Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекция 1.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2019
Размер:
2.6 Mб
Скачать

Элементы и схемы компьютерных систем

Вычислительные системы (ЭВМ) строятся на типовых электронных схемах (элементной базе), изучением которых занимается курс «Схемотехника ЭВМ»

Целью курса «ЭиСКС» является изучение принципов работы электронных схем и их использование как основы схемотехника вычислительных систем.

Классификация элементов и схем эвм

Интегральная схема – это микроэлектронное устройство, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки информации, заданной в виде электрического сигнала: напряжения или тока, и имеющее высокую степень компоновки электрически связанных элементов.

Электрические сигналы могут предоставлять информацию в непрерывной(аналоговой) или дискретной(цифровой) форме. Микросхемы, выполняющие обработку этой информации, называются соответственно аналоговыми или цифровыми.

Аналоговые ИМС предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции; цифровые – сигналы предоставлены в двоичном или другом цифровом коде.

  1. По функциональному назначению элементы ЭВМ делят на логические, запоминающие и вспомогательные.

    1. Логические – выполняет электрическое преобразование сигнала, которое приводит к изменению его логического содержания.

    2. Вспомогательные – это элементы, которые выполняют электрическое преобразование сигнала без изменения его логического содержания: например, усиление, изменение формы сигнала или уровней.

    3. Запоминающие – это элементы, которые выполняют функции хранения/запоминания сигналов на определенное время.

Логические элементы в свою очередь подразделяют на комбинационные и последовательные:

      1. Комбинационные – схемы, в который выходной сигнал F является функцией только входных сигналов x1, x2, …, xn. F=f(x1, x2, …, xn).

      2. Последовательные – схемы, в который выходной сигнал F зависит и от входных сигналов x1, x2, …, xn и от внутреннего состояния Z, предшествовавшего действию входных сигналов. F=f(x1, x2, …, xn, Z ).

Запоминающие элементы делят на активные и пассивные.

      1. Активные – элементы, в которых двум значениям двоичной переменной соответствует два различных электрических состояния элемента. Время записи информации определяется временем переключения электрического состояния элемента.

      2. Пассивные – элементы, в которых запись и считывание информации связаны с изменением их магнитного или какого-либо другого физического состояния. Эти элементы обладают способностью сохранять записанную информацию при отключении электропитания.

    1. Вспомогательные – предназначены для обеспечения электрического и временного согласования работы элементов первых двух групп. Их в свою очередь делят на усилители, преобразователи сигналов от одной микросхемы к другой, генераторы сигналов, обеспечивающие синхронную работу всех элементов в ЭВМ, элементы временной задержки сигнала и т.д.

  1. По типу сигналов различают элементы, которые определяются способом электрического кодирования двоичной информации.

2.1. Потенциальные. При таком способе переменным «0» и «1» соответствуют высокий и низкий уровни напряжения (или тока), при этом сигнал сохраняет свое значение неизменным на время не менее одного периода следования сигналов синхронизации от специального генератора, который работает независимо от других устройств ЭВМ. Количество следующих подряд одинаковых значений двоичной переменной определяется числом сигналов синхронизации.

2.2. При импульсном способе одному значению двоичной переменной соответствует сигнал одной полярности, а другому – сигнал противоположной полярности , или, что чаще употребляется, единице двоичной переменной соответствует импульс, а нулю – его отсутствие. Значение сигнала в паузе между сигналами синхронизации не рассматривается.

2.3. При импульсно-потенциальном способе кодирования двоичные сигналы в одних элементах (чаще всего запоминающих) кодируются потенциалами, а в других (например, логических) – импульсами.

3) По используемым физически приборам элементы подразделяют на:

  1. ламповые;

  2. полупроводниковые;

  3. магнитные;

  4. криогенные;

  5. оптоэлектронные;

  6. оптические и т.д.

  1. По конструктивному оформлению и технологии изготовления элементы разделяют на дискретные и интегральные.

4.1. Дискретные – выполнены методом дискретной технологии, т.е. они собраны из деталей, изготовленных независимо одна от другой.

4.2. Интегральные элементы или интегральные микросхемы выполнены на основе интегральной технологии.

Показателем сложности ИС является степень интеграции, которая определяется числом содержания в ней схемных элементов или компонентов (N). Степень интеграции определяется по формуле:

Kи=]lgN[,

где ][ - округление до ближайшего целого большего числа.

В соответствии с этой формулой ИС:

I степени интеграции содержат до 10 элементов;

II степени интеграции содержат 11-100 элементов и т.д.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]