Электроника:Цифровая электроника/Принципы цифровых вычислений/Двоичный сумматор

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 648.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Двоичный сумматор[1]

Предположим, нам нужно создать устройство, складывающее вместе два двоичных бита. Такое устройство известно как полусумматор, и его вентильная схема выглядит так:

Рис. 1. Вентильная схема двоичного полусумматора.
Рис. 1. Вентильная схема двоичного полусумматора.

Символ Σ означает «сумму» на выходе полусумматора, младший значащий бит суммы (МЗБ). CВых. означает «перенос» выхода полусумматора, т.е. старший бит суммы (СЗБ).

Если реализовать эту же функцию в «лестничной» (релейной) логике, это выглядело бы так:

Рис. 2. Релейная схема двоичного полусумматора.
Рис. 2. Релейная схема двоичного полусумматора.

Любая схема способна складывать вместе две двоичные цифры. Математические «правила» сложения битов являются неотъемлемой частью жёстко запрограммированной логики схем. Если бы мы хотели выполнить другую арифметическую операцию с двоичными битами, например умножение, нам пришлось бы построить другую схему. Приведённые выше схемы будут выполнять только одну функцию: складывать вместе два двоичных бита. Чтобы заставить их делать что-то ещё, потребуется перемонтаж и, возможно, другие компоненты.

В этом смысле цифровые арифметические схемы мало чем отличаются от аналоговых арифметических схем (вроде операционного усилителя): они делают именно то, для чего предназначены, не больше и не меньше. Однако мы не ограничены таким образом проектированием схем цифровых компьютеров.

Математические «правила» для любой арифметической операции можно внедрить в виде цифровых данных, а не в виде жёстких соединений между вентилями. Результатом является беспрецедентная гибкость в работе, что привело к появлению совершенно нового типа цифрового устройства: программируемого компьютера.

Хотя эта глава ни в коем случае не является исчерпывающей, она даёт то, что я считаю уникальным и интересным взглядом на природу программируемых компьютерных устройств, начиная с двух типов устройств, часто упускаемых из виду во вводных учебниках: хранилищ таблиц поиска и конечных автоматов.

См.также

Внешние ссылки