Классификация элементов и узлов ЭВМ.

ЭВМ может быть представлена как совокупность узлов, а каждый узел - как совокупность элементов.

Элемент- это наименьшая функциональная часть, на которую может быть разбита ЭВМ при логическом проектировании и технической реализации.

По функциональному назначению элементы ЭВМ могут быть разделены на:

- логические (реализующие одну из функций алгебры логики);

- запоминающие (для хранения одноразрядного двоичного числа);

- вспомогательные (для формирования и генерации импульсов, таймеры, элементы индикаторов, преобразователи уровней и т.п.).

По типу сигналов:

- аналоговые;

- цифровые.

По способу представления входных и выходных сигналов:

- потенциальные;

- импульсные;

- импульсно-потенциальные.

Узел- совокупность элементов, которая реализует выполнение одной из машинных операций.

Различают два типа узлов ЭВМ:

- комбинационные;

- накапливающие (с памятью).

В свою очередь комбинационные узлы включают сумматоры, схемы сравнения, шифраторы, дешифраторы, мультипликаторы, программируемые логические матрицы и т.д.

Накапливающие узлы - триггеры, регистры, счётчики и т.п.

В цифровых устройствах переменные и соответствующие им сигналы изменяются не непрерывно, а лишь в дискретные моменты времени. Временной интервал между соседними моментами времени называется тактом.

Информация в элементах ЭВМ может обрабатываться в последовательном или параллельном коде. При последовательном коде каждый временной такт предназначен для обработки одного разряда слова. При этом все разряды слова фиксируются по очереди одним и тем же элементом.

При параллельной обработке информации код слова развертывается не во времени, а в пространстве, т.к. значения всех разрядов обрабатываются одновременно за один такт.

ЭВМ 3-го поколения строились на основе базовых логических элементов (ЛЭ). Например, И-НЕили ИЛИ-НЕ. Важнейшими характеристиками любого базового логического элемента является быстродействие и потребляемая мощность. В зависимости от рассеиваемой мощности различают следующие ЛЭ:

-микроватные Р до 300 мкВт;

- маломощные Р до 3 мВт;

- средней мощности Р до 30 мВт;

- мощные Р свыше 30 мВт.

По величине среднего времени задержки ЛЭ разбиваются на группы:

- низкое быстродействие tз > 50 нс, Р = 0, 01-1 мВт;

- среднее быстродействие tз = 10-50 нс, Р = 1-10 мВт;

- высокое быстродействие tз = 5-10 нс, Р = 10-50 мВт;

- сверхвысокое быстродействие tз < 5 нс, Р = 50-1000 мВт.

Каждый ЛЭ кроме того характеризуется величиной напряжения

соответствующим уровням логических ''0" и ''1", коэффициентом объединения по входу, коэффициентом разветвления по выходу.

ЛЭ объединяются в группы (серии) интегральных микросхем, например, серии К155, К500, К176 и др.

Для всех ЛЭ повышение быстродействия сопровождается ростом энергопотребления, а повышение плотности размещения элементов на кристалле - снижением быстродействия.