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情報システム分野② コンピュータの演算 1.目的 No. Date ・コンピュータの動作原理を理解する上で基本となる演算装置 (Arithmetic Logic Unit)と進数について学習 アリスメティックロジックユニット頭文字をとってALU ○IC(Integrated Circuit) ○LSI Large Scale IC) ○VLSI (Very Large Scale IC) •ULSI (Ultra Large Scale IC) 集積度の 1000素子未満・機能 1000素子以上・処理速度 100万素子以上 ・小型化 1000万素以上 50とで判断 2. コンピュータ (computer)と2進数 ○2進数のメリット ・判断しやすい ○第1世代 真空管 第2世代 ○第3世代 ○第4世代 ・計算もおこなえる 0と1の2進数による処理(計算)を行うのに、 論理回路(Logic arcuit)という考えが用いられている。 →物理的に電気を通している トランジスタ→乾電池数本で動く IC →トランジスタが複数入っている VLSI →足がいっぱい入っている 3.論理回路 ・基本素子はAND, OR NOT <AND回路> <OR回路> <NOT回路> B A B A 論理積回路 論理和回路 否定回路 A 入力 出力 入力 出力 D 0 ○ 0 0 0 1 1 0 0 10 ☐ 論理式 0 1 ☆真理値表、 "(Truth table トゥルステーブル =AB Y=ATB Y = A
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Date ○NOT回路の補足 ・入力が「〇」であっても出力が「」」となるのは、「0」から「1」とエネルギ が生まれるのではなく、もともと「ン」になるエネルギー(電池など)が 存在している。 例)れいぞうこ、固定電話 ☆AND OR NOT回路の組み合わせ . <NAND回路> A 否定論理積回路 ANDをひっくり返す △入力。出 <NOR回路> B 否定論理和回路 ☆ORをひっくり返す A入力 出力 A 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 D 1 0 論理式 Y=A・B Y=A+B 4. IC (Integrated Circui)の見方 . よくの中には調理素子(スイッチ)が何千万、何億と入っている 入力と出力の関係も複雑 ' 種類は何百種類ある 規格表が存在する 例)足が本のIC7408 1491312110
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5.ブール代数(Boolean algebra) 表9 ブール代数の定理 0.A=0 公理 結合法則 1+A = 1 A + (B+C) = (A+B) + C A.(B・C) = (A・B)・C A+ AB=A A. (A+B) = A 0+ A = A 恒等法則 吸収法則 1A=A • A + A B = A + B A+ A・B=A+B A+ A = A 同一法則 復元法則 =A AA= A A+B = B+A A+A=1 交換法則 補元法則 A・B = BA AA= 0 A.(B + C) = A・B + A・C よく使う A + B = A・B 「ド・モルガン 分配法則 A + B C = (A + B) (A + C) の法則 A・B=A+B ☆加法標準形 ①出力が6”になっている部分に注目する ②その部分だけの論理積(AND)を考える ABBA Y=AB+ AB ③論理和を求める (OR)
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○NAND回路のみを用いて、別の論理回路を作ろう 名前 • NOT NAND回路使用個数 論理式 12 論理回路図 Y=A.A Y=A =ATA =A.A A DaY Y=A.B. A. Der DoY 「モルガン」 AB A・B+A.B Y=A+B AD ・AND 2: 同一 ・A・B ・OR 32 ドーモルガン=AtB =AB AAB.B ・EX-OR 42 ド・モルガンの)=B・A・B)・A・A・B) 法則 ✓ A =B(A+B+A・(月) 補の法則」 = (B.A+BB)+(A・A+A・B)B A・B+A・B ☆実験時の注意(注意事項①~⑤) ・確認を怠ると何が起こるか ・その結果どうなるか⇒結 ①配線等を抜き挿しする時にOUTPUTがOFFか ○火花 結感電素子破壊 ②挿技時にプラグの根本を持っているか 断線 結 不動・発煙・発火 ③端子の接続はあっているか ◎路不成立、逆接続 ④電源は5Vか 不動素子破壊 食 電圧不足、過電圧不動、素子破壊、発煙・発火 静電気を逃したか 結素子破壊、いたい その他気をつけること穴あけるドリルを軍手でやらない→まきこまれる ケーブルの線の太さに気をつける
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