Thông tin tài liệu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GỊN PHẦN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 1: CƠ BẢN VỀ LOGIC SỐ GV: Lương Minh Huấn NỘI DUNG I Kiến trúc máy tính gì? II Các hệ đếm III Đại số Boolean IV Hệ tổ hợp V Hệ dãy I KIẾN TRÚC MÁY TÍNH LÀ GÌ? Trong kỹ thuật máy tính, kiến trúc máy tính là thiết kế khái niệm cấu trúc hoạt động hệ thống máy tính Nó thiết kế (blueprint) mơ tả tính chất, chức yêu cầu thi hành thiết kế cho phận khác máy tính I KIẾN TRÚC MÁY TÍNH LÀ GÌ? Kiến trúc máy tính bao gồm ba phạm trù chính: Kiến trúc tập lệnh (Instruction set architecture, ISA) Vi kiến trúc (Microarchitecture) Thiết kế hệ thống (System Design) II CÁC HỆ ĐẾM CƠ BẢN Hệ thập phân (Decimal System): người sử dụng Hệ nhị phân (Binary System): máy tính sử dụng Hệ thập lục phân (Hexadecimal System): dùng biểu diễn rút ngắn số học nhị phân Hệ bát phân (Octal Number System) II.1 HỆ THẬP PHÂN Cơ số 10 Bộ ký tự sở gồm 10 số: 0…9 Dạng tổng quát: an-1an-2an-3…a1a0,a-1 a-2…a-m Dùng n chữ số thập phân biểu diễn 10n giá trị khác nhau: 00 000 = 99 999 = 10n - II.1 HỆ THẬP PHÂN -1 -2 472.38 = 4x102 + 7x101 + 2x100 + 3x10-1 + 8x10-2 Các chữ số phần nguyên: 472 : 10 = 47 dư 47 : 10 = dư : 10 = dư 472 Các chữ số phần lẻ: 0.38 x 10 = 3.8 phần nguyên = 0.8 x 10 = 8.0 phần nguyên = 38 II.2 HỆ NHỊ PHÂN Cơ số chữ số nhị phân: Chữ số nhị phân gọi bit (binary digit) Bit đơn vị thông tin nhỏ Dùng n bit biểu diễn 2n giá trị khác nhau: 00 000 = 11 111 = 2n-1 II.2 HỆ NHỊ PHÂN Có số nhị phân A sau: A = anan-1 a1a0.a-1 a-m Giá trị A tính sau: A = an2n + an-12n-1 + + a020 + a-12-1 + + a-m2-m Ví dụ: 0-1 -2-3-4 1 0 1.1 1(2) = 26 + 25 + 23 + 20 + 2-1 + 2-3 + 2-4 = 64 + 32 + + + 0.5 + 0.125 + 0.0625 = 105.6875(10) II.3 HỆ THẬP LỤC PHÂN Cơ số: 16 16 chữ số: 0,1, …, 9, A, B, C, D, E, F (chữ hoa chữ thường nhau) Ví dụ: 1A24E Hệ thống thập lục phân dùng, công ty IBM giới thiệu với giới điện toán vào năm 1963 Đổi phần lẻ từ hệ thập phân N(10) sang hệ số b M(b) Qui tắc: lấy phần thập phân (sau dau phay) N(10) nhân với b phần thập phân tích số Kết số chuyển đối M(b) số phần nguyên phép nhân viết theo thứ tự phép tính Ví dụ: 0.6875(10) = ?(2) = ?(16) 0.6875 x = 375 0.375 x = 75 0.75 x = 0.5 0.6875 x 16 = 11 x = Kết quả: 0.6875(10) = 0.1011(2) = 0.B(16) 14 III ĐẠI SỐ BOOLEAN Đại số Boole là một cấu trúc đại số có tính chất phép toán trên tập hợp và phép toán logic Cụ thể, phép toán tập hợp quan tâm là phép giao, phép hợp, phép bù; phép tốn logic là Và, Hoặc, Khơng Đại số Boole đặt tên theo George Boole (1815–1864), nhà toán học người Anh III ĐẠI SỐ BOOLEAN Đại số Boole làm việc với đại lượng nhận giá trị Đúng Sai thể hiện hệ thống số nhị phân, mức điện trong mạch điện logic Do đại số Boole có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật điện và khoa học máy tính, trong logic toán học NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN Sử dụng hệ số nhị phân Các phép toán: Phép cộng luận lý (+ hay OR) Phép nhân luận lý ( hay AND) Phép bù (NOT) Độ ưu tiên phép toán ĐỊNH LÝ CỦA ĐẠI SỐ BOOLEAN HÀM BOOLEAN Một hàm Boolean biểu thức tạo từ: Các biến nhị phân Các phép tốn hai ngơi AND, OR hay phép tốn ngơi NOT Các cặp dấu ngoặc đơn dấu Với giá trị cho trước, giá tri hàm ỨNG DỤNG CỦA ĐẠI SỐ BOOLEAN Các định lý Boole giúp đơn giản biểu thức logic Việc đơn giản cần thiết để mạch thiết kế thực đơn giản kinh tế Ngoài việc rút gọn biểu thức logic đại số boole, sử dụng đại số boole để đơn giản mạch logic Để đơn giản mạch logic ta làm bước sau: Từ mạch logic xác định biểu thức cho ngõ mạch Sau xác định hàm ngõ ra, tiến hành rút gọn biểu thức cách dùng định lý đại số boole Sau biểu thức mới, có mạch logic tương đương với mạch logic cho Ví dụ: đơn giản mạch Trước tiên ta viết biểu thức logic cho ngõ ra: Rút gọn biểu thức ta được: Từ đó, ta có mạch đơn giản IV HỆ TỔ HỢP Hệ tổ hợp hệ mà tín hiệu phụ thuộc vào tín hiệu vào thời điểm Hệ tổ hợp gọi hệ khơng có nhớ Hệ tổ hợp cần thực phần tử logic V HỆ DÃY Hệ dãy (hệ tuần tự) hệ mà tín hiệu khơng phụ thuộc vào thời điểm tại, mà phụ thuộc vào thời điểm trước Hệ dãy (hệ tuần tự) gọi hệ có nhớ Mặt khác, tín hiệu vào thay đổi, tín hiệu khơng thay đổi mà chờ đến có tín hiệu xung điều khiển thay đổi Do đó, mang tính đồng Hệ dãy (hệ tuần tự) sở để thiết kế nhớ V HỆ DÃY ... 000 = 11 11 1 = 2n -1 II.2 HỆ NHỊ PHÂN Có số nhị phân A sau: A = anan -1 a1a0.a -1 a-m Giá trị A tính sau: A = an2n + an -12 n -1 + + a020 + a -12 -1 + + a-m2-m Ví dụ: 0 -1 -2-3-4 1 0 1. 1 1( 2) =... 10 n - II .1 HỆ THẬP PHÂN -1 -2 472.38 = 4x102 + 7x1 01 + 2x100 + 3x10 -1 + 8x10-2 Các chữ số phần nguyên: 472 : 10 = 47 dư 47 : 10 = dư : 10 = dư 472 Các chữ số phần lẻ: 0.38 x 10 = 3.8... thứ tự phép tính Ví dụ: 0.6875 (10 ) = ?(2) = ? (16 ) 0.6875 x = 375 0.375 x = 75 0.75 x = 0.5 0.6875 x 16 = 11 x = Kết quả: 0.6875 (10 ) = 0 .10 11( 2) = 0.B (16 ) 14 III ĐẠI SỐ BOOLEAN Đại số Boole là
Ngày đăng: 04/06/2019, 10:15
Xem thêm: Slide bài giảng môn Kiến trúc máy tính và mạng máy tính: Chương 1: CƠ BẢN VỀ LOGIC SỐ, II. CÁC HỆ ĐẾM CƠ BẢN