8. 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:
по функциональному назначению: логические, запоминающие, вспомогательные;
по типу сигналов: аналоговые и цифровые;
по способу представления входных и выходных сигналов: потенциальные, импульсные и импульсно-потенциальные;
по способу изготовления: дискретные и интегральные;
Узел – совокупность элементов, которые реализуют выполнение одной из машинных операций. Выделяют следующие типы:
комбинационные;
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:
микроватные (до 300 мкВт);
маломощные (до 3 мВт);
средней мощности (до 30 мВт);
мощные (свыше 30 мВт).
По величине среднего времени задержки на группы ЛЭ:
с низким быстродействием (более 50 нсек);
со средним быстродействием (10-50 нсек);
с высоким быстродействием (5-10 нсек);
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.
9. Узлы комбинационного типа
Сумматор. В каждом I – том разряде одноразрядный сумматор должен формировать сумму Si и перенос старшего разряда. Различают полусумматоры (HS), которые не учитывают сигнал переноса и полные сумматоры (SM), которые его учитывают.
HS
SM
Х1
S X1 S
Х2 p X2 pi
Pi-1
Si – выход; pi – перенос; Xi – входные сигналы.
Различают сумматоры:
по способу осуществления операции: последовательные и сдвигающие;
по типу базовых элементов: комбинационные и накапливающие.
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.
0
1
1
0
Шифратор. Узел ЭВМ преобразующий унитарный код в некоторый позиционный. Если выходной код двоичный, то и шифратор называется двоичным.
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.
Мультиплексор. Схема осуществляющая передачу сигналов с одной из входных линий в выходную. Выбор входной линии (РОН) производится кодом, поступающим на его управляющие коды.