Аппаратные средства как универсальных, так и специализированных ЭВМ характеризуются иерархическим принципом построения, т. е. наличием совокупнос- тей таких единиц (элементов) количества оборудования, которые при объединении их в систему некоторого уровня могут рассматриваться в качестве элементов в системах более высокого уровня и т. д. Это дает возможность использовать иерар-хический принцип описания структуры и функционирования аппаратных средств. По этому принципу каждому уровню систем соответствует такая степень детализа- ции описания, которая обеспечивает точность описания до элементов системы дан- ного уровня.
В ВТ принято считать первым иерархическим уровнем уровень электричес- ких схем, где в качестве элементов рассматриваются электронные компоненты (тран-зисторы, диоды, резисторы и пр.). Средством описания здесь служит аппарат теории электрических и магнитных цепей.
На втором уровне – уровне логических схем – наименьшими единицами обо-рудования считаются логические и запоминающие элементы. Логическими элемен- тами называются простейшие комбинационные схемы, функционирование которых описывается одной переключательной функцией (элементным оператором). Запоминающий элемент – простейшее устройство памяти, обеспечивающее запись, хране- ние и чтение информации, количество которой равно одной букве. Средством опи-сания на этом уровне являются методы теории переключательных функций и структурной теории автоматов, что позволяет детализировать процессы обработки информации до операций над отдельными буквами алфавитов.
Третий уровень – уровень операционных узлов – описывается теми же средствами, что и предыдущий уровень, с детализацией информационных процес- сов до элементарных операций (микроопераций) над отдельными словами. В качест- ве элементов на этом уровне служат операционные узлы – аппаратные средства, выполняющие одну или несколько элементарных операций и построенные из логических и запоминающих элементов.
На четвертом уровне, называемом уровнем структурных схем, элементами считаются операционные блоки, объединяющие несколько операционных узлов и выполняющие определенные законченные действия, указываемые командами программы. Состав и взаимодействие аппаратных средств здесь описываются с детализацией до отдельных операций из набора команд ЭВМ, выполняемых как последовательности элементарных операций. Средством описания чаще всего служат простейшие формальные языки типа операторных описаний (в линейно-строчном или графическом вариантах).
Пятый уровень – программный – предполагает детализацию процессов обработки информации до команд из операционных ресурсов ЭВМ или до отдельных программ. Элементами систем этого уровня являются АЛУ, УУ, устройства памяти, периферийное и коммуникационное оборудование ЭВМ, а в качестве средства описания используются машинно-ориентированные или процедурно-ориентированные языки программирования.
Логические и запоминающие элементы, операционные узлы и блоки являются структурно-функциональными единицами оборудования ЭВМ. В конструктивном же отношении простейшими единицами аппаратных средств являются модули – части электронного оборудования, имеющие законченное оформление и стандартные средства механического и электрического сопряжения с другими подобными единицами. Модульный принцип является в настоящее время основным принципом конструирования ЭВМ и других устройств электронной техники. Модульные конструкции могут быть на всех иерархических уровнях аппаратных средств, например, модуль – процессор, модульное устройство памяти, модуль АЛУ, модуль-регистр, модуль логических элементов (логическая микросхема) и др.
