Принципи побудови еом. Класифікація апаратних засобів еом.

Обробка інформації в ЕОМ полягає у виконанні ряду операцій у відповідності з деяким алгоритмом, що призводить до отримання результату або рішення.

Алгоритм – це спосіб перетворення інформації, який задається за допомогою системи правил.

Елементарні операції по обробці інформації можна поділити на арифметичні та логічні. Арифметичні операції виконують перетворення інформації, а логічні визначають напрямок процесу обробки інформації. В алгоритмах арифметичні та логічні операції чергуються в певній послідовності, яка називається програмою. Кожна програма складається з команд, які визначають дію ЕОМ по виконанню однієї операції. Всі операції в ЕОМ реалізуються за допомогою апаратних або програмних засобів, які разом складають так звані операційні ресурси. Якщо операційні ресурси забезпечують можливість виконання любого алгоритму обробки інформації, то ЕОМ є алгоритмічно універсальною. Для алгоритмічної універсальності ЕОМ достатньо наявності в її операційних ресурсах чотирьох операцій:

• пересилки слова із однієї комірки пам’яті в іншу;

• додавання та віднімання одиниці до слова;

• умовного переходу по співпадінні слів;

• безумовної зупинки ЕОМ.

Апаратні засоби ЕОМ можна розділити на три частини – пам’ять, процесор та периферійні пристрої. Пам’ять використовується для збереження даних, програм обробки інформації та результатів. В процесорі ЕОМ відбуваються процеси обробки інформації. Периферійні пристрої призначені для перетворення форми представлення інформації при виводі та вводі в ЕОМ.

Апаратні засоби ЕОМ характеризуються ієрархічним принципом побудови, т.т. при об’єднанні елементів в систему деякого рівня, вони можуть розглядатися як елементарні одиниці в системах більш високого рівня. В обчислювальній техніці є п’ять ієрархічних рівнів:

1. електричні схеми, де в якості елементів розглядаються електронні компоненти (транзистори, діоди, резистори і т.д.);

2. рівень логічних схем – найменшими одиницями обладнання є логічні та запам’ятовуючі елементи (логічні елементи – прості комбінаційні схеми, які виконують елементарні функції, запам’ятовуючі елементи – пристрої пам’яті, кількість якої рівна одній букві);

3. рівень операційних вузлів – елементами є операційні вузли апаратні засоби, які виконують операції над окремими словами (побудовані на логічних та запам’ятовуючих елементах);

4. рівень структурних схем – елементами є операційні блоки, які об’єднують декілька операційних вузлів та виконують певні закінчені дії;

5. програмний рівень – елементами системи є процесор (АЛП – арифметичний логічний пристрій та ПК – пристрій керування), пристрої пам’яті, периферійне та інше обладнання.

На другому та третьому ієрархічному рівнях технічні засоби цифрових ЕОМ розподіляють на два класи: пристрої комбінаційного типу (комбінаційні, логічні, функціональні схеми, схеми без пам’яті) та кінцеві автомати (цифрові автомати, схеми з пам'яттю).

В комбінаційних цифрових пристроях КЦП вихідні сигнали залежать тільки від вхідних сигналів в певний момент часу t_і і не залежать від вхідних сигналів, які були в попередні моменти часу. Схемною ознакою комбінаційних пристроїв є відсутність елементів зворотнього зв’язку, які забезпечують проходження сигналів з виходів на входи. До комбінаційних пристроїв відносяться логічні елементи, електронні ключі, шифратори, дешифратори, мультиплексори, демультиплексори, більшість арифметичних пристроїв та ін.

В кінцевих автоматах або послідовнісних цифрових пристроях ПЦП вихідні сигнали визначаються як вхідними сигналами в певний момент часу t_і, так і станом автомата, який залежить від вхідних сигналів, які діяли раніше. Показником належності схеми до послідовнісного типу є наявність у ній зворотнього зв’язку. До послідовнісних пристроїв відносяться тригери, лічильники, регістри, запам’ятовуючі пристрої.