المفرق الدارة ثنائي الخيارات

دوائر للحساب الثنائي مقدمة الحساب الثنائي هو مشكلة كومبيناتوريال. قد يبدو تافهة لاستخدام الأساليب التي رأيناها بالفعل لتصميم الدوائر كومبيناتوريال للحصول على الدوائر لحساب ثنائي. ومع ذلك، هناك مشكلة. وتبين أن الطريقة العادية لإنشاء مثل هذه الدوائر غالبا ما تستخدم حتى الطريق الكثير من البوابات. وعلينا أن نبحث عن طرق مختلفة. ثنائي صحيح إضافة بالإضافة إلى ثنائي صحيح، يمكننا التضحية متطلباتنا على عمق الدائرة التي كان لدينا سابقا، من أجل استخدام عدد أقل من البوابات. الدائرة الناتجة هي من النوع الذي نسميه الدائرة التآمر التكرارية. في أنه يحتوي على عدة نسخ من عنصر بسيط. لإضافة ثنائية، ويسمى هذا العنصر البسيط أدر الكامل. A أدر الكامل هو دائرة كومبيناتوريال (أو في الواقع اثنين من الدوائر التوافقي) من ثلاثة المدخلات واثنين من المخرجات. وظيفتها هي إضافة اثنين من الأرقام الثنائية بالإضافة إلى حمل من الموقف السابق، وإعطاء نتيجة اثنين بت، والإخراج العادي والحمل إلى المركز التالي. هنا هو جدول الحقيقة للمثابرة الكاملة: هنا، استخدمنا الأسماء المتغيرة x و y للمدخلات، c-إن للحمل، s لمجموع الإخراج و c-أوت للخروج. A أدر كاملة يمكن بناؤها تافهة باستخدام لدينا أساليب التصميم العادية لدوائر كومبيناتوريال. هنا هو الرسم البياني الناتج الدائرة: الخطوة التالية هي الجمع بين سلسلة من هؤلاء المضافين الكامل في الدائرة التي يمكن أن تضيف (يقول) اثنين من أرقام إيجابية 8 بت. ونحن نفعل ذلك من خلال ربط حملها من أحد الأفعى الكامل إلى حمل في من أدر الكامل فورا إلى يساره. في أقصى اليمين الأفعى يأخذ 0 على حملها في. هنا، لقد استخدمنا ط أنا لموقف ثنائي ط - ث. كما ترون، وعمق هذه الدائرة لم يعد اثنين، ولكن أكبر بكثير. وفي الواقع، يتم تحديد الناتج والحمل من الموضع 7 جزئيا بواسطة مدخلات الموضع 0. ويجب أن تجتاز الإشارة جميع المضافين الكاملين، مع تأخر مماثل نتيجة لذلك. وهناك حلول وسيطة بين الحدين المتطرفين اللذين رأيناه حتى الآن (أي دارة كومبيناتوريال لكامل الدالة 32-بيت أدر، ودائرة كومبيناتوريال تكرارية تكون عناصرها مضافات ذات بت واحد تم إنشاؤها كدارات كومبيناتوريال عادية). يمكننا على سبيل المثال بناء الأفعى 8 بت كدائرة كومبيناتوريال العاديين على مستوى اثنين وبناء أدر 32 بت من أربعة من هذه الإضافات 8 بت. يمكن لأحد 8-بيت الأفعى أن يكون بناء من 65536 (2 16) و - gates، والعملاقة 65536-المدخلات أو - أجزاء. حل وسيط آخر يتكون من بناء ما يسمى دوائر التسريع حمل. أن يكتمل. الطرح ثنائي لدينا الأفعى ثنائي يمكن التعامل مع الأرقام السلبية بالفعل كما هو مبين في القسم على الحساب الثنائي. ولكننا لم نناقش كيف يمكننا الحصول عليه للتعامل مع الطرح. لمعرفة كيف يمكن القيام بذلك، لاحظ أنه من أجل حساب التعبير س - ص. يمكننا حساب التعبير x - بدلا من ذلك. ونحن نعلم من قسم على الحساب الثنائي كيفية إبطال عدد من خلال عكس كل بت وإضافة 1. وهكذا، يمكننا حساب التعبير كما x إنف (ذ) 1. ويكفي لعكس كل المدخلات من المعامل الثاني قبل أن تصل إلى الأفعى، ولكن كيف نضيف 1. ويبدو أن يتطلب أزعاج آخر فقط لذلك. لحسن الحظ، لدينا غير المستخدمة في إشارة إلى موقف 0 التي يمكننا استخدامها. إعطاء 1 على هذا المدخل في الواقع يضيف واحد إلى النتيجة. الدائرة الكاملة مع الجمع والطرح يشبه هذا: الضرب الثنائية والقسمة الضرب ثنائي هو أصعب من الإضافة الثنائية. لا توجد الدائرة التآمرية جيدة متكررة المتاحة، لذلك علينا أن نستخدم حتى المدفعية أثقل. والحل هو استخدام دارة متسلسلة تحسب إضافة واحدة لكل نبضة على مدار الساعة. وسوف نناقش هذا أكثر في قسم لاحق لأنه يحتاج ميكانيسمز لم نناقش بعد. 4-بيت ثنائي ديفيدر نسخة من 4-بيت ثنائي ديفيدر في هذا المشروع، نود أن تصميم الدوائر التي تنفذ التقسيم التقليدي الطويل. وبالنظر إلى رقمين N-بيت غير مذكورين A و B، نود تصميم دائرة تنتج نتيجتين n-بيت Q و R، حيث Q هي حاصل أب و R هو الباقي. يتم عرض خوارزمية لتقسيم على رمز في الجزء السفلي. ويمكن تنفيذ ذلك عن طريق تحويل الأرقام في A إلى اليسار، ورقم واحد في كل مرة، إلى سجل التحول R. وبعد كل عملية من عمليات التحول، نقارن R مع B. وإذا تم وضع رب، يتم وضع 1 في موضع البتات المناسب في يتم طرح الحاصل و B من R. وإلا، يتم وضع 0 بت في الحاصل. ويستعمل الرمز را لتمثيل سجل التحول 2n بت الذي تم تشكيله باستعمال R كبتات أقصى اليسار n و A على أنها أقصى بتات n. 4-بيت بيناري ديفيدر I. INTRODUCTION الخوارزمية هي تسلسل محدد جيدا من الخطوات التي تنتج تسلسل المطلوب من الإجراءات استجابة لتسلسل معين من المدخلات. أسم (آلة الدولة الخوارزمية) مفيد في تصميم شبكة متسلسلة متزامنة باستخدام مخطط انسيابي، وهو مشابه لتلك المستخدمة في برمجة الكمبيوتر. ومن المفيد جدا في تصميم فسم (آلة الدولة محدود). تصميم باستخدام أسم يسمح للناس للتعامل مع نظام أكثر تعقيدا. في الوقت الحاضر تستخدم في كثير من الأحيان حقل صفائف بوابة برمجة (فبغاس) لتصاميم نظام على رقاقة (شركة نفط الجنوب) المعقدة. وهي موجهة للسيطرة على السيارات، معالجة البيانات على الانترنت ومجموعة واسعة من المهام الحسابية. يتم استخدام عملية تقسيم في هذه المهام في كثير من الأحيان، وخاصة لحساب إحداثيات كائن أو نقطة على شبكة في مقياس في الوقت الحقيقي. لأن نتيجة عملية التقسيم في كثير من الحالات هي قيمة تقريبية، وهذا يمكن أن تؤثر على الحل وتؤدي إلى نتائج الخطأ اللاحقة. مخطط أسم لدائرة التحكم يتم عرض مخطط أسم الذي يظهر فقط إشارات التحكم المطلوبة للمقسم على الرسم البياني الأيسر. في حالة S3، قيمة كوت يحدد ما إذا كان أو لم يتم تحميل مجموع الناتج من الأفعى إلى R. تمكين التحول على Q هو أكد في الدولة S3. ليس لدينا لتحديد ما إذا كان يتم تحميل 1 أو 0 في Q، لأن كوت متصلا الإدخال التسلسلي قس في الدائرة داتاباث. داتاباث حلبة للمقسم نحن بحاجة إلى سجلات ن-بت التحول التي تحول الحق إلى اليسار ل A، R، و Q. وهناك حاجة N - بت سجل ل B، وهناك حاجة إلى سوبتراكتور لإنتاج R B. يمكننا استخدام وحدة أدر حيث يتم تعيين الحمل في 1 و B يكمل. تحمل، كوت من هذه الوحدة لديها قيمة 1 إذا كان الشرط R B صحيحا. وبالتالي يمكن أن تكون مرتبطة تنفيذ التدريجي إلى المدخل التسلسلي من سجل التحول الذي يحمل Q، بحيث يتم تحويلها إلى Q في الدولة S3. وبما أن R محملة ب 0 في الحالة S1 ومن مخرجات الأفعى في الحالة S3، فإن هناك حاجة إلى معدد لمدخلات البيانات الموازية على R. وتوصف الدائرة داتاباث أعلاه. أس أسم تشارت سكوب أند ليميتاتيونس مشروعنا هو كل شيء عن مقسم ثنائي 4 بت. الدائرة فقط يؤدي تقسيم أي أرقام ثنائية 4 بت. الجمع والطرح والضرب من الأرقام الثنائية لا يمكن أن يؤديها في هذا المشروع أو الدائرة. الرقم الأقصى الذي يمكن القيام به هو 1111، وهو 15 في القيمة العشرية والحد الأدنى لعدد ليتم تنفيذها هو 0000، وهو 0 في القيمة العشرية. في التعبير A B Q، حيث A هو توزيعات الأرباح، B هو المقسوم و Q هو الحاصل، نحن نحد من مشاريعنا العملية حيث A، توزيعات الأرباح دائما أكبر من B، المقسوم أغتب. المزيد من العروض من قبل جيل فيلومينوبيناري الرياضيات الدوائر لا مجرد الجلوس هناك بناء شيء تعلم تحليل الدوائر الرقمية يتطلب الكثير من الدراسة والممارسة. عادة، يمارس الطلاب من خلال العمل من خلال الكثير من المشاكل عينة والتحقق من إجاباتهم ضد تلك التي يقدمها الكتاب المدرسي أو المدرب. في حين أن هذا أمر جيد، وهناك طريقة أفضل بكثير. سوف تتعلم أكثر من ذلك بكثير من خلال بناء الواقع وتحليل الدوائر الحقيقية. والسماح معدات الاختبار الخاصة بك توفير 8220answers بدلا من كتاب أو شخص آخر. للحصول على تمارين ناجحة لبناء الدوائر، اتبع الخطوات التالية: رسم الرسم التخطيطي للدائرة الرقمية ليتم تحليلها. بناء بعناية هذه الدائرة على اللوح أو وسيلة مريحة أخرى. تحقق من دقة البناء الدوائر، بعد كل سلك إلى كل نقطة اتصال، والتحقق من هذه العناصر واحدا تلو الآخر على الرسم التخطيطي. تحليل الدائرة، وتحديد جميع منطق منطق الإخراج لظروف الإدخال معين. قياس هذه الدول المنطق بعناية، للتحقق من دقة التحليل الخاص بك. إذا كان هناك أي أخطاء، والتحقق بعناية بناء الدوائر الخاصة بك ضد الرسم البياني، ثم بعناية إعادة تحليل الدائرة وإعادة قياس. احرص دائما على أن تكون مستويات جهد امدادات الطاقة ضمن مواصفات الدوائر المنطقية التي تخطط لاستخدامها. إذا تل، يجب أن يكون امدادات الطاقة 5-فولت العرض المنظم، تعديلها إلى قيمة أقرب إلى 5.0 فولت العاصمة ممكن. طريقة واحدة يمكنك توفير الوقت وتقليل احتمال الخطأ هو أن تبدأ مع دائرة بسيطة جدا وإضافة مكونات تدريجيا لزيادة تعقيدها بعد كل تحليل، بدلا من بناء دائرة جديدة كليا لكل مشكلة الممارسة. تقنية أخرى لتوفير الوقت هي إعادة استخدام نفس المكونات في مجموعة متنوعة من تكوينات الدوائر المختلفة. بهذه الطريقة، لن يكون لديك لقياس أي مكونات قيمة أكثر من مرة. السماح للإلكترونات أنفسهم تعطيك إجابات لمشاكل الممارسة الخاصة بك وقد كان تجربتي أن الطلاب تتطلب الكثير من الممارسة مع تحليل الدوائر لتصبح بارعة. تحقيقا لهذه الغاية، والمعلمين عادة توفير طلابهم مع الكثير من المشاكل الممارسة للعمل من خلال، وتقديم إجابات للطلاب للتحقق من عملهم ضد. في حين أن هذا النهج يجعل الطلاب يتقن في نظرية الدائرة، فإنه فشل في تعليمهم تماما. الطلاب لا يحتاجون فقط الممارسة الرياضية. كما أنها تحتاج إلى التدريب العملي العملي على بناء الدوائر واستخدام معدات الاختبار. لذلك، أقترح النهج البديل التالي: يجب على الطلاب بناء مشاكل الممارسة الخاصة بهم مع المكونات الحقيقية، ومحاولة التنبؤ دول المنطق المختلفة. وبهذه الطريقة، فإن النظرية الرقمية تأتي على قيد الحياة، والطلاب اكتساب الكفاءة العملية أنها لن تكتسب فقط عن طريق حل معادلات منطقية أو تبسيط خرائط كارنو. سبب آخر لمتابعة هذا الأسلوب من الممارسة هو تعليم الطلاب المنهج العلمي. عملية اختبار فرضية (في هذه الحالة، توقعات حالة المنطق) من خلال إجراء تجربة حقيقية. سيقوم الطلاب أيضا تطوير مهارات استكشاف الأخطاء وإصلاحها الحقيقية لأنها أحيانا جعل أخطاء بناء الدائرة. اقض بعض اللحظات من الوقت مع صفك لمراجعة بعض قواعد بناء الدوائر قبل أن تبدأ. ناقش هذه القضايا مع طلابك بنفس الطريقة السقراطية التي من شأنها أن تناقش عادة أسئلة ورقة العمل، بدلا من مجرد إخبارهم بما ينبغي لهم ولا ينبغي القيام به. أنا لا تتوقف أبدا عن دهشتها كيف سوء الطلاب فهم التعليمات عندما قدمت في محاضرة نموذجية (مدرب مونولوج) شكل أنا أوصي الدوائر كموس المنطق للتجارب في المنزل، حيث قد لا يكون الطلاب الوصول إلى 5 فولت تنظيم إمدادات الطاقة. الدوائر المكمل الحديث هو أكثر وعورة بكثير فيما يتعلق التفريغ ثابت من الدوائر كموس الأولى، لذلك مخاوف الطلاب الذين يضرون هذه الأجهزة من خلال عدم وجود مختبر مناسب في المنزل لا أساس لها من الصحة إلى حد كبير. ملاحظة للمعلمين الذين قد يشكون من الوقت الضائع المطلوبة لجعل الطلاب بناء الدوائر الحقيقية بدلا من مجرد تحليل رياضي الدوائر النظرية: ما هو الغرض من الطلاب أخذ الدورة الخاصة بك إذا كان طلابك سوف تعمل مع الدوائر الحقيقية، ثم يجب أن يتعلم على الدوائر الحقيقية كلما كان ذلك ممكنا. إذا كان هدفك هو تثقيف علماء الفيزياء النظرية، ثم التمسك بتحليل مجرد، بكل الوسائل ولكن معظمنا يخطط لطلابنا لفعل شيء في العالم الحقيقي مع التعليم نعطيهم. والوقت الضائع الذي يقضيه بناء الدوائر الحقيقية سيدفع أرباحا هائلة عندما يحين وقت تطبيقها على معارفها لمشاكل عملية. وعلاوة على ذلك، وجود الطلاب بناء مشاكل الممارسة الخاصة بهم يعلمهم كيفية إجراء البحوث الأولية. وبالتالي تمكينهم من مواصلة التعليم الإلكترونيات الكهربائية بشكل مستقل. في معظم العلوم، والتجارب واقعية أكثر صعوبة ومكلفة لاقامة من الدوائر الكهربائية. سوف الفيزياء النووية وعلم الأحياء والجيولوجيا، وأساتذة الكيمياء أحب فقط أن يكون قادرا على أن يكون طلابهم تطبيق الرياضيات المتقدمة للتجارب الحقيقية التي تشكل أي خطر السلامة وتكلف أقل من كتاب مدرسي. أنها غير قادر، ولكن يمكنك. استغلال الراحة الكامنة في العلوم الخاصة بك، والحصول على هؤلاء الطلاب من يدكم ممارسة الرياضيات على الكثير من الدوائر الحقيقية هل طلابك شرح عملية التصميم لك، خطوة خطوة. هذا الرسم البياني الدوائر سهلة بما فيه الكفاية لاكتشاف في صفحات كتاب مدرسي، لذلك لا يفاجأ إذا الطلاب ببساطة نسخ ما يرونه دون محاولة لفهم كيف يعمل اشتقاق اثنين من المتتالية إكس-أور بوابات من التعبير المنطقي هو صعبة بعض الشيء، لكنه ليس مستحيلا. تذكير الطلاب إذا لزم الأمر أن المعادل المنطقي لوظيفة إكس-أور هو أب أب، وأن الدالة إكس-نور هي أب A B. وضح الفرق بين أدر التموج و أدر إلى الأمام. ماذا يعني مصطلح تموج في هذا السياق لماذا تموج يحتمل أن يكون شيئا سيئا لدائرة الأفعى الرقمية المدمنين تموج تحديث بتات الإخراج واحد في وقت واحد بدلا من في وقت واحد. وهذا يؤدي إلى كاذبة، حالات الانتاج عابرة. تأثير تموج ينظر في الدوائر المزدوجة الأدرين بسيطة لا يقتصر على المضافين بعض المحولات رمز رمادي إلى ثنائي والدوائر المضادة أيضا تظهر تموج، مع نفس الآثار الضارة. قارن الدائرتين التاليتين، الأولى هي الأفعى الرقمية والثانية هي صيف تناظري: هاتان الدائرتان تؤديان نفس الوظيفة الرياضية، إلا أن الآداب التي يؤدونها هذه الوظيفة مختلفة تماما. مقارنة والتباين الأفعى الرقمية والدوائر الصيف التناظرية هو مبين هنا، نقلا عن أي مزايا أو عيوب كل منهما. أنا لن أعطي مباشرة بعيدا إجابات هنا، ولكنني سوف قائمة بعض المعايير التي قد ترغب في استخدامها للمقارنة والمقارنة: الدقة دقة السرعة التكلفة هذا السؤال ليس حقا محددة لدوائر أدرسومر، كما قد تظهر لأول مرة. المقارنة الأساسية التي تجرى في هذا السؤال هي بين الرقمية والتناظرية. هذا هو مفهوم مهم للطلاب لفهم، وكلاهما لها أدوارها في الالكترونيات الحديثة. وهناك مغالطة شائعة هي أن الرقمية هي أفضل في جميع الظروف، ولكن الحقيقة هي أن كلا الرقمية والتناظرية لها نقاط القوة والقيود الخاصة بها. شرح الغرض من إيك حجم المقارنة مثل 74LS85. ما وظيفة، أو وظائف، فإنه يؤدي سوف تتيح لك البحث في ورقة البيانات لمقارنة حجم بنفسك لاكتشاف الجواب (ق) تأكد من طرح الطلاب حيث حصلوا على معلوماتهم. فمن السهل جدا للحصول على أوراق البيانات عبر الإنترنت (عبر الإنترنت)، مما يجعلها مريحة لتعيين مشاريع بحثية قصيرة مثل هذا. البحث في ورقة البيانات من وحدة المنطق الحسابي المتكامل مثل 74AS181، وتحديد كيفية اختيار مختلف أساليب عملها (الجمع والطرح والمقارنة). هذا هو مشروع بحثي صغير أترك لك تأكد من إحضار نسخة من ورقة بيانات إيك إلى فئة للمناقشة سؤال المتابعة: ميزة مثيرة للاهتمام من 74AS181 هو أنه يوفر 8220 وظائف حسابية، فضلا عن وظائف المنطق. ويمكن أيضا أن يشار إلى هذين الوضعين كما ثنائي و بولان، على التوالي. اشرح ما يميز هذين الأسلوبين التشغيليين من بعضهما البعض، ولماذا يصنفان بشكل مختلف. على الرغم من أن 74181 ألو هو إيك مؤرخة إلى حد ما (في الواقع، بعض الإصدارات عفا عليها الزمن حتى كتابة هذه السطور - 2005)، فإنه هو مثال بسيط للطلاب للتعلم من. والدائرة مثل هذا يوفر مثالا جيدا على قوة التكامل، بدلا من بناء وظيفة منطق مماثلة من البوابات الفردية (ناهيك عن الترانزستورات المنفصلة). سؤال المتابعة يطرح نقطة العديد من الطلاب يتم الخلط حول: التمييز بين الثنائية (العددية) والعمليات المنطقية (بيتويز). ثنائي هو نظام ترقيم مكان مرجح. تستخدم لترمز الأرقام الحقيقية باستخدام حالتين فقط في كل مكان. منطقي هو نظام عدد يتميز وجود اثنين فقط من القيم الممكنة. وبما أن كلا من ثنائي و منطقي له علاقة مع الكميات ذات قيمة اثنين، العديد من الطلاب يعتقدون أن اثنين لتكون عبارات ومفاهيم قابلة للتبديل. ومع ذلك، فهي ليست، والتحقيق في أوضاع التشغيل اثنين من هذا ألو يسلط الضوء على التمييز. خدعة حسابية غالبا ما تستخدم عند العمل مع النظام المتري هو الضرب تلو الآخر والقسمة تلو الأخرى عن طريق تحويل الفاصلة العشرية. ويمكن تطبيق خدعة مماثلة على الأرقام الثنائية، مع نتائج مماثلة. تحديد ما هو نوع من الضرب أو الانقسام يتحقق عندما يتم تحويل نقطة ثنائية في عدد ثنائي. ابحث في ورقة البيانات لوحدة منطقية حسابية (ألو) لمعرفة ما إذا كان يتم تنفيذ هذه الوظيفة وكيفية تنفيذها. تحويل نقطة ثنائية النتائج في إما الضرب أو الانقسام من قبل اثنين. يتم إجراء التحول المضاعف من قبل 74AS181 ألو عن طريق اختيار وظيفة الحسابية 1100 2 (C 16). سؤال تحدي: شرح كيفية الضرب أو القسمة بأي كمية ثنائية يمكن تحقيقها باستخدام المتتالية بت نوبات والإضافات. على سبيل المثال، عرض الخطوات التي يمكن اتخاذها لمضاعفة أي رقم ثنائي بمقدار خمسة (101 2)، وذلك باستخدام فقط تحويل نقطة ثنائية وإضافة (ق). وهناك الكثير من الحيل الحسابية الموجودة في نظام ترقيم عشري قابلة للتطبيق، مع مراجعة طفيفة، في نظام العد ثنائي كذلك. هذا هو واحد شعبية، وغالبا ما تستخدم من قبل المبرمجين الكمبيوتر داهية لتنفيذ سريع مضاعفة قبل اثنين أو تقسيم إلى اثنين من العمليات عندما أوامر الضرب التقليدية تأخذ المزيد من الوقت. اشرح معنى الخطوط الرقمية A و B و F و S في الرسم التخطيطي التالي: