Большая советсткая энциклопедия Система элементов ЭВМ

Система элементов ЭВМ

Система элементов ЭВМ, набор логических элементов, позволяющий реализовать любую функционально-логическую схему электронной вычислительной машины. Минимальный (по числу типов элементов) функционально полный (с точки зрения выполнения логических операций) набор состоит из элементов типа "и" — "не" либо "или" — "не"; такие элементы позволяют построить простейший элемент памяти ЭВМ — статический триггер. Применяемые в ЭВМ С. э. содержат, кроме того, ряд спецмальных элементов для формирования сигналов, их усиления, временной задержки и т. д. Как правило, в С. э. вводится несколько модификаций основного логического элемента, различающихся коэффициентом разветвления на входе и выходе или некоторыми дополнительными схемными возможностями. Это позволяет получить большую эффективность и гибкость при конструировании функциональных схем, сократить число уровней логики, увеличить эффективное быстродействие устройств ЭВМ и т. д. Все элементы одной системы выполняются совместимыми по уровням сигналов, временным характеристикам, требованиям к источникам питания. ЭВМ может быть построена на нескольких С. э. в соответствии с требованиями, предъявляемыми к быстродействию на каждом из уровней функциональной схемы машины. В этом случае в С. э. вводятся также специальные согласующие элементы.

По типу сигналов, используемых для представления информации (логических переменных), С. э. подразделяют на импульсные, потенциальные и импульсно-потенциальные. Импульсные С. э. применялись в основном в ранних образцах ЭВМ (преимущественно 1-го поколения). В ЭВМ 2-го и особенно 3-го поколения применяются потенциальные и импульсно-потенциальные С. э. В ЭВМ разных поколений используются логические элементы, отличные по конструкции и принципу работы: элементы, построенные на вакуумных электронных лампах (в ЭВМ 1-го поколения), на транзисторах и полупроводниковых диодах (2-го поколения), на интегральных схемах — ИС (3-го поколения). В зависимости от того, на каких активных компонентах выполнена основная логическая схема, различают элементы диодно-резисторные (т. н. элементы с диодно-резисторной логикой — ДРЛ), транзисторно-резисторные (ТРЛ), диодно-транзисторные (ДТЛ), транзисторно-транзисторные (ТТЛ), транзисторные с эмиттерными связями (ЭСЛ) и др. Логические элементы на ИС, входящие в С. э. современных ЭВМ, выполняют с ТРЛ, ДТЛ, ТТЛ, ЭСЛ. В вычислительных машинах Единой системы ЭВМ (ЕС ЭВМ) низкого и среднего быстродействия применяют С. э. с ТТЛ, а высокого быстродействия — с ЭСЛ. Наиболее распространённой в СССР С. э. с ТТЛ является серия ИС 133/155 ("Логика-2") со средним временем задержки сигнала около 15 нсек и средней мощностью рассеяния 15 мвт. В серию входят ИС более 20 модификаций, в том числе среднего уровня интеграции (свыше 10 элементов), например счётчики, регистры, дешифраторы, запоминающие устройства и др. В СССР С. э. с ЭСЛ реализована в виде серии ИС 137/187 с временем задержки 4—7 нсек и мощностью рассеяния 70— 35 мвт, в эту серию входят ИС 19 модификаций с уровнем интеграции 2—3 элемента в одном корпусе.

Лит.: Каган Б. М., Каневский М. М., Цифровые вычислительные машины и системы, 2 изд., М., 1973.

Ю. П. Селиванов.