книги из ГПНТБ / Семененко В.А. Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах учеб. пособие для студентов всех специальностей

Логика сложения в разряде п будет определяться слагае­ мыми Х„ и У„ и переносом из предыдущего разряда Рп- В результате сложения чисел сумма располагается на реги­ стре X, чтобы не вводить .специальный регистр суммы. В связи с этим необходимо анализировать состояние тригге­

происходит с помощью импульса дополнительного переноса тл, опредеяемого из таблицы 11 как

Перенос в следующий разряд определяется из таблицы II как:

пряжения, а ритм работы схемы определяется генератором тактов Т. Дополнительный перенос хп поступающий на счет­

совпадают).

На рис. 3—29 представлена логическая схема сумматора, построенного на этом же принципе и выполняющего операции

импульсу Т\ и по импульсу Т2 и вызывает изменение состояния регистра X в соответствии с сигналами дополнительного переноса т.

14Ö

При вычитании подаются управляющие сигналы — и' (+ V —). Сигнал— в момент Тх вызывает, с одной стороны,

Рис. 3—29. Схема сумматора мини-ЭВМ для выполне­ ния операций сложения и вычитания

изменение состояния всех триггеров в регистре У, с другой стороны, устанавливает в «1» триггер Тр. В момент Т2 по сигналу (+ V —) происходит изменение состояний в регистре X.

§ 2—5. Арифметические устройства параллельного действия машины .с фиксированной запятой

На рис. 3—30 приведена схема арифметического устрой­ ства -паіраллельного действия машины е фиксированной заня­ той. Она состоит из одноразрядных суммирующих схем на три входа и трех регистров: регистра числа X, регистра числа У и регистра суммы S. В результате сложения двух чисел сумма остается на сумматоре. Этот принцип широко исполь­ зуется в одно- и двухадресных машинах.

Импульс ,в момент Т\ устанавливает в «О» триггеры 5 и У. По импульсу в момент Т2 происходит считывание из па­ мяти числа У на регистр. По импульсу в момент Т3 происхо­ дит образование суммы S и установка в «О» триггеров X. Наконец, импульсом в момент Тц содержимое S передается на регистр X.

Рассмотрим пример выполнения операции умножения в таких АУ в соответствии с блок-схемой, представленной на рис. 3—31.

Предположим, что необходимо перемножить два числа — 0,1іЮ1, рас­ положенное в регистре Р2, и 0,1011, расположенное в регистре РІ.

Последовательность выполнения умножения следующая.

141

Рнс. 3—30. Схема арифметического устрой­ ства параллельного действия машины с фиксированной запятой

Рис. 3—31. Блок-схема выполнения операции умножения на 1 разряд множителя в АУ параллельного действия машины с фиксированной запятой

142

В момент времени Ті подается импульс сдвига кода множителя на регистре Р1. Так как первый разряд множителя 1, то множимое с реги­ стра Р2 перепишется на сумматор, где образуется первая частичная сумма

вправо. При этом 1 младшего разряда кода 1101 сумматора перейдет в старший разряд регистра Р1. На сумматоре будет находиться код

ОНО единица в старшем разряде Р1

В момент Тз подается снова импульс сдвига кода на Р1. Так как второй разряд множителя 1, то множимое с Р2 перейдет на сумматор, где образуется сумма

0М0 1

+

1101

10011

В момент Ті подается импульс сдвига на сумматор и 1 младшего разряда частичной суммы переписывается в старший разряд Р1 (он сво­ боден, так как ранее переписанная из сумматора 1 в такте Т3 сдвинулась вправо).

На сумматоре будет код:

Таким образом, получится произведение 0,1000, расположенное на сумматоре, и код 1111, расположенный на Р1.

В машине обычно имеется возможность запомнить в памяти и содер­ жимое сумматора, и. «хвост» произведения с помощью специальной команды. Когда содержимое РІ отбрасывается, то происходит округле­ ние на сумматоре (прибавление 1 к младшему разряду), если отбрасы­ ваемая часть превышает половину от своегомаксимального значения.

В приведенном примере результат равен 0,100-1.

143.

§ 2—6. Арифметические устройства параллельного действия машины с плавающей запятой

На рис. 3—32 показана блок-схема арифметического устройства параллельного типа машины с плавающей запя­ той. АУ состоит из двух приемных регистров Р1 и Р2 (реги­ стра мантиссы 4 и регистра порядков II), сумматора мантис­ сы и порядков (24 И-.2П), блока местного управления ариф­ метическим устройством (МУАУ). Регистры Р1 и Р2 служат для приема из ЗУ чисел, передачи их на сумматор, а также для выполнения других операций.

На п-разрядном сумматоре АУ выполняются арифметиче­ ские и логические операции, и на выходе схемы S образует­ ся сумма, произведение, частное и т. д. чисел А и У.

Рис. 3—32. Блок-схема АУ параллельного действия машины с плавающей запятой

Рассмотрим пример выполнения операции умножения в АУ с пла­ вающей запятой одновременно на 2 разряда множителя.

При умножении' над порядками чисел производится операция сложе­ ния (см. главу 1 раздел 2 § 1— 10), а умножение осуществляется над со­ множителями (рис. 3—33).

множимое

Рис. 3—33. Схема выполнения операции умножения одновременно на два разряда множителя в АУ парал- ’

лельного действия с плавающий запятой.

144

Логика работы схемы определяется в соответствии с разрядами мно­

—4 для знаковых разрядов означает, что на триггеры ЗНЗ, ЗН2, ЗШ заносятся единицы.

При сдвигах на сумматоре вправо единичные знаковые разряды запол­

Таким образом, 0,1111 X 0,1010 = 0,10010110 146

поразрядное сложение переносов с полученной в предыдущем такте поразрядной суммой кодов), то на суммирование этих

чисел в последовательном АУ требуется в —^— раз больше

времени. Таким образом, машины параллельного действия обладают значительно большим быстродействием, чем маши­ ны последовательного типа.

Г Л А В А III

ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

§3—1. Типы запоминающих устройств

Взависимости 'от назначения и характера работы среди запоминающих устройств различают оперативные, внешние и постоянные.

Оперативные запоминающие устройства имеют сравни­ тельно небольшую емкость (несколько десятков сотен тысяч чисел), но обладают высоким быстродействием (время обра­

щения к ЗУ составляет несколько сот наносекунд). Обычно

втаком ЗУ хранится программа, исходные числовые данные

ипромежуточные результаты, непрерывно участвующие в

процессе решения задачи.

Внешние запоминающие устройства имеют практически неограниченную емкость памяти. Например, магнитные бара­ баны имеют емкость несколько сот тысяч кодов, а магнитные ленты и диски — миллионы кодов. Эти ЗУ характеризуются сравнительно большим временем обращения: для магнитных барабанов—'несколько миллисекунд, для магнитных лент — от десятков миллисекунд до нескольких секунд.

Постоянные (долговременные) запоминающие устройства всегда хранят одну и ту же информацию. Эти ЗУ служат для хранения констант, табличных данных, постоянных команд программы и т. д. Информация в них никогда не обновляется, так как она записана в памяти при изготовлении (т. е. кон­ структивно). Постоянное ЗУ имеет только цепи чтения кодов и не снабжено цепями записи.

Кроме указанных типов памяти, машины имеют различ­ ные вспомогательные ЗУ: запоминающие регистры пульта управления, сверхоперативные ЗУ, буферные ЗУ и др.

§ 3 — 2. З а п о м и н а ю щ и е эл ем ен ты

Магнитные оперативные запоминающие устройства (МОЗУ) нашли исключительно широкое распространение в совіременных универсальныхuцифровых вычислительных ма­ шинах. Запоминающими элементами в МОЗУ служат торои­ дальные ферритовые сердечники с прямоугольной петлей гестерезиеа (рис. 3—35). Цикл а — а (рис. 3—35,6) характе­

ченного ферромагнитного вещества. Остаточная намагничен­ ность характеризуется индукцией +ВГ. Приложим к сердеч­ нику поле обратной полярности — Нт: он из состояния +' Вг перейдет в состояние Ът іпо кривой abed и при отсутствии поля сохраняет намагниченность—В г. Из этого состояния при положительном поле сердечник перейдет но петле гистерезиса

нает «1». Если теперь подать импульс опроса‘в обмотку И, то сердечник из состояния + Вг перейдет в состояние — Вг, а ;в выходной обмотке III возникает импульс тока.

§ 3—3. Дешифраторы

Дешифриторами называются схемы, которые имеют отдель­ ную выходную шину для каждой комбинации входных пере­ менных, т. е., если число входных шин равно п (п — количе-

149