìm mạch đơn giản bằng PP biến đổi đại số Bool z VD1: Thiết kế mạch số với bảng chân trị. 4. Bản đồ Karnaugh A B C Y z Từ các trị 1, xây dựng các tích cơ bản ƒ Phương pháp bản đồ để đơn giản biểu thức Bool 0 0 0 0 z Lập hàm Bool bằng tổng các tích cơ bản z Các khái niệm: z (Vẽ mạch số) ƒ Bản đổ Karnaugh - Các ô liền kề (chỉ có 1 biến khác nhau) 0 0 1 0 z Đơn giản hàm Bool bằng PP đại số z Bước 0: Chuẩn bị bản đồ K với số biến phù hợp 0 1 0 1 z (Vẽ mạch số) z Bước 1: Chuyển các giá trị 1 của bản chân trị vào bản đồ 0 1 1 1 z Mở rộng: Thêm trị 1 tại 111 z Bước 2: Xây dựng các nhóm VD2: Đơn giản mạch Kích thước 2k, với k = n, n – 1, n – 2, ... 1 (giảm dần từ n đến 1) 1 0 0 0 z ƒ z Y = A B’ + A B ƒ Sao cho không có nhóm con (nằm trọn trong nhóm lớn hơn) 1 0 1 1 Xét loại nhóm thừa (bỏ đi không ảnh hưởng đến kết quả) 1 1 0 0 (Liên quan đến khái niệm phủ tối tiểu trong Toán rời rạc) z Bước 3: Tạo biểu thức (là tổng các tích) 1 1 1 0 ƒ Mỗi nhóm kích thước 2k là một tích với số phần tử (n – k) ƒ Chiếu lên từng cạnh 1 2.2 Mạch tổ hợp z Bài tập: 1. Đại cương z Gồm 1 số cổng luận lý kết nối với nhau, z 1, 2, 3, 4, 5, 6, ƒ với 1 tập các ngõ vào (n) các ngõ ra (m) z Bản đồ Karnaugh: 7, 8 (tr.21) z Xác định bằng bảng chân trị ƒ (n biến nhập, m biến xuất) z Mô tả bằng: ƒ Lược đồ logic - Lược đồ khối (h 2.1) ƒ VD: lược đồ logic (a), lược đồ khối (b), bảng chân trị (c) 2. Mạch cộng: b. Mạch toàn cộng (Full Adder) z Cộng 2 ký số nhị phân z Cộng thêm bit nhớ z Gồm 3 ngõ vào (x, y, z) và 2 ngõ ra (S và C) a. Mạch nửa cộng (Half Adder) z (gồm 2 mạch nửa cộng và 1 cổng OR) (h 2.4) z Gồm 2 ngõ vào (x, y) và 2 ngõ ra (S: sum, C: carry) z (h 2. ...