درس:مدار منطقی/فصل اول

از ویکی جامع پردیس دانشگاهی دانشگاه قم
پرش به: ناوبری، جستجو
مدار منطقی
W101.jpg
مشخصات درس
عنوان درس مدار منطقی
عنوان لاتین Logical Circuit
استاد دکتر روح الله دیانت
مقطع تحصیلی کارشناسی
رشته دانشگاهی مهندسی کامپیوتر،مهندسی برق
پیش نیازها ساختمان گسسته
هم نیازها مدارهای الکتریکی یا مدارهای الکترونیکی
سرفصل های درس
مقدمه
سیستم های دودویی و جبر بول
مدار های ترتیبی و ترکیبی

مقدمه

در ابتداي اين جزوه لازم است يک سری نکات به عنوان مقدمه بيان شود.

شناخت موضوع و هدف مدار منطقی

موضوع کتاب آشنايي با مدارهای منطقی است. اين مبحث با اسامي ديگري مانند طراحي منطقی و طراحی سيستم‏های ديجيتالی نيز شناخته می ‏شود. در رشته کامپيوتر سه درس مهم وجود دارد که موضوع مشترک آنها به طراحي يک سيستم کامپيوتری مربوط می ‏شود:

  1. مدارهای منطقی
  2. معماری
  3. کامپيوتر و ريزپردازنده

علي‏رغم موضوع مشترک اين دروس، هر کدام از جنبه بخصوصی به مسأله طراحی می نگرند.

در درس مدار منطقي به طراحي اجزاء يک کامپيوتر پرداخته مي شود. در معماري کامپيوتر با اتصال اين قطعات به يکديگر يک سيستم کامپيوتري (کامپيوتر) ساده طراحي مي کنيم و بالاخره در ريزپردازنده با طراحي و عملکرد يک سيستم واقعي ساخته شده آشنا مي شويم. فهميديم که موضوع بحث مدارمنطقي طراحي اجزاء کامپيوتر است. اکنون به نکته مهم ديگري توجه کنيد.

فرض کنيد از ما خواسته شود اجزاء ساختمان دانشکده را بيان کنيم. يک جواب مي توان به اين صورت باشد که دانشکده از اجزاء زير تشکيل شده است:کلاس ها، اتاق اساتيد، اتاق هاي کارمندان و...

مي توان در جوابي ديگر هر يک از اين اجزاء را هم به صورت ريز تر بيان کرد. مثلا خود کلاس مي تواند شامل تخته سياه، نيمکت و.. باشد. در نتيجه به بيان ديگري در مورد اجزاء دانشکده مي رسيم که از اولي جزئي تر باشد. اين رفتن به سطوح جزئي را مي توان باز هم ادامه داد. پس:

نکته1: بيان اجزاء يک شي در سطوح مختلفي امکان پذير است.

در نتيجه بيان اجزاء کامپيوتر هم در سطوح مختلف امکان پذير است. اکنون مي خواهيم با بعضي از اين سطوح آشنا شويم و همچنين بيان کنيم که در درس منطقي اجزاء در کدام سطح بررسي مي شوند.

بالاترين سطح بيان اجزاء کامپيوتر اين است که بگوييم کامپيوتر از اجزاء ALU، واحد کنترل، حافظه، واسط هاي ورودي و خروجي. به اين سطح، سطح سيستم گفته مي شود.

پايين تر سطح بيان اجزاي کامپيوتر سطح ترانزيستور است. يک کامپيوتر امروزي از دهها مليون ترانزيستور تشکيل شده است.

در درس منطقي از سطحي استفاده مي شود که بالاتر از سطح ترانزيستور و پايين تر از سطح سيستم مي باشد. اين سطح، سطح منطق خوانده مي شود.

در سطح منطق ابتدا سه واحد پايه تعريف مي شود. اين سه واحد گيت هاي and، or و not خوانده مي شود. سپس با استفاده از اين اجزاء و اتصال دادن آنها به يکديگر اجزاي کامپيوتر را طراحي مي کنيم. در مورد اين واحدهاي پايه به زودي صحبت خواهيم کرد.

خلاصه 1: موضوع درس مدار منطقي طراحي اجزاي کامپيوتر در سطح منطق مي باشد.

قبل از شروع آشنايي با واحدهاي پايه و طراحي اجزاي کامپيوتر آشنايي با دو مقدمه ضروري است: نمايش اعداد و کدهاي دودوئي