Классификация узлов и элементов ЭВМ.

ЭВМ м.б. представлена как совокупность узлов, а каждый из этих узлов как совокупность элементов. Элемент – наименьшая, функциональная часть, на которые м.б. разбита ЭВМ при логическом проектировании и технической реализации.

Классификация:

q по функциональному назначению: логические, запоминающие, вспомогательные;

q по типу сигналов: аналоговые и цифровые;

q по способу представления входных и выходных сигналов: потенциальные, импульсные и импульсно-потенциальные;

q по способу изготовления: дискретные и интегральные;

Узел – совокупность элементов, которые реализуют выполнение одной из машинных операций. Выделяют следующие типы:

q комбинационные;

q накапливающие.

ЭВМ III поколения строились на основе базовых логических элементов (И-НЕ, ИЛИ-НЕ). Важнейшими характеристиками любого базового ЛЭ является потребляемая мощность и быстродействие. В зависимости от потребляемой мощности различают следующие ЛЭ:

q микроватные (до 300 мкВт);

q маломощные (до 3 мВт);

q средней мощности (до 30 мВт);

q мощные (свыше 30 мВт).

По величине среднего времени задержки на группы ЛЭ:

q с низким быстродействием (более 50 нсек);

q со средним быстродействием (10-50 нсек);

q с высоким быстродействием (5-10 нсек);

q со сверхвысоким быстродействием (менее 5 нсек);

Каждый логический элемент характеризуется ещё величиной напряжения соответствующие уровням логических нуля и единицы, коэффициенту объединения по входу и коэффициенту разветвления по выходу.

ЛЭ объединяются в группы – серии интегральных микросхем – К155, К500. Для всех ЛЭ повышение быстродействия сопровождается ростом энергопотребления, а повышение плотности элементов на кристалле снижает быстродействие.

 

Узлы комбинационного типа

 

Ø Сумматор. В каждом I – том разряде одноразрядный сумматор должен формировать сумму S_i и перенос старшего разряда. Различают полусумматоры (HS), которые не учитывают сигнал переноса и полные сумматоры (SM), которые его учитывают.

S_i – выход; p_i – перенос; X_i – входные сигналы.

Различают сумматоры:

v по способу осуществления операции: последовательные и сдвигающие;

v по типу базовых элементов: комбинационные и накапливающие.

Ø Дешифратор. Узел ЭВМ, в котором любой комбинации входных сигналов соответствует наличие сигнала на одной, определенной шине на выходе. Максимально возможное количество шин дешифратора m = 2 ⁿ. Роль дешифратора состоит в преобразовании двоичных кодов (кода операции и кода адреса) в управляющие сигналы для различных устройств ЭВМ. Каждая команда имеет двоичный код, который поступает на входы дешифратора и на одном из выходов последнего вырабатывается сигнал.

Ø Шифратор. Узел ЭВМ преобразующий унитарный код в некоторый позиционный. Если выходной код двоичный, то и шифратор называется двоичным.

Ø Преобразователь кодов. Узел ЭВМ, на выходе которого, в зависимости от знака, может быть получено двоичное число, как в прямом, так и в обратном/дополнительных кодах. Если на вход поступает положительное число, то с выходов преобразователя снимаются прямые коды двоичных чисел и, наоборот.

Ø Мультиплексор. Схема осуществляющая передачу сигналов с одной из входных линий в выходную. Выбор входной линии (РОН) производится кодом, поступающим на его управляющие коды.

 

 

Узлы накапливающего типа

Ø
Элементарный цифровой автомат. Име6ет два устойчивых состояния: состояние триггера и значение хранимой двоичной информации определяется прямым (Q) и инверсным (Q_и) входными сигналами. Если Q=1, то триггер находится в единичном состоянии. Под влиянием входного сигнала триггер может скачкообразно переходить из одного состояния в другое, при этом скачкообразно изменяется уровень напряжения его выходного сигнала.

Ø Классификация триггеров:

- по способу организации логических связей, определяющих особенности функционирования (RS, D, T, JK);

- по способу записи информации (синхронные и асинхронные).

Если хотя бы по одному входу информация в триггер заносится принудительно, под воздействием синхронизирующего сигнала, то такой триггер называется синхронным, если нет - асинхронным.

Ø Регистры. Строятся на основе триггеров. Это узлы ЭВМ, служащие для хранения информации в виде машинных слов или его частей, а также для выполнения над словами некоторых логических преобразований. Регистр представляет собой совокупность триггеров, число которых соответствует числу разрядов в слове. Различают, в зависимости от способа представления информации, параллельные (регистры памяти) и последовательные (сдвигающие) регистры. Параллельные применяются для ввода, хранения и вывода двоичной информации в параллельном коде. Сдвигающие/последовательные регистры выполняют сдвиг двоичной информации вправо/влево по регистру в зависимости от управляющего сигнала.

Ø Счетчик. Узел, осуществляющий счет и хранение кода числа, подсчитанных сигналов. Их делят на:

- суммирующие;

- вычитающие;

- реверсивные.

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. CASE-средства. Общая характеристика и классификация
2. I. 3. КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕРМИНОЛОГИЯ I. 3.1. Классификация
3. II этап. Обоснование системы показателей для комплексной оценки, их классификация.
4. X: integer; // количество элементов в строке
5. Административное принуждение и его классификация.
6. Акриловые материалы холодного отверждения. Классификация эластичных базисных материалов. Сравнительная оценка полимерных материалов для искусственных зубов с материалами другой химической природы.
7. АКСИОМЫ СТАТИКИ. СВЯЗИ И ИХ РЕАКЦИИ. ТРЕНИЕ. КЛАССИФИКАЦИЯ СИЛ
8. Анатомо-физиологические особенности и классификация
9. Анатомо-физиологические особенности кроветворения, классификация, основные синдромы.
10. Анатомо-физиологические особенности, основные синдромы и классификация
11. Анатомо-физиологические особенности, синдромы и классификация
12. Архитектура ЭВМ. Внешние устройства, их назначение, основные характеристики, принципы работы.