ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Высокая точность, стабильность параметров и получение других характеристик, недостижимых в устройствах, использующих аналоговые методы обработки информации, составляют характерные достоинства цифровых принципов, привлекающих внимание проектировщиков различных по назначению электронных систем. И если идеи цифровых методов завоевали признание давно, то необходимые для реализации сложных цифровых систем условия возникли относительно недавно и связаны с успехами микроэлектроники. Именно интегральные узлы, обладающие высокой надежностью, быстродействием и малой стоимостью, обеспечивают элементную базу для построения сложных цифровых систем. Их основой являются логические элементы, выполняющие операции булевой алгебры, или алгебры логики (АЛ).

3.1. Основы алгебры логики

Основные понятия алгебры логики.Во всех современных цифровых системах применяется логическая система, предложенная Джорджем Булем (1815-1864). Эта формальная логика высказывания известна теперь как алгебра Буля и составляет основу электронной обработки данных. Средством обработки двоичных сигналов в ЭВМ являются логические элементы.

Логические элементы (ЛЭ) – это электронные схемы с одним или несколькими входами и одним выходом, через которые проходят электрические сигналы, представляющие логические переменные. Из логических элементов путем их комбинации строятся основные схемы цифровой вычислительной техники.

Логическая переменная в алгебре логики может принимать одно из двух возможных значений: ДА – истина, НЕТ – ложь. Эти значения в цифровой технике принято рассматривать как логическую "1" (ДА) и логический "0" (НЕТ). Физически это может означать присутствие или отсутствие некоторого сигнала (замкнуто, разомкнуто), уровень потенциала на электронном элементе (высокий, низкий), протекание или отсутствие тока в некоторой цепи и т.п. Логические переменные позволяют легко описать состояние таких объектов, как тумблеры, кнопки, реле, триггеры и других, которые могут находиться в двух четко различимых состояниях: включено - выключено.

Алгебра логики в ее современном понимании занимается исследованием операций с высказываниями, в отношении которых можно лишь утверждать, что их содержание истинно или ложно. Логические переменные можно заменять конкретными по содержанию высказываниями.