Организация микропроцессорных систем. Учебное пособие. Могнонов П.Б. - 10 стр.

другим важным достоинством является простота структуры шин и минимизация числа
связей для обмена информацией между устройствами ЭВМ.

                                   1.5. Классы устройств ЭВМ

       Согласно обобщенной структуре ЭВМ и в зависимости от функций устройства ЭВМ
можно подразделить на следующие классы операционные, запоминающие и ввода- вывода.
Различие функций, реализация которых возлагается на устройства различных классов,
порождает множество способов структурной организации этих устройств, т.е. типов
элементов, из которых строятся устройства и способов соединения элементов между собой.
       Операционные устройства. Операционным называется устройство, предназначенное
для выполнения множества операций F ={f1,...,fG} над операндами, представляемыми
множеством слов D = {d1,...,dH}, с целью вычисления слов R = {r1,...,rQ}, определяющих
значения результатов, причем в каждый момент времени устройство выполнит
единственную операцию R = fg(D), выделяемую номером (кодом) g = 1,...,G.
       Под операцией fg понимается вычисление значения функций в точке D = D*, и любая
вычисляемая функция может рассматриваться как операция. Устройство может реализовать
как простейшие операции вида rq = dh - присваивание к результату rq значение операнда dh ,
так и сколь угодно сложные операции, заданные в форме алгоритмов.
       Операционное устройство как структурный элемент изображен на рис.1.6,а.
       На вход устройства поступают входные слова D = {d1,...,dH} и код g операции fg,
которую должно выполнить устройство. Код операции инициирует работу устройства, и
через некоторое время на выходе формируется значение результата R = fg(D).
       а)                           б)
                                                           Рис.1.6.         Операционное
     D
             Ψ
                    R               D
                                            Ω
                                                   R       устройство
                                                                            Операционное
          g
                                                           устройство              можно
                                                           рассматривать               как
преобразователь дискретной информации. Функцию преобразователя в этом случае удобно
определить следующим образом. Слово g определяющее код операции fg, можно считать
элементом d0 = g множества входных слов D ={d1,..., dH}. Тогда обозначая через Ω оператор,
реализуемый устройством, функция устройства будет изображаться в виде:
                                            R = Ω(D),
       где
                           f1, если d0 = 1;
                               .
                    Ω=         .
                               .
                           fG, если d0 = G

       Структура этого устройства представлена на рис.1.6.б, где символ Ω определяет
функцию, т.е. тип устройства.
       Функция операционного устройства определена, если задана множества входных слов
D, выходных слов R и операций F, реализуемых устройством.
       Операционные устройства строятся из логических и запоминающих элементов. Чаще
всего используются логические элементы универсального базиса, реализующие функцию И-
НЕ. В качестве запоминающих элементов используются триггеры.
       Основные характеристики операционных устройств это быстродействие и затраты
оборудования. Быстродействие устройства определятся средним количеством операций,
реализуемых устройством в единицу времени. Быстродействие вычисляется как величина,
обратная среднему времени выполнения операции в устройстве: