1

Тоон логикийн үндэсBasic Digital Logic

2

Төлөвлөгөө- Outlines Тоон логикийн үндсэн дүрслэл

Basic Digital Logic Gates Тоон логик схемийн 2 төрөл

Two types of digital logic circuits Нийлмэл логик схем - Combinational logic circuits Цуваа логик схем - Sequential logic circuits

Combinational logic circuit design Using sum of product Using product of sum

Karnaugh map: Minimization of logic circuits Without don’t care term With don’t care term

Construction from smaller components Sequential logic circuit

3

Switches

Дижитал компьютерийн блокийг байгуулах хийсвэрлэлAbstraction of building block of digital computers

Логикийн үндсэн функцуудBasic logic functions AND OR NOT

B

A

A

A B

4

Basic Digital Logic Gates

NOT gate

AND gate OR gate XOR gate

NAND gate NOR gate XNOR gate

5

Тоон логик схемийн 2 төрөлTwo types of digital logic circuits

Combinational logic circuits Гаралт бол зөвхөн оролтоос хамаарна.

Output depends only on its input at that time.

Sequential logic circuits Гаралт аль алинаас нь хамаарна

Output depends both on Өмнөх гаралт ба - its previous output and Тухайн үедээ оролт - its input at that time

CombinationalLogic Circuit

SequentialLogic Circuit

6

Нийлмэл логик схемCombinational Logic

Circuit

7

Нийлмэл логик схемийг хэрхэн бүтээх вэ?How to design a combinational logic circuit

Оролт гаралтыг 0 ба 1-р хэрхэн кодлох вэ?

Оролт гаралтын бит бүрийг тайлбаарлахDescribe each bit of the output in term of input Truth table Logical function

Логикийн функцуудээр логик схемийг бүтээхConstruct a logic circuit from the logical function

8

Үнэмшлийн хүснэгт ба логик функцTruth table and logical function

out = f (in1, in2, …)

in1 in2 … out

0 0 0 1

0 0 1 0

0 1 0 …

… … … …

1 1 1 0

9

Boolean Logic Basic Boolean operations

AND: X Y, X & Y, X Y, X Y OR: X Y, X + Y NOT: ~X, X’, X

Дурын логик илэрхийлэл дараах байдлаар тайлбарлагдана: Any Boolean expressions can be described in: Дизъюнктив хэвийн хэлбэр

Disjunctive normal form (DNF) /sum of product Конъюнктив хэвийн хэлбэр

Conjunctive normal form (CNF) / product of sum

10

Example: Exclusive OR (XOR)

output = X Y + XY

X Y output

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

11

Construct Sum of Products

Функц үнэн байх бүх нөхцлүүд Find out all conditions when the function is true X Y = T(1) when

X=0, Y=1 => X Y =1 X=1, Y=0 => XY = 1

OR the conditions X Y + XY

Sum of products

X Youtpu

t

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

minterm

12

Exclusive OR (XOR): Sum of products

output =X Y + XY mintern

X Y output

XY 0 0 0

X Y 0 1 1

XY 1 0 1

X Y 1 1 0

X

Y

output

13

Construct Product of Sums

Үгүйсгэлийн функц үнэн байх бүх нөхцлүүд Find out all conditions when the negation of the function is true

X Y = F(0) when X=0, Y=0 => X + Y = 0 X=1, Y=1 =>X +Y = 0

AND the conditions ( X + Y )(X +Y)

Product of sum

X Y output

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

maxterm

14

Exclusive OR (XOR) output = ( X + Y )(X +Y )

X

Y

output

maxterm X Youtpu

t

X + Y 0 0 0

X +Y 0 1 1

X +Y 1 0 1

X +Y 1 1 0

КОМПЬЮТЕРИЙН БҮТЭЦ БҮРЭЛДЭХҮҮН,

ТЕХНИК БА ПРОГРАМ ХАНГАМЖ

КОМПЬЮТЕРИЙН ТЕХНОЛОГИ ДАХЬ ХӨГЖИЛ

15

КОМПЬЮТЕРИЙН ТЕХНОЛОГИ ДАХЬ ХӨГЖИЛ

16

Өнөөдрийн байдлаар 5 төрлийн компьютер байна: Microcontroller Microcomputer Персональ компьютер

Desktop компьютер Laptop /notebook/portable компьютер Palm компьютер

Workstation Minicomputer Mainframe Supercomputer

КОМПЬЮТЕРИЙН ТЕХНОЛОГИ ДАХЬ ХӨГЖИЛ

Microcontroller: ахуйн цахилгаан бараа, автомашин зэрэгт сууриллагддаг. Тухайлбал шарагч зуухны тохируулгын өгөгдлийг хэрхэн хадгалах гэх мэт.

Microcomputer: Ширээн дээр багтахуйц буюу жижг хэмжээний компьютерийг хэлнэ. PC (Personnal Computer) болон Workstation гэсэн хоёр янз байж болно.

Персонал компьютер : Микропроцессор дээр суурилагдсан хувь хүн ашиглахад зориулсан жижиг хэмжээний компьютерийг хэлнэ. Персонал компьютерийг дотор нь дараах байдлаар хуваадаг.- Desktop- Laptop/notebook буюу зөөврийн компьютер- PDA буюу жижиг хэмжээний Palm компьютер

17

Desktop компьютерЭнэ персонал компьютерийг ширээн дээр байрлуулах зориулалтаар гаргадаг учраас ширээний компьютер гэж нэрлэдэг.

Laptop /notebook/portable компьютер Laptop буюу зөөврийн компьютерийг үйлдвэрлэгчид нь

Notebook гэж нэрлэдэг бөгөөд тэжээлд залгахаас гадна батерейгаар ажиллах боломжтой овор хэмжээ багатай тул нэг газраас нөгөө рүү зөөж авч явахад тохиромжтой. Зөөврийн компьютерийн дэлгэцийг ихэвчлэн thin-screen technology буюу нимгэн дэлгэцийн технологиор хийсэн байдаг. Нимгэн дэлгэцийн трансистор буюу (Thin Film Transistor) эсвэл актив матрицан дэлгэц нь гарч байгаа дүрсийг илүү тод үзүүлэхээс гадна аль ч талаас нь харахад уг дүрсэнд өөрчлөлт ордоггүй.

18

КОМПЬЮТЕРИЙН ТЕХНОЛОГИ ДАХЬ ХӨГЖИЛ

Laptop: Хавтгай дэлгэц бүхий зөөврийн компьютер. Лаптоп компьютер нь notebook & subnotebook гэсэн 2 төрлийнх байна.

Notebook: яльгүй зузаан зөөврийн компьютер. Эдгээр нь авч явах зориулалтаар цүнхэнд багтах бөгөөд энгийн Desktop компьютерүүд шиг хүчин чадалтай байдаг.

Subnotebook: 1.8-4 фунтын жинтэй, жинг хэмнэх үүднээс хатуу диск нь голдуу салангид байрладаг.

19

КОМПЬЮТЕРИЙН ТЕХНОЛОГИ ДАХЬ ХӨГЖИЛ

Palm компьютерPalm нь сүүлийн үед өргөн хэрэглэгдэж байгаа Personal Digital Assistant (PDA) буюу жижиг хэмжээний тоон системийн төхөөрөмж юм. Гартаа бариад авч явж болохуйц уг жижиг төхөөрөмжийг Palmtop компьютер ч гэж нэрлэдэг. 1996 онд анх удаа Palm Computing компани энэ төхөөрөмжийг имэйл илгээх, тэмдэглэл бичих, тоглоом тоглоход зориулж Palm Pilot гэсэн нэртэйгээр гаргажээ. Palm дээр зөвхөн өгөгдлийг боловсруулж, хадгалаад зогсохгүй мөн desktop эсвэл laptop компьютерээс файл татаж авч өөр дээрээ боловсруулаад дараа нь эргээд компьютер лүү хуулах боломжтой.

20

КОМПЬЮТЕРИЙН ТЕХНОЛОГИ ДАХЬ ХӨГЖИЛ

Workstation Персонал компьютерийг бодоход илүү хүчин чадалтай мөн дэлгэцийн чанар нь илүү сайн байдаг. Workstation нь ердийн персонал компьютертэй харьцуулахад хурд, хүчин чадлын хувьд илүү байдаг. Хувь хүний хэрэгцээнд гэхээсээ илүү бизнесийн чиглэл, мэргэжлийн түвшинд илүү ашиглагддаг. Их хэмжээний санах ой, хурд ихтэй процессор, өндөр хурдын график адаптер бүхий workstation шаардагддаг ямар ч байгууллага хувь хүн хэрэглэж болно. Жишээ нь компьютер графикын дизайнер, барилгын зургын архитектор г.м.

IBM, DEC, Hewlett-Packard болон Sun Microsystems компаниуд Workstation үйлдвэрлэн гаргадаг.

21

КОМПЬЮТЕРИЙН ТЕХНОЛОГИ ДАХЬ ХӨГЖИЛ

Minicomputer: Хэмжээгээрээ microcomputer, mainframe 2 компьютерийн завсрын компьютер юм. IBM пүүсийн AS/400e загвар нь minicomputer-ийн нэг жишээ юм.

Mainframe: Овор хэмжээгээрээ том, асар олон хэрэглэгч нэгэн зэрэг хандаж ажиллах боломжтой компьютерийг хэлнэ. Ихэвчлэн IBM пүүс үйлдвэрлэдэг байсан бөгөөд нисэх буудал, банк, санхүүгийн томоохон пүүсүүд, их сургуулиуд толгой компьютерээр ашигладаг байв.

Supercomputer: Асар том хэмжээтэй ба ихэвчлэн эрдэм шинжилгээний зориулалтаар ашигладаг. Үүнийг тусгай зориулалтын агааржуулах системтэй өрөөнд байрлуулах бөгөөд ердийн персонал компьютерээс 50000 дахин илүү хурдтай. Батлан хамгаалах, цаг уурын алба, эрдэм шинжилгээний институт, томоохон их дээд сургуулиуд энэ суперкомпьютерийг ашигладаг.

22

КОМПЬЮТЕРИЙН ТЕХНОЛОГИ ДАХЬ ХӨГЖИЛ

СерверСервер гэдэг ойлголтын тухайд компьютерийн овор хэмжээ яригдахгүй. Сервер буюу сүлжээний сервер гэдэг нь сүлжээнд холбогдсон олон компьютерүүдийн (клиент компьютерүүд) хувьд өгөгдлийн бааз, програмуудыг хадгалдаг төв компьютер (заримдаа толгой компьютер ч гэж нэрлэдэг) юм. Компьютерийн үндсэн ойлголтЭлектроник болон электромеханик хэсгүүдээс бүрдсэн төхөөрөмжийг компьютер гэнэ. Энэ төхөөрөмжийг дангаар нь ашиглах боломжгүй бөгөөд дараах зүйлүүд нэгдэж, компьютерийн системийг бүрэлдүүлдэг. Ингэснээр бид өөрийн хэрэгцээндээ ашиглах боломжтой болдог. 23

КОМПЬЮТЕРИЙН ТЕХНОЛОГИ ДАХЬ ХӨГЖИЛ

HARDWARE БУЮУ ТЕХНИК ХАНГАМЖИЙН ҮНДЭС

Компьютерийн техник хангамж нь дараах 5 хэсэгт хуваагддаг:- Input (оролтын)- Processing (боловсруулалт хийх)- Storage (мэдээлэл хадгалах) - Output (гаралтын)- Communications (xолболтын) Оролтын төхөөрөмжийн гол үүрэг нь өгөгдлийг цуглуулж, компьютерт боловсруулах боломжтой болгон хөрвүүлэх явдал юм. - Гар- Хулгана - Микрофон

24

Боловсруулалт хийх төхөөрөмж нь компьютерийн програм хангамжаас ирж буй командыг хүлээн авч, гүйцэтгэх үүрэгтэй. Жишээ нь хүснэгтэн мэдээлэл дээрх мөнгөний дүнг нэгтгэж

гаргах гэх мэт.- Central Processing Unit (CPU)- Random Access Memory(RAM)

Мэдээлэл хадгалах төхөөрөмжийн үүрэг нь өгөгдөл, програм хангамж зэрэг бүх төрлийн мэдээллийг удаан болон түр хугацаагаар хадгалах үүрэгтэй.- Уян диск - Хатуу диск- Оптик диск- Zip диск- Tape төхөөрөмж

25

HARDWARE БУЮУ ТЕХНИК ХАНГАМЖИЙН ҮНДЭС

Гаралтын төхөөрөмжийн үүрэг нь компьютер дээр боловсруулсан мэдээллийг хэрэглэгчдэд ямар нэгэн байдлаар хүргэх явдал юм. Жишээ нь дэлгэц дээр харах, цаасан дээр хэвлэх, дуу

сонсох г.м- Дэлгэц - Принтер- Чанга яригч

Холболтын төхөөрөмжийг нэг компьютерээс нөгөө рүү холбогдон мэдээлэл солилцоход ашигладаг. - Модем

- Кабель

26

HARDWARE БУЮУ ТЕХНИК ХАНГАМЖИЙН ҮНДЭС

27

Компьютер нь анхлан вакум хоолойг ашигладаг байснаа транзисторыг хэрэглэдэг болсон. Хамгийн сүүлд бидний одоогийн хэрэглэдэг интегральчлагдсан хэлхээ буюу микросхем, чип ашиглах болжээ. Микрокомпьютер, микропроцессор нь микрочипээс бүрдэнэ. Телевиз, утсанд хэрэглэдэг микроконтроллёр нь мөн микрочипийг ашиглана.Вакум хоолой-> Transistor-> МикрочипДээр үед радионууд жижиг гэрлийн чийдэнгийн хэмжээтэй хурц гэрэлтдэг утас бүхий вакумжсан электрон хоолойг электрон урсгалыг хянахад ашигладаг байжээ. ENIAC төрлийн компьютер нь эдгээр хоолойг 18000-г switch-ийн үүрэг гүйцэтгүүлэх зорилгоор ашиглаж байв. Харамсалтай нь 7 минут тутамд хоолой нь шатаж эвдэрдэг байв. (ENIAC нь 1500 фут талбайтай, 30тон житэй байжээ). 28

Процессорын үндэс

Транзистор гарснаар бүхнийг эргүүлэв. Транзистор нь “on” ба “off” гэсэн үйлдлийг хэдэн арван саяар гүйцэтгэж чадах нимгэн цахилгаан унтраалга юм. Транзистор нь электроныг резистороор өнгөрүүлэх бөгөөд энэ нь цахилгаан гүйдлийг эсэргүүцэх материалаар хийгдэнэ. Транзистор нь логик гарцыг бүрдүүлэх бөгөөд гарц нь хэлхээг үүсгэнэ.

Электрон систем дэх тодорхой функцуудыг гүйцэтгэх электрон бүрэлдэхүүнүүдийн багц болох электрон замыг хэлхээ гэнэ. Энэхүү хэлхээ нь CPU мэтийн логик төхөөрөмжийг бий болгосон.

29

Процессорын үндэс

Анхны транзисторууд вакум хоолойноос 100 дахин бага, халаах хугацаа шаардлагагүй, бага энерги зарцуулдаг, арай хурдан найдвартай байв. 1960 он гэхэд транзистор нь хагас см талбайтай болов. Орчин үед 3 сая транзистор ердөө хагас см талбайд багтах болов.

Өнөө үед транзистор нь ердөө микросхемийн нэг хэсэг болсон байна. Энд электрон хэлхээ, зам, транзистороо оруулаад нэг компьютерт багтаах болжээ. Харин ихэвчлэн үүнийг силиконон материалаар үйлдвэрлэх болов. Интеграл схемийг хийж буй технологийг solid-state technology буюу электрон хатуу материалаар дамжин өнгөрч байна гэсэн үг юм. Өөрөөр хэлбэл электрон нь вакумаар өнгөрөх бус хатуу материалаар урсана гэсэн үг.

30

Процессорын үндэс

Силикон гэж юу вэ? Яагаад заавал силиконыг хэрэглэж байна вэ? Силиконыг шороо ба элснээс гаргаж авчээ. Энэ нь зөвхөн хямд төсөр болгох төдийгүй хагас дамжуулагч юм.

Хагас дамжуулагч гэдэг нь цахилгааныг дамжуулагч, дамжихгүй материалын завсрын материал юм. Ж: дамжуулагч материалд зэс орно. Дамжуулагч биш материалд пластик орно.

Силикон дээр дамжуулагч металлыг суурилуулснаар интеграл схемийн электрон хэлхээ үүснэ.

Микрочипийн олон төрөл байдаг. Үүнд: микропроцессор, санах ой, логик, холбоонууд график,математик процессорын чипүүд.

Үүнээс хамгийн чухал нь микропроцессорийн чип юм. Микропроцессор нь компьютерийн процессорын багасгасан хэлхээ бөгөөд өгөгдлийг мэдээлэл үрүү боловсруулах хэсэг юм. Компьютерээс бусад зүйлст хэрэглэж буй микропроцессорыг микроконтроллёр гэж нэрлэдэг.

31

Процессорын үндэс