2 Logische bouwstenen. Computersystemen 1

Presentatie over: "2 Logische bouwstenen. Computersystemen 1"— Transcript van de presentatie:

1 Computersystemen 1 L.V.de.Zeeuw@HRO.NL

2 2 Logische bouwstenen

3 Inleiding 1 Defenitie Intelligentie:
Het vermogen om op grond van bepaalde feiten beslissingen te nemen. Wisselschakeling: Intelligent? L.V. de Zeeuw Computersystemen

4 Inleiding 2 Intelligentie bij machines en mensen hebben ‘logica’ gemeen. Logische schakelingen Een andere belangrijke voorwaarde voor intelligentie is ‘geheugen’. Geheugen schakelingen L.V. de Zeeuw Computersystemen

5 2.1 Logica 1 Logica houdt zich bezig met:
Beweringen (Eis: moet waar of onwaar zijn ofwel eenduidig) De relaties tussen beweringen L.V. de Zeeuw Computersystemen

6 2.1 Logica 2 Als het regent én ik ben buiten, wordt ik nat. Als
‘het regent’ = waar én ‘ik ben buiten’ = waar dan ‘ik wordt nat’ = waar L.V. de Zeeuw Computersystemen

7 2.1 Logica 3 Voorbeeld: (A=waar)/\(B=waar) =>(C=waar) L.V. de Zeeuw
Computersystemen

8 2.1 Logica 4 Voorbeeld: (A=waar)\/(B=waar) =>(C=waar)
Inclusieve OF omdat aan beide voorwaarden is voldaan L.V. de Zeeuw Computersystemen

9 2.1 Logica 4 George Boole (1815 – 1864) heeft bedacht hoe je met logische functies kunt rekenen. We spreken van: Boole algebra Boolse variabelen of Booleanse variabelen L.V. de Zeeuw Computersystemen

10 2.1 Logica 5 Programmeer talen en het type ‘Boolean’.
Een Boolean kan alleen de waarden ‘True’ of ‘False’ aan nemen. L.V. de Zeeuw Computersystemen

11 2.2 Poorten Logische schakelingen worden opgebouwd uit ‘poorten’.
Met deze poorten kunnen de belangrijkste onderdelen van een computer worden gerealiseerd. XOR als elementaire poorten L.V. de Zeeuw Computersystemen

12 2.2.1 Afspraken over 0 en 1 H L T F 1 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) TTL (Transistor Transistor Logic) L.V. de Zeeuw Computersystemen

13 2.2.2 De EN-poort 1 Spreek uit EN L.V. de Zeeuw Computersystemen

14 2.2.2 De EN-poort 2 Zie: www.misc.hro.nl/telematica L.V. de Zeeuw
Computersystemen

15 2.2.2 De EN-poort 3 L.V. de Zeeuw Computersystemen

16 2.2.3 De OF-poort Spreek uit OF L.V. de Zeeuw Computersystemen

17 Bolletje aan de uitgang
2.2.4 De NIET-poort 1 Bolletje aan de uitgang _ Notaties: A, A’, !A, of Not(A) L.V. de Zeeuw Computersystemen

18 Bolletje aan de uitgang
2.2.4 De NIET-poort 2 Bolletje aan de uitgang L.V. de Zeeuw Computersystemen

19 2.2.4 De NIET-poort 3 L.V. de Zeeuw Computersystemen

20 2.2.5 De Exclusieve OR-poort
Spreek uit Exclusive OR L.V. de Zeeuw Computersystemen

21 IEC: International Electrotechnical Commision
2.2.6 Symbolen voor poorten IEC: International Electrotechnical Commision L.V. de Zeeuw Computersystemen

22 2.2.7 Poorten met meer ingangen
L.V. de Zeeuw Computersystemen

23 2.2.8 Schakelingen met poorten 1
L.V. de Zeeuw Computersystemen

24 2.2.8 Schakelingen met poorten 2
Exclusief OR samengesteld uit elementaire poorten P1 P2 Q 1 Not And Or L.V. de Zeeuw Computersystemen

25 2.2.8 Schakelingen met poorten 3
Regels: TTL en CMOS niet door elkaar gebruiken Op één uitgang mogen meerdere ingangen. Uitgangen mogen niet met elkaar verbonden worden (kortsluiting) L.V. de Zeeuw Computersystemen

26 2.2.8 Schakelingen met poorten 4
L.V. de Zeeuw Computersystemen

27 2.2.8 Schakelingen met poorten 5
L.V. de Zeeuw Computersystemen

28 2.2.8 Schakelingen met poorten 6
NAND-poort en.wikipedia.org/wiki/Diode-transistor_logic L.V. de Zeeuw Computersystemen

29 2.3 Schakelingen voor computers
Sleutel Multiplexer Vergelijker Pariteits generator Opteller L.V. de Zeeuw Computersystemen

30 Besturingslijn (sleutel)
datapad Besturingslijn (sleutel) L.V. de Zeeuw Computersystemen

31 De waarde van A of B verschijnt hier afhankelijk of ‘Keuze’ 0 of 1 is.
2.3.2 Multiplexer De waarde van A of B verschijnt hier afhankelijk of ‘Keuze’ 0 of 1 is. L.V. de Zeeuw Computersystemen

32 2.3.3 Vergelijker Als waarden van A0-A3 gelijk zijn aan B0-B3 verschijnt hier een 0 (ongelijk) of een 1 (gelijk) L.V. de Zeeuw Computersystemen

33 Levert een 1 als het aantal enen aan de ingang oneven is
2.3.4 Parity generator Levert een 1 als het aantal enen aan de ingang oneven is Nu 5 input lijnen. Pariteit L.V. de Zeeuw Computersystemen

34 2.3.5 Opteller 1 0+0=00 0+1=01 1+0=01 1+1=10 (1 onthouden= carry)
Half Adder L.V. de Zeeuw Computersystemen

35 2.3.5 Opteller 2 L.V. de Zeeuw Computersystemen

36 2.3.5 Opteller 3 Full Adder L.V. de Zeeuw Computersystemen

37 2.3.5 Opteller 4 L.V. de Zeeuw Computersystemen

38 2.4 Geheugencellen Combinatorische schakelingen: De uitgangen zijn een onmiddellijke functie van de ingang. Sequentiële schakelingen: hebben ‘geheugen’. kunnen niet alleen met waarheidstabellen worden beschreven. L.V. de Zeeuw Computersystemen

39 2.4.1 De latch en flip-flop 1 L.V. de Zeeuw Computersystemen

40 2.4.1 De latch en flip-flop 2 Ingang wordt gevolgd
Uitgang wordt gevolgd Pulsplaatje L.V. de Zeeuw Computersystemen

41 2.4.1 De latch en flip-flop 3 Verschillen
Uitgang volgt ingang terwijl de controle ingang 1 is = géén klok signaal Eenvoudiger Goedkoper Flip-flop Uitgang volgt ingang op het moment dat controle ingang 0 wordt = klok Signaal Ingewikkelder Duurder Meerdere flip-flops achter elkaar. L.V. de Zeeuw Computersystemen

42 Rondje: Data wordt gelezen op de achterflank
2.4.1 De latch en flip-flop 4 Rondje: Data wordt gelezen op de achterflank Achterflank L.V. de Zeeuw Computersystemen

43 2.4.2 Registers 1 Naam Breedte [bits] Aantal combinaties Bit
(binary digit) 1 21=2 Nibble 4 24=16 Byte (bi eight) 8 28=256 Word 16 216=65536 (Long) word 32 232= (Quad) word 64 264= L.V. de Zeeuw Computersystemen

44 2.4.2 Registers 2 L.V. de Zeeuw Computersystemen

45 2.4.3 Schuifregisters 1 Op elke voorflank van de klokpuls wordt de data van de ene flip-flop in de volgende ingelezen. L.V. de Zeeuw Computersystemen

46 2.4.4 Schuifregisters 2 Omzetten van parallele data naar seriele data en andersom Cyclic Redudancy Check (CRC) generator. L.V. de Zeeuw Computersystemen

47 2.5 De organisatie van het geheugen
Moderne computer beschikken over miljoenen geheugen registers. Dit geheugen wordt bestuurd zonder dat we met miljoenen verschillende lijnen te maken krijgen. L.V. de Zeeuw Computersystemen

48 2.5.1 Schrijven in het geheugen 1
Data in bus (4 lijnen) L.V. de Zeeuw Computersystemen

49 2.5.1 Schrijven in het geheugen 2
AND poort Adres bus De 5 lijnen wijzen maximaal 25 =32 registers aan Bolletjes: Bepalen welke lijnen geinverteerd zijn! L.V. de Zeeuw Computersystemen

50 2.5.2 Uitlezen 1 We willen de data-in bus ook gebruiken als data-uit bus. De databus moet dus het in en uitgaande data kunnen verwerken. Als we data-in van een regsiter verbinden met de data-uit krijgen we kortsluiting. Opslossing: De Tristate uitgang L.V. de Zeeuw Computersystemen

51 2.5.2 Uitlezen 2 Drie toestanden: 0, 1, Z (niet verbonden)
L.V. de Zeeuw Computersystemen

52 2.5.2 Uitlezen 3 L.V. de Zeeuw Computersystemen

53 2.5.3 De databus 1 L.V. de Zeeuw Computersystemen

54 2.5.3 De databus 2 L.V. de Zeeuw Computersystemen

55 2.5.3 Accesstijd Accesstijd: De tijd die nodig is om data uit een geheugen te lezen. Het bedienen van het geheugen wordt gedaan door de CPU (Central Processing Unit) Geheugen: Random Access (willekeurige data kan meeteen worden gelezen) Sequentieel (data kan alleen in vast volgorde worden gelezen: bv bandje) L.V. de Zeeuw Computersystemen

56 2.6 Geheugensoorten L.V. de Zeeuw Computersystemen

57 2.6.1 Standaardtypen 1 RAM: S-RAM, D-RAM: Static/Dynamic Random Access Memory ROM: Read Only Memory PROM: Programmable Read Only Memory EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory L.V. de Zeeuw Computersystemen

58 2.6.1 Standaardtypen 2 EPROM L.V. de Zeeuw Computersystemen

59 2.6.2 Kanttekeningen Access: Alle geheugenvormen zijn ‘Randam Access’
Snelheid: Het geheugen moet de snelheid van de processor kunnen bijhouden. Geheugenmodules: Samen brengen van meerder geheugenchips op een printplaatje. L.V. de Zeeuw Computersystemen