2.14.3. Двоично-десятичные счетчики
В некоторых схемах используют счетчики с модулем, отличным от . Например, в электронных часах используют счетчики по модулю 10 для подсчета единиц секунд, минут и часов, счетчики по модулю 6 для подсчета десятков секунд и минут, а также счетчики по модулю 2 или 3 для подсчета десятков
часов.
Схемы счетчиков с
произвольным модулем счета могут быть
построены с применением теории автоматов
как автоматы с памятью. Для построения
таких счетчиков можно применить
упрощенный метод. Его суть сводится к
использованию известных схем счетчиков
по модулю
,
где
(
– требуемое
значение модуля счета). Схема счетчика
дополняется схемой принудительного
сброса счетчика в состояние «0» при
поступлении на вход числа импульсов,
равного требуемому значению модуля
счета.
В частности, для построения счетчика по модулю 10 (двоично-десятичного счетчика) используется счетчик по модулю 16, т.е. четырехразрядный суммирующий двоичный счетчик. Такой счетчик может быть использован, например, в качестве счетчика единиц секунд электронных часов. В этом случае на его вход подаются импульсы частотой 1 Гц. Схема принудительного сброса счетчика в состояние «0» может быть выполнена в виде элемента И (рис. 2.44).
Исходное (нулевое)
состояние счетчика устанавливается
сигналом «Уст. 0». При поступлении входных
импульсов
счетчик начинает
их подсчет как суммирующий двоичный
счетчик. После девятого импульса счетчик
переходит в состояние «1001». С приходом
десятого импульса на всех входах элемента
И устанавливаются единичные значения
и сигнал с его выхода обнуляет счетчик.
При поступлении следующих импульсов
состояния счетчика меняются в соответствии
с логикой работы счетчика по модулю 10
Рис. 2.44. Двоично-десятичный счетчик
Сигнал с выхода элемента И может быть использован как входной для последующей схемы (например, для счетчика десятков секунд). Такой счетчик выполняет функцию делителя частоты на 10.
2.15. Классификация архитектур системы команд
Системой команд вычислительной машины называют полный перечень команд, которые способна выполнять данная вычислительная машина. Архитектурой системы команд (АСК) называют те средства вычислительной машины, которые видны и доступны программисту. Архитектуру системы команд можно рассматривать как линию согласования нужд разработчиков программного обеспечения с возможностями создателей аппаратуры вычислительной машины.
В конечном итоге, цель тех и других – реализация вычислений наиболее эффективным образом, то есть за минимальное время, и здесь важнейшую роль играет правильный выбор архитектуры системы команд.
В упрощенной трактовке время выполнения
программы (Tвыч)
можно определить через число команд в
программе (Nком),
среднее количество тактов процессора,
приходящихся на одну команду (CPI), и
длительность тактового периода
:
.
Каждая из составляющих выражения зависит от одних аспектов архитектуры системы команд и, в свою очередь, влияет на другие (рис. 2.45), что свидетельствует о необходимости чрезвычайно ответственного подхода к выбору архитектуры системы команд.
Рис. 2.45. Взаимосвязь между системой команд и факторами,
определяющими эффективность вычислений
Сложившуюся на настоящий момент ситуацию в области архитектуры системы команд иллюстрирует рис. 2.46.
Рис. 2.46. Хронология развития архитектур системы команд