книги из ГПНТБ / Караваев, Н. И. Электронные цифровые вычислительные машины и программирование учеб. пособие

П- количество разрядов в суммируемых числах.

Иа 4хэпиулы / 4 . 6 / видно, что время суммирования прямо

пропорционально количеству разрядов слагаемых. Это СЕлаано с наличием последовательной передачи единицы перенося жз разряда в разряд.

Для уменьшения времени суммирования чисел и недавне*- • мости его от количества разрядов слагаемых в накапливающие сумматоры вводят дополнительные цеп*, зеущеотвляющи0 пнргл лельный /сквозной/перенос .

& 4.5. АРИФМЕГ;1ЧЕСК0Е УСТРОЙСТВО БЛОЧНОГО Т И П А ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

На рис. 4.6 гк-кааайа функциональная схема АУ блочного типа последователь-юго действия. АУ предназначено для вылочнения операций одоы.чия, вычитания, умножения, логические

-блока умножения /Бл. Умн./;

-схемы сравнения;

-схемы выделения;

-устройства местного управления /УМ-'/.

Блок суммирования предназначен для выполнения опепаци(* сложения, вычитания и посылочных операций. Он состоит из регистра сумматора /РгСк/, комбинационного сумматоре после­ довательного действия /См/, двух преобразователей е обрат­ ный код /ПК^ и ПКд / , входных и выходных вентилей.

- 142 -

РгО служит для хранения результата операций.

См предназначен для сложения двух чисел при выполнении операций сложения и вычитания; для образования прямого кода числа, выдаваемого иа РгСм в ячейку ОЗУ; для получения до­ полнительного кода числа, поступающего из ЗУ.

nKj предназначен для получения обратного кода числа, по­ ступающего иа РгСм.

HKg служит для получения обратного кода числа, поступаю­ щего из ЗУ.

Входные вентили служат для подачи числа, поступающего из ЗУ в блок суммирования, либо в блок умножения, либо на схему сравнения, либо на схему выделения.

Выходные вентили предназначены для выдачи результата опе­ рации в РгСм, в ;<>СЗУ, а также для подачи числа из РгСм в блок умножения и схемы сравнения и выделения.

Схема сравнения служит для выполнения логической опера­ ции сравнения /сложения по mod 2 /,

Схема выделения предназначена для выполнения операции логического умножения.

Блок умножения построен по последовательно-параллельно­ му принципу и служит для выполнения операции умножения. Он состоит из регистра множимого, регистра множителя, регистра синхронизации множителя, управляющих вентилей и сумматоров.

Регистр множимого .служит для последовательного продви­ жения и выдачи множимого на сумматоры с задержкой на один такт.

Регистр множителя предназначен для анализа разрядов мно­ жителя.

Регистр синхронизации множителя служит для анализа раз­ рядов множителя, определяя момент взвода управляющих венти­ лей.

Управляющие вентили открываются разрядами множителя и служат для пропуска множимого на сумматоры.

Сумматоры блока умножения служат для суммирования честных произведений и построены по пирамидальному принципу.

Устройство устного управления служит для приема управ-

- 143 -

ляющих импульсов из устройства управления и выработки всех необходимых импульсов для обеспечения выполнения всех опера­ ций, реализуемых в АУ.

Рассмотрим работу АУ при выполнении некоторых операций.

1

Операция сложения

Операция выполняется над числами, представленными в мо­ дифицированном дополнительном коде. Одним слагаемым являет­ ся число, находящееся в РгСм, /результат предыдущей операции/, другимчисло, взятое из ячейки ЗУ.

Первое слагаемое поступает последовательным кодом младши­ ми разрядами вперед из ячейки ЗУ через входной клапан в Бл. , См. Знак этого числа, кроме того, впереди младшего разряда , поступает в УМУ. Если число имеет отрицательный знак, в УМУ вырабатывается сигнал запуска nKg. Поэтому отрицательное число, проходя через nKg, преобразуется в обратный модифи­

Если они одинаковы, то операция.:считается законченной, если

- 144 -

суммы из РгСм через ВнЛ поступает последовательно на один из входов ПК-]. В этом случае на второй вход ПК|, поступает сигнал запуска из УМУ. Обратный код суммы поступает на См, где происходит прибавление 1 к младшему разряду. Прямой пос­ ледовательный код суммы с Сы через выходной вентиль Бл.См. отправляется для записи в МОЗУ. Одновременно с этим дополни­ тельный модифицированный код суммы через Вн2 вновь перезапи­

Операция выполняется над числами, предатавленными в пря­ мом коде. Множимое находится в РгСм в дополнительном модифи­

го через выходной вентиль Бл.См поступает в регистр множимо­ го. Специальная схема в УМУ сравнивает знаки сомножителей, образует знак произведения и запоминает его.

Ь'яожитндь. и?» регистра множителя поступает на вентили управляющие.' Если значение разряда множителя равно 1, то вен­ тиль этого разряда открывается.

Множимое из регистра множимого последовательно поступает на вентили управляющие, причем на каждый последующий с задер­ жкой на 1 такт относительно предыдущего. Через открытые вен­ тили множимое попарно поступает на сумматоры перваго ряда пирамиды сумматоров. Суммы частных произведений, полученные на первом ряду сумматоров, подаются на следующий ряд суммато-

-146 -

Свыхода сумматора числа выдаются в прямом коде в ЗУ л

Р Г 2 .

Регистр Рг1 предназначен дж; приема, хранения и выдачи в сумматор чиселгв прямом и обратном кодах. С-хо обычный ре­ гистр параллельного действия. При умножении в РП хранится множимое, а при делении - делитель.

Регистр Рг2 предназначен для приемь ч^сла иь сумматора параллельным кодом и сдвига числа ьлево.' Из Рг2 числу выда­ ется в сумматор.

При выполнении операции умножения в Рг2 хранится мноъилтель и образуются старшие разряда произведения, а при опера­ ции деленияразряды частного.

Схеыа местного управления АУ предназначена для выработ­ ки управляющих сигналов, обеспечивающих выполнение отдельных операций арифметическим устройством. Запуск схемы местного управления лУ осуществляется сигналом "Операция", поступающим из устройства управления машины.

Рассмотрим работу АУ при выполнении арифметических опе­ раций. Перед началом каждой операции АУ устанавливается в ну­ левое состояние.

Операция сложения

Эта операция выполняется с числами, представленными в обратном коде. Первое слагаемое перед началом операции через Рг1 поступает в сумматор. Второе слагаемое в начале операции принимается в Рг1. Затем оно поступает в сумматор и происхо­ дит суммирование его с содержимым сумматора.

Операция вычитания

Эта операция также выполняется с числами, представленны­ ми в обратном коде. Перед выполнением операции уменьшаемое ч-ереа Prl поступает в сумматор, а вычитаемое - в Рг1. Опера­ ция выполняется аналогично сложению, с той лишь разницей, что знак вычитаемого в Prl перед подачей его в сумматор из-

- 147 -

кл-няется на обратный-"специальным сигналом со схемы местно­ го управления ЛУ.

Операция умножения

Эта операция выполняется с числами, представленными в прямом коде. Перед выполнением операции через РП в сумма­ тор поступает множитель. 3 первом такте операции умножения в РП поступает множимое, а множитель из сумматора передает­ ся в Prg. Умножение начинается со старших разрядов множите­

сумматор и суммируется с содержимым сумматора, образуя пер­ вое частичное произведение, которое сдвигается на один раз­ ряд влево в освободившиеся от множителя младшие разряды ре­ гистра Рг2. Цепь циклического переноса сумматора при этом блокируется. Если после сдвига множителя влево иа старшего разряда регистра Рг2 будет выдан "О", то множимое в сумма­ тор не поступает и происходит лишь сдвиг содержимого сум­ матора на один разряд влево.

Таким образом, в процессе выполнения операции в суммато­ ре и регистре Рг2 происходит накопление сумм частичных про­

произведения находятся в Рг2, а младшие - в сумматоре. После окончания операции сумматор устанавливается в ну­

левое состояние, а из регистра Рг2 старшие И разрядов произведения поступают в сумматор и далее иа сумматора - в ЗУ. Знак произведения определяется по обычным правилам спе­ циальной схемой в местном управлении АУ.

-148 -

Операция деления

Эта операция выполняется с числами, представленными в прямом коде. Знак частного определяется так же, как и знак произведения.

Деление выполняется по методу без восстановления остат­ ка. Перед выполнением операции делимое через регистр Рг1 поступает в сумматор.

В первом такте операции деления в регистр РП поступает делитель, в сумматоре производится сдвиг делимого на один разряд влево и в младший разряд сумматора записывается 1.

Запись единицы в младший разряд сумматора производится в

тель в обратном коде поступает в сумматор и происходит вы­ читание делителя из сдвинутого на один разряд делимого. Определяется знак полученного остатка. Если полученный о с ­ таток отрицательный, то в младший разряд регистра Рг2 за­ писывается "О" и производится сдвиг остатка и содержимого регистра Рг2 на один разряд влево. В младший разряд сумма­ тора записывается " 1 " . В следующем такте операции деления будет выполняться сложение сдвинутого остатка с делителем.

Если полученный остаток положительный, то в младший рааряд регистра Рг£ записывается " 1 " и производится сдвиг

ся частное, которое поступает в сумматор и далее в ЗУ.

Г Л А В А V

УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН

4 5 . 1 . ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ ЭЦВМ

Устройство управления /УУ/ электронной цифровой вычисли­ тельной машины предназначается для обеспечения автоматичес­ кого решения задачи по заранее разработанной программе пу­ тем принудительной координации работы всех блоков л устрой­ ств машины. Управление работой .каждого устройства машины осу­ ществляется с помощью электрических импульсов и потенциалов, нааываемых командным-' или управляющими. Поэтому основной функцией устройства управление ^нляется выработка управляющих импульсов и потенциалов в or к.Г'.ч.'нь г мименты времени соглас­ но программе решения задачи.

Назначение устройств управлепия З^ВМ всех типов одинаково, но принципы построения и конструктивное выполнение этих уст­ ройств очень разнообразны. Наиболее сложными являются УУ универсальных ЭЦВМ, так как они должны обеспечивать решение любой задачи, программа решения которой соответствует возмож­ ностям машины. Устройства управления специализированных ма­ шин могут быть менее сложными, так как последние решают узкий круг задач.

Управление работой машины может быть либо централизован­ ным, либо смешанным. При централизованном управлении все уп­ равляющие импульсы и потенциалы, необходимые для обеспечения работы всех устройств машины, вырабатываются в одном централь­ ном УУ и передаются на управляемые устройства по командным шьнам. При смешанном управлении в центральном УУ вырабатываются только некоторые основные управляющие сигналы, предназначен-