Цель исследования: анализ возможностей построения и экспериментального исследования учебных функциональных моделей запоминающих устройств типа очередь с помощью табличного процессора Microsoft Excel. Рассматривается кольцевая очередь на основе блока памяти и регистров-счетчиков для хранения и отслеживания положения головы и хвоста очереди. Выделяются четыре варианта организации очереди в зависимости от того, на какую ячейку памяти в режиме хранения указывают счетчик записи (первую свободную или последнюю занятую) и счетчик чтения (первую занятую или последнюю свободную). Приводятся структура и алгоритмы работы моделируемой очереди. Рассматривается разработка функциональной модели, включающая: реализацию структуры, режимов и алгоритмов работы моделируемой очереди; разработку экранной формы для проведения экспериментальных исследований; описание изменения состояний регистров, счетчиков, ячеек памяти и триггеров признаков в зависимости от управляющих и тактовых сигналов; представление работы всех узлов и блоков очереди стандартными функциями MS Excel. Экспериментальное исследование кольцевой очереди позволяет следить за формированием признаков «очередь заполнена» и «очередь пуста», а также наблюдать «перемещение» недоступной для записи ячейки памяти по множеству ячеек блока памяти. Особенностью моделируемой очереди является наличие дополнительного режима параллельной записи и чтения, который позволяет в одном обращении к блоку памяти в первом такте выполнять запись, а во втором – чтение. Для проведения экспериментального исследования разработанной функциональной модели очереди достаточно воспроизвести на листе MS Excel экранную форму и ввести в используемые ячейки приведенные в работе формулы. Простота и наглядность экранной формы, автоматическое формирование очередного записываемого данного упрощают отладку и исследование модели очереди.

The purpose of the article is to analyze the possibilities of design and experimental studies of educational functional models of queue memory devices using Microsoft Excel spreadsheet application. It considers circular queue consisting of a memory block and counter registers to track the head and the tail of the queue. Four approaches to queue implementation are described based on which memory cell the registers are pointing to. For head register it can be either first non-empty memory cell or the last empty one, and for tail register it could be either first empty memory cell or the last occupied one. Creation of a functional model is discussed. The model development includes: data structure implementation; operation modes and algorithms of the queue; design of a user interface i.e. a screen form for experimental studies; description of how the states of registers, memory cells, and special flags change depending on control and clock signals; simulation of work of all queue’s nodes and blocks with standard functions of MS Excel. Experiments allow to observe how flags “the queue is empty” and “the queue is full” are set and occupied cells are migrating across the memory block. A special feature of the queue being simulated is the support for parallel read and write operations. It allows in a single access to the memory block to perform a write operation on the first clock cycle and read operation in the second clock cycle. To perform the experiment on the designed functional model one needs to create the described screen form and enter the specified formulae into the spreadsheet’s cells. Debugging and researching the model is simplified by the clarity of the screen from and its ability to automatically generate the data to be added to the queue next.