Элементы цифровых устройств

Уровни представления вычислительных устройств

Вычислительные устройства относятся к классу сложных устройств. В зависимости от минимальной неделимой единицы различают четыре уровня их представления:

• 1) уровень электрических схем. Здесь минимальной неделимой единицей является радиокомпонент (диод, резистор, конденсатор, транзистор и т. д.). Для анализа и синтеза этих схем используют дифференциальные уравнения для токов и напряжений, законы Кирхгофа. Такой уровень представления допустим, когда число компонентов не превышает 10—20;
• 2) уровень логических схем. Здесь минимальной неделимой единицей являются логические и запоминающие элементы, каждый из которых содержит до тысячи радиокомпонентов. Для анализа и синтеза таких схем используют язык булевой алгебры. Этот уровень описания допустим при числе элементов в пределах 200;
• 3) уровень операционных схем. Операционная схема — эго совокупность устройств и связей между ними с точностью до микроопераций. Микрооперация — это элементарная функциональная операция, выполняемая за один такт под действием одного управляющего сигнала. Минимальный неделимый элемент — операционный элемент (сумматор, дешифратор, мультиплексор, регистр, счетчик и др.). Операционные схемы описывают языком микроопераций;
• 4) уровень структурных схем. Структурная схема — это совокупность устройств, выполняющих законченные функции по приему, переработке и хранению информации. Она показывает комплектацию машины, архитектуру (стиль постройки) и все основные связи.