まず、プライマー
最終講義では、我々は、このような加算回路に加えて、我々はまた、回路他の機能を実装する必要があり、完全なCPUの機能を実現できるようにするには、ことがわかります。これらの回路の一部、そして我々はただ与えられた入力を与えるために、加算器として実現しましたが、
一定の出力を得ることができるようになります。我々は、組み合わせ論理回路（組み合わせロジック回路）を呼び出すような回路。
1、唯一の組み合わせ論理回路、当社のCPUは次のようになり？
しかし、光は、組み合わせ論理回路が十分ではありません持っています。あなたは、唯一の組み合わせ論理回路ならば、私たちのCPUは次のようになり考えることができますか？なお、入力回路、天然決定に対応する出力によって決定されます。
だから、私たちはさまざまな計算を実行する必要があり、手動で回路の開閉状態を変更するために種々のスイッチを切り替えることが必要です。このようなコンピュータ、我々は今、毎日強力なコンピュータを使用して、
実際にはもっと古い計算尺機械やコンピュータのように、仕事には複雑すぎることができない、我々はいくつかの計算を行うことができます。
2、順序論理コンピュータは、問題を解決するには？
したがって、我々は回路の第2のタイプ、即ち、順序論理回路（順序論理回路）を導入する必要があります。順序論理回路は、私たちはいくつかの問題を解決することができます。
最初は、自動的に問題を実行します。スイッチは、自動運転の状態になった後、タイミング回路が開閉保つことができます。これは、常にPCが可能な次の命令レジスタ増分を読み聞かせて私たちは、コントローラ上で話すことができます。
第二は、ストレージの問題。フリップフロップタイミングによって実装回路を、演算結果とすぐ変更が入力されるように内部の特定の回路ではなく、組み合わせ論理回路に保存することができ、対応する出力が変化します。
第三にに従って、各機能の性質に対処コーディネートタイミングの問題を。それはソフトウェア命令プログラムの実装であるかどうか、またはハードウェアレベルまで、各種コマンドの動作は、時間順の要件を持っています。異なるイベントが順に発生するようにタイミング回路。
クロック信号の第二に、ハードウェア実装
順序論理回路を実現したい、私たちが必要とする最初のステップです時計。私は達成するために、水晶発振器により第三、CPUのクロック速度で言えば、言って、この水晶発振器信号発生回路は、私たちのクロック信号です。
そのような回路を実現し、我々が話す前には、磁気効果によって電気信号を生成するスイッチング方法が同じです。しかし、どこ磁気スイッチ、開口部はもはや行が、現在の行をたどるではありません。
図1に示すように、クロック信号
下の画像では、次の2つのスイッチを入れて、私たちは通常、単に元にスイッチの信号入力端子を入れて、見ることができます。スイッチAは、初めは、我々の手の制御により、開いている、別のスイッチB、
開始は、電磁コイルが閉鎖係B.上のスタートスイッチ上に整列されています
我々は、スイッチAを閉じた後、電磁コイルに通電されしたがって、磁気スイッチBは、係合から切り離さなります。スイッチがオフされると、回路は、磁気紛失の磁気コイルが中断されます。次に、スイッチBは、バック締結状態にばねであろう。従って、回路は、そこに磁気コイルをオンになっています。私たちの回路は、この2つの状態をオフに切り替え、前後にオープンでいきます。
常に、下流回路の切り替え処理は、新たな信号0および1を生成し続けることです。あなたは後段の回路上のランプに接続されている場合は、光と闇の間にストップランプスイッチがあります。
信号は、常に0と1の間の切り替えの一定周期に応じて、私たちのクロック信号（クロック信号）です。
図2に示すように、フィードバック回路
あなたは様々な教科書の伝説に見ることができるように、一般的なクロック信号は、このように、生成され、それが生成された0,1発振信号があります。
このような入力信号として回路の出力信号に相当する実際の回路、、、、その後、電流回路に戻ります。この回路の製造は、我々が呼ぶ、それに近づく帰還回路（フィードバック回路）。
次に、我々はより多くのフィードバック回路が表示されます。このフィードバック回路は、一般に、上記バックの入力に接続された結果出力、実際には、以下の模式図で表すことができるインバータつまり、我々は前に述べた、（Inverter-）NANDゲート
Dフリップフロップを介してストレージ機能を達成するために、サード
図1に示すように、回路は、メモリ機能を有しています
クロック信号を使用すると、我々のシステムのような「自動ドア」と同じスイッチがあります。この同じスイッチおよびフィードバック回路を用いて、回路は「メモリ」機能を持って構築することができます。この回路は、メモリ機能を有する
CPUでの演算結果を格納するレジスタを実装することができ、5部からなる一つのコンピュータ・メモリを実装するために使用することができます。
のは、以下のRSフリップフロップ回路を見てみましょう。回路は、2つのNORゲート回路で構成されています。図そこに私には、標準のAとBになりました
この回路においては、最初、入力スイッチは、閉じの入力され、NORゲート（NOR）Aが0と0です。この真理値表は、出力が1である、私の列に対応しています。NORゲート入力Bは0であり、1 Aの出力
0に対応する出力です。0 Bはバック出力Aに供給され、入力されるまで変化しない、出力Aは依然として1です。回路全体の出力Q、すなわち、0。
我々はR A共にスイッチの前面に置く場合2.入力Aが1と0になり、出力は0になり、対応する入力Bが0と0になり、出力は1となります。1つのBは、Aの出力にフィードバック入力Aが1,1となる、
出力は0のままです。スイッチAはそう閉じた後、回路が安定したままであり、水晶発振は、回路全体のことを好きではない出力Qは1となります。
我々はRが開くスイッチの正面にあり、入力1と0になった場合3.この時間は、次いで、出力は0であり、Bは、出力の対応する変化は依然として1である入力されません。1つのBは、Aの出力にフィードバック入力Aが1と0となる、出力は0のままです。今回は、回路が安定しています。状態と上記スイッチとR Sは、最初のステップと同じであるが、最終的な出力Qは1のままであり、第1ステップにおけるQ状態が反転されます。私たちの入力や状態を切り替えるの第二段階は、全く同じではありませんが、出力が変更されていない、まだ予約のステップ2で出力されます。
4.この時間は、私たちはスイッチSの下方に消灯し、それはこの時点で、入力Bが1でなければならないことがわかると、出力B、すなわち、最終的な回路、必ずしも0である出力Qが0でなければなりません。
図2に示すように、フリップフロップ
私たちは、トリガーを呼び出すような回路、（フリップフロップ）。スイッチRをオン、出力はスイッチがオフになった場合でも、出力が一定である、1になります。スイッチSをオン、出力はスイッチを切っても、0になり、出力は依然としてゼロです。つまり、
両方のスイッチが行動する前に、出力に応じて、最終的な出力をオフにしているとき、これは我々がメモリ機能を言うことです。ここでは、この回路はまた、複雑なフリップフロップ（リセット-セットフリップフロップ）として知られている最も簡単なRSフリップフロップ、あるのです。対応する真理値表の出力は、次の表を参照してくださいすることができます。ことを見ることができる2つのスイッチが0である場合、対応する出力が0または1ではなく、状態Qと一貫に、。
この回路リガ2つのANDゲートと小さなクロック信号を越えて、私たちは、回路の動作にクロック信号を使用することによって達成することができます。この回路は、私たちがしてQにデータを書き込むことができますどのような時間を達成することができます。
我々は、この回路を見て、RSフリップフロップ我々の上に基づくを、スイッチS及びR、2つのANDゲートを添加した後、2つのANDゲートを同時にに加え、入力回路として、クロック信号CLK
入力ゲート0がある場合、クロック信号CLKがローレベルのときにこのように、二つの実際のR及びS後のANDゲートの出力はゼロでなければなりません。それは我々が変更されませんQ出力に対応し、RSの真理値表フリップフロップに従って、スイッチSとRを押しどんなに、ではありません。
クロック信号CLKが入力ANDゲートは1であるハイレベルのときのみ、出力スイッチは、R及びSに完全に依存します この時点で、我々は、スイッチR及びSを介して、対応するQ出力を決定することができます。
この時間ならば、我々はRを聞かせSを切り替え、また、インバータをリンクするために、同じRとS.によって制御されるスイッチを使用しています 信号CLKが1、R、Sは出力Qを設定することができる限り、CLK信号が0である場合、R及びSは関係なく、提供する方法の、出力信号Qは一定です。したがって、この回路は、私たちの最も人気のあるD型フリップフロップとなっています。R及びSは、これら2つの信号の切り替えを制御するために使用され、我々は、D型フリップフロップの原点であるデータ入力信号D、すなわちデータを考えません。
D型フリップフロップ、読み出し専用制御ビットが、我々は、Dフリップフロップの複数と平行して同時に取り出し、及びCLK信号は、その制御スイッチとして、すべてのDフリップフロップと同じであればNビットのD型フリップフロップとなり、読み出しを制御し、同時にNビットを書き込むことができます。
直接D型フリップフロップで構成することができるCPUレジスタ。我々は、0または1このようなショートカットにすべてのセットを達成するために、複数のスイッチを追加して、Dフリップフロップに基づいてすることができます。
IVの概要拡張
さて、ここで、私たちはアイデアを純一排除できます。タイミング回路を導入することにより、我々は最終的にダウンデータ「ストア」を置くことができます。フィードバック回路を介して、クロック信号が作成され、その後、ゲートとクロック信号の組み合わせを使用する
「国家メモリー」機能を実現します。回路の出力信号は、現在の入力信号に依存するだけでなく、出力信号の前の状態に依存するだけでなく。この回路の最も一般的なのは、私たちが実際にCPUのメモリ機能レジスタの実装を実現するものである私達のDフリップフロップ、です。
これは、「フォン・ノイマン」マシン現代のコンピュータアーキテクチャの鍵であるプログラムではなく、固定回線接続または手動トグルスイッチよりも、「保存された」する必要があることであり、コンピュータが実装され、プログラム可能なメモリであってもよいです機能。
あなたは、クロック信号とトリガを持ったら、私たちは、「自動」の需要が実現しなかったまだです。私たちのコンピュータは自動的に行わ内側に実行するためにメモリからの指示を読んで保つことができません。この部分は、我々は次の講義に残ります。
次回は、我々は自動的に起動し、実行プログラムを作成する方法を見て。