Цифровая вычислительная машина

Цифровая вычислительная машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

302002

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 22.Х11.1969 (№ 1385854/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 15.III.1974

М. Кл. G 06f 15/02

Государственный комитет

Совета 1йииистрае СССР по делам изобретении и открытий

УДК 681.3(088.8) Авторы изобретения

Г. И. Корниенко, В. Г. Назаренко, С. К. Лесничий, И. В. Новицкий и А. Ф, Сурдутович

Институт кибернетики АН Украинской ССР

Заявитель

1115

0 :... ", 3,"181 БРТ08

ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при конструировании настольных вычислительных машин.

Известны электронные клавишные вычислительные машины, выполняющие арифметические операции, вычисление элементарных функций, различные формульные вычисления, содержащие запоминающее устройство, устройство управления арифметическими операциями, сумматор, устройство управления передачей информации, блок режимов и устройство ввода — вывода.

Недостаток известных машин — низшая эффективность использования их.

Предлагаемая машина отличается тем, что она содержит блок синхронно-символьной обработки порядков, входы которого соединены с устройством ввода, с запоминающим устройством и с устройством управления арифметическими операциями, а выходы подключсны к устройству управления арифметическими операциями и через устройство управленц» передачей информации — к запоминающему устройству.

Это позволяет упростить машину и повысить ее быстродействие и производительность.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемой вычислительной машины; на фиг. 2— схема, иллюстрирующая связи запоминающего устройства с блоком синхронно-символьноп обработки порядков и с другими устройствами машины.

Вычислительная машина содержит устройство 1 ввода, устройство 2 управления арифметическими операциями, сумматор 3, запоминающее устройство (ЗУ) 4; шины 5 занесения мантиссы и порядков, устройство 6 управления передачей информации, устройство 7

10 вывода, блок 8 режимов, блок 9 синхропносимвольной обработки порядков, шипы 10 анализа наличия символа порядка, шины 11 синхронного управления, шину 12 передачи признака конца операции, символьные шины 13, 15 шину 14 простановки символа порядка, шины 15 коммутации, шину 16 управления занесением символа порядка, шины 17 — 24 обмена информацией, шины 25 и 26 управления блоком режимов, шины 27 и 28 управления

20 устройством вывода, шины 29 режима, шины

30 пересылок, регистровую часть 31 ЗУ 4, блок 32 местного упр",âëåíèÿ, вентили 33 пересылок, сдвиговые цепи 34, схему 35 занесения мантиссы числа, схему 36 занесения символа

25 порядка, схему 37 простаповкп символа порядка, схему 38 считывания символа порядка, арифметические цепи 39, шины 40 управления пересылками, шины 41 управления сдвигами, шину 42 блокпровкп занесения мантиссы, ко30 довые шины 43 мантиссы, шину 44 блокиров302002 ки занесения cf;ilBoля порядка, шину 45 занесения символа порядка, шипу 46 нсрсд,)чн символа порядка нз вход!Ioãо регнстрл, шшl р

47 Hep«;rfB07 I!ops! I Ka 13To- 5 рого Он«1);Ill;L;I, н)ш(у 49 фикснровянпого (юЛОЖСIIHH, IIH) if)< 50 ПСрс;l<1f 53 H 54 СДВИГ:.1, кодо(3ВIС Ill llfl l>l

55 записи, шипы 56 и 57 записи символа по- 10

58 CEEIThIB31!I)51 CHAIBO !3

Ka, Ko;LoBhte ii1EIiIhr 59 H 60 С> 11>)1(ров<7 ПИ!(.

ПРЕДЛагс)СЫЯЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ)!Я 51 Мс!ШП)(с) Р l ботает следующим образом. 15

П р1! пажа ии н я кл с)ВИ)ци "> стpollc Г(3 <) 13 этом устройстве вырабатываются коды, соответствующие . числам, знакам, порядкам н

КО>Я Я НДЯХ! .

Порядок вво IHTcsl естественным образом 20 посредством нажатия пл клавишу десятичной запятой после набора разряда единин, числа.

HpEf и;!ж;! !.Ни r! a кля))ип(у дес)! Ичной зяп5)той из устройства 1 в блок 9 синхронно-символьной обработки порядков через шину 16 перс- 25 дается управляющий сигнал (приз((>)к нажатия Ii2 K<73BHrL! v LecBT>1 Illoll злп5(то)!! . Б 10K 9 выдает соответству)ощую информацию ч«рсз символы(ые шины 13 в ус7ройство 6.

Через шину 44 передается сиги))л, который 30

5!ВЛЯСТС51 Р(Л>1;>3ННСН C!fr>I !30, !! порядка В з(п!0)((нпл)оп(се уст(и>йс1 >0 .1 нз у«1ройс1вл 1 посрсдсп)О>! пшны -15 и схс )i(36.

Сиъ!Вол пор 5!Дка записан)lый нсl Опрсде. (си ное место в определенный регистр зяпом)шяю- З5 щего устройства 4, приводит к возбуждению

ОДНОИ НЗ и!ИН 10 а»3 IИЗсl НÇË!!HHsf СИ IBO. 1 сl

НОР ЯДКс), 3 ИМСННΠ— — Illllllhl ПСРСДсlf i)BO;1<7 ?????????????? ???? ???????????????? ???????????????? <-16, ???? ?????????????? ?? ???????? 9 ?????????????????? ???????????????????? ?? ??????, ?????? 40 ?????????? ???????????????????? ???????????? ??????????????. ???????? ??????????????????-????????????)??!???? ?????????????????? ???????????????? ?????????????????????????????? ?????????? ??????????????????, ?????? ?????? ??????7 ????????>>1 Па>КсlТИИ На КЛЯВИШ), ДССЯТИЧ НОЙ 33†П51т сН! Ilал, приходящий На устройст!33 В 45 блок 9 по шине 16, нс вызывает возбу>кдепия символьных шин 13, и следовательно, не поRB I5I0Tc5i cHI 11<1;I II;1 LrIHIIP. 44 H ПОВторной записи символа порядка не происходит.

Tar(oe Bhi!70 7 He!I>!e занес«ни!) ci" ))Bo 1a rro- 50 рядка н дальнейшей обрабоlêè числа с учсгом его порядка реализуется при специальной организации регистровой части 31 запоминающего устройства 4. ((,а>кдая разрядная ячейка в регистро))ой 55 части 31 состоит из места для размещения кода разряда и элсмсн!а памяти для храп«пня

СИМВО

Каждое )3!есто для размещ(ния кодл порядКЯ СВ5133 ПО ДВ<У. («TOP 0 II IIII )(H «ВЯЗ Я Ъ! И С С > М М с .- 60 тором 3 посредством кодовых шин 59 и 60, арифметических цепей 39 и шип 23 и 24, 3 также связано с устройством ввода посредством кодовых шин 55, схемы 35 злнсссння )l fifтиссы числя и кодовых шип 43. 65 ((рох(е того, в функннп злпоминяк)щ«гÎ усгройствя 4 вход)гг I!P !олько злш)мнил) и« ll хрлн«пнс информации, I о н сдвиг )!!« I!f В

НЛИ ДРУГУ(0 C!OPO!)М, Bi ll(0Ë)!51(.МЬ)!! 13 С3",IOМ у стpÎI!cTB«> 4 по кома )!д), f!<)cT)i !!

1,с. ) ll П0.10>ксннс >,, !115! то! ф I I к«llРОI)il I lo !3 !!!iк())орох! разряде разрядной ссп и млн)нны, то

13 c11 ÷añ, кОГД;1 В это>f рязряд злнисывл!01«51 единицы вводи>)ого числа (71 е. ш!фра н символ порядка), возбуждается одна из шин !О, а именно шина 49 фиксированного ноложсння; блок 9 выдаст соотвстствующу:о ннформа),ию, и ч«рсз !Iocpe7CI!30 символьных шнн 13> устройства управл«ш)я передачей информации н шипы 42 блокируется дальнейшее занесение числа в запомнил)ощее устройство 4, осущсс1вляемос из устройства ввода по кодовым шин с) >>! 13.

Вводи((ос число !Ip>faoj!IIT«5! в такое расположение оп)осптельпо разрядной сетки IEIIEIH1lhI ЧТО СИ>! ВО 110P5!;IK3 !3 If(. >((!IIIC, (С ) ОКсlЗЫ

ВсlС 1 СЯ В ТОЙ) PaaP5)ge РЯЗРЯДНОН C«"! Kir, В КО !ором фиксирована запятая.

ПрИ ВВОЛС В М <1 Н(нпу ПЕЛЫХ ЧИС«Л СНХI ВО1 порядка, K<к правило, нс заносится. Поэтому оп до »«c!I бьггь автомати lecKH проставлен нри IIepexoj(«к Выполнени)о опера !ий. 310

ЗНЯЧИТ, !ТО 3!13 111 3 НР)ЛН! I30. <1 НОР 5!;I I(!

В ЧНС Ь И IlpÎ(Гсl НОEiия ()) )f!30 7if !lop 5), !КЛ (° 1 > (Л«С) О OTC>"i С! ВН 5),ЦОЛ>К !1Ь! НРОВО Нтl>< 51;I O нл )ялл соб(.) В«пно лрнфмстнч«скнх Онсрлннй.

Зту функцнк) выполняет блок 9 сннхрошн>06p;i6OTKH IIOpH 7KO13.

Совокупнос1ь сигналов, поступающих через

HrHíû l i и черсз шину -!6, х<с!3!!3!3.7HI33«T сос I O5IIIHP. 6л(н(я 9 таким ÎápaaOAI, H I 0 CC, !H CH .,1Вол прядка заш)сан во в Од)и>й регнсзр запоминающего устройства 4, то повторной е"o записи В этот регистр не производ)(гся; если жс символ порядка не записан, то в блоке 9

Гырабатываются специальные сигналы, которые ПО el<0>)Bo, !ьн1>(м IEEEIIla(

Прн работе с фиксированной злп>пой кром«

ПРОС1 с)НОВКИ СИМ ВОЛЯ ПОР ЯДКЯ В ЧНС, IС НСОО. 0 димо правильно рacïo,70>f(f!ï число и рязРЯДНОI) СС ГКС МЯН(ННЫ.

Lc.i lr c!r>II3nГ1 Tiopsiдк3 p<7clroлОж«i) н(. В

) 011 >Ke lop!i;11 С Е3 ко гором (J)If)(C!Tpo!33 if > ТО 1)ПРЯ

Во или влево до i aKoco положения, w!06h! символ порядка находился в том >ке разряде.

Сдвиг вправо может привести и потере дробной части числа, ITo свидетельствует 0

302002 диспропорции между задаваемой посредством фиксации запятой точностью вычислсшш и точностью вводимых в машину чисел. Сдвиг влево может привести к переполнению разрялной сетки машины, если целая часть числа не укладывается в отведенных пределах, залавасмых посредством фиксации запятой.

Управление расположением числа в прслелах разрядной сетки машины отиоситслшю фиксированного положения запятой производит блок 9. Через шину 46 и шш(ы 11 в блок

9 поступают сигналы, анализ которых приводит к возбуждению либо символьных шии 13, либо шипы 12.

Возбужлеш(ые символьные шины 13, полключеииыс ко входу устройства 6, управля1от выработкой сигналов сдвига, которые посредством шин 41 передаются иа слвиговые цепи 34.

Когда в результате сдвигов символ порядка окажется в том >ке разрялс запо..(ипаю(цего устройс1ва 4, в котором фиксирована запятая, возбуждается шина 49, блок 9 прекращает выработку сигналов, идущих по символьным шинам 13, и сдвиги прекращаются.

Шина 12 передачи признака коица операции возбуждается в случае переполис.!»я разрядной сетки машины, если целая часть числа ие может быть размещена в отвелсииых лля этого пределах. 30

Когда в блок 9 по шипам 11 поступает сигнал î тОм, что значащая цифра появилась в старшем разряде разрядной сетки, и если шина 49 ис возбуждена (ее возбуждение состветствова Io оы размещению символа порядка З5 иа фиксированном месте), блок 9 устаиавливается в такое состояние, что возбуждается шина 12.

Арифметические операции иал числами выполняются после простановки (ру шой или ав- 40 томатической) символа порядка в чис,7ах и приведения располо>кспия чисел в соответствие с положением фиксироваииой запятой.

При выполцеиии арифметически.;. Опера:1ий блок 9 управляет простаиовкой симвоna п(— 45 рядка:исла, получающегося в рсзульта1с операциш.

В случае сложения (вычитапия) символ п»рядка должен быть проставлен в том разряде результата, который образуется при сум- 50 мироваиии разрядов единиц операндов, т. е. кодов цифр, которым сопутствует символ порядка. Этот разряд может быть указан с1цс ло начала сложения (вычитания) чисел.

Так как до начала операции сложения (вы- 55 читаиия) исходное положение операндов таково, что символы порядка в иих иахолятся в одном и том >ке разряде, то лля анализа иаличия символа порядка в обрабатываемых разрядах чисел может использоваться либо 60 сигнал иа шине 47 передачи символа порядка первого операнда, либо сигнал иа 1пиие 48 передачи символа порядка второго операнда, либо совпадение этих двух сигналов. Прп фиксированном положении запятой для такого 65 анализа может использоваться спгпал 1ш ши»е 49.

Одповремецио с поступлением чисел из запомиилю1цего устройства 4 иа сумматор 3 H блок 9 по п1ииам анализа пали шя си.,(вола порядка Ilocë nacò информация о том, сопутствует ли символ порялка разряла чисел 0() рабатываемым иа сумматоре 3. Синхро:!Bo с поступлеиием кажлого разряда чисел иа сум AIaT0p 3 по ишиаii 11 в блок 9 поступают !!ссбхолимые тактирующие и управляюьцие сиги а 7bl. Пс с»вск i IlllocTII Вхслиь1х сигna 70В блок 9 выдает соответствующие выхолиыс сигиалы, которые посредством симвоlьиых иши

13 управляют выработкой символа порялка в устройстве управления передачей ипформаBbipaooTaiII1blÉ clIi1Bo7 порядка посредством шины 14, схемы 37 и шины 57 записывается в соответствуюьций элсмсит памяти для храисиия символа порядка регистра результата запомии(1101цсго устройства 4.

При выполисиш1 умиожеипя и Лелеш1Я простa! IOB!ca символа порядка в произвелеиие IBT» частное выполияется более сложным путем, чем Ilpli сложеипи (Вычитаиии), так как зараиес пспзвестиа разрялпость целой части результата, и мсстоп»ложеиис символа порядка иельзя опрслсл1п ь 10 выполнения опср11ции.

В предлагаемой вычислитсльиой машиис

3 миожеиис ирОизволитс51 и(1 Iи1!ая со стариlих разрялов мио>китсля со сдвигом кодов частичиых произвслсиий влево и с сохранением исхолиого располо>кеипя миожимого.

При такой методике выполисиия (иср(1ции умиожсиия симв07 порялка произведения llpoставлястся следующим образом: когла произволится умиожсиис иа разряд с Пицц миожи7еля (т. с. !„! цифру, которой со» (Tcгвуст символ поря,".ка), в частичпос произвсле(шс запllсь(Вс1cтся с11 1всл Ilорялка В тот разряl, которьш и» лаииом этапс умиожеиия участвует в сложении с разрядом множим»го, солержащи,l символ порядка.

Привелсииый ниже пример умножения лвух

:иссл иллюсTрпруст Ilðnnnòóio в машиi!c мc толику умпо>ксиия и проставлеиия символа порялка B прсизвелсипе.

Для кo«i.рстиости будет счит;п.ь, 110 первым операндом является миожитс11, п вторым — миожимос.

11з устройства 2 черс: шипы 11 в б70к 9 посылаютcя сигналы сиихрош10 с исрсхоëîм к умножсип(0 иа Очерелиой раз1 ял ми»жите.lë, т, с. сиихроиио с кажлым очсрслиы71 сдвигом част1гчиого произвелеиия. 11з з ino»nnn!0щего устройства 4 по шине псрслачи символ» порядка первого onepaIIzn 47 пер»лается ииформация о том, сопутствует ли разрялу миоБите,тя, !i;! котopbtil произВОлится (1иожсиис, символ порядка. Если символ порялк11 convlствуст этому разряду множителя, 0 блок 9 выдает соответствующие сигпалы, которые через символьные шины !3 управляют выработкой символа порядка в устройстве 6; выработаииьтй символ порядка через шину 14, схему

302002 множитель множимое о о о о г г

2 2

2 2

2 0

2 2

2 2!

02 44!!!

4 2

2 О

4 4

2 2

) 2 2! !

О 2 4 6 6 ! !

4 2

О 2 4 б 8, 6 4 результат

Разряд множителя, на который производится умножение ч

1 1 1, 1

1 1 1, 1

1 1 1, 1

1 1 1, 1! о 1

I!!!

0!!

1 (!

О 2 !!

I!

О 2 4 ! ! !!

О 2 4 6

+ I ! !

1 1 1, 1

2 2, 2 2

2 2 2 2

6, 4 2 0

2 2 2 2 частичное произведение 1 частичное произведение 2 частичное произведение 3

302002

5

15 г0

Зо

9

37 и шицу 57 записывается в oIIIII из элементов памяти для хранения символа порядка регистра результата запоминающего устройства 4, в тот ра ряд, который позицио1(по совпадает с разрядом мпожимого, содер>к»щим символ порядка. Эта запись производится по сигналу, приходящему по шине 48.

После этого процесс уыножения продолжается, коду частичного произведения во всех дальнейших операциях (сложения и сдвига) сопутствует символ порядка.

При делении порядок частного определяется следующим образом.

На определенном шаге деления коды остатка (делимого) и делителя будут расположены так, что символы порядка в IIих окажутся в одном и том же разряде; в таком взаимном расположении остатка и делителя происходит образование разряда единиц частичного, т. е. в образуемом разряде частного следует проставить символ порядка.

На устройство 2 через шины 11 В блок 9 посылаются сигналы синхронно с ка>кдыъ! Очередным сдвигом остатка. Из запомип»ющего устройства 4 по шипе передачи символа порядка первого операнда и шине пере(а«!и символ» порядка второго операнда передается ш!формация о взаимном расположении символов порядков в кодах остатка и делителя. 1(Огда символы порядка в упомяпутых кодах окажутся в одном и том же разряде, блок 9 выдает соответству!ощие сигналы, которые через символьные шины 13 управляют выработкой символа порядка в устройстве управления передачей информации; выработанный символ порядка через шицу 14, схему 37 и шину 57 записывается в один из элементов памяти для хранения символа порядка регистра результата запоминающего устройства 4, в тот разряд, который соответствует разряду едипиц ч а ст ного.

Процесс де.аления после этого продолжается, коду частного в дальнейших операциях сопутствует символ порядка.

Окончапие операций умножения и деления наступает либо после достижения требуемой точности вычислений (при плавающем положении запятой), либо после того, как код частичного произведения или частного оказывается в таком расположепии относительно разрядной сетки машины, что символ порядка в этом коде находится в том же разряде, в котором фиксирована запятая (при фиксированном положении запятой).

11з з»помпцающего устройства 4 через шп-! у 50 в блок 9 поступает информация о расположении символа порядка в произведении илц частном по отношению к положецшо фпкCI IP OB3 II IIOiI 3 3 П Я 1 Ой.

1(,огда код цифры с сопутствующим ему симВОлом порядка ОказыВ»ется В том разряде разрядной сетки машины, в ко!ором фиксирована запятая, блок 9 через шину 12 выдает соответствующий сигнал в устроиство 2; пз устройства 2 поступает информация па сумматор 3, в ус!ро!!Ство управления передачей информации и в устройство вывода об окончании операции.

Окончание арифметических операций мо>КЕТ II»CT „«ПИТЬ Т«IКЖЕ В С. Iy«»e IICPCIIO, 11!CIII»I

p3apsIlIIoi сотl«и х! «I IIII»I a!. 1«;Огд«! Иерепол !!е!1ие

ВЫЗВ«П10 ПСВОЗМО>К 1!(«С1 ЬIО P«13 .(ICCTIITh ЦСЛУIС часть операндов в отведенных IIpeleë» при заданном положении фпкспрогапцой запятой, соответствуюп(ий анализ производит блок 9, О ЧСМ УПОМПП»ЛОСЬ ВЫШЕ.

Ес «!!1 33 ИРсдел1>! P«13PII «IIOII ceTIilI iil311111!Ih( выходит результат операции, то соответствующая информация об этом поступает в устройство 2 из сумматора 3.

При выполнешш других операций (извлече!шс корня. Вычислепие значений элемецтарlIllx функций и пр.) работ» блока 9 подобна рассмотреп!н>й выше прп выполнении элсмецтарпых »рпфмегичсских действий и определ5!ется мстодпкоп llpOII3Boäcò«1 сложпых вычислений.

Предмет изобретения

Цифровая Вычислительная машина, содержащая запоминающее устройство, устройство управления арифметическими операциями, сумматор, устройство управления передачей информации, блок режимов и устройс!Во ввода — вывода, огтча!Оцаяся тем, что, с целью упрощения маши!!ы и повышения ее быстроДейСТВИЯ 11 ПРОПЗВОДИТС, II.ПОСТИ, 0!13 СОДЕРЖИТ блок синхронно-символьной обработки порядков, входы которого соед!шены с устройством ввода, с запоминающим устройством и с устройством управления арифметическими операциями, а выходы подключены к устройству управления арифметическими операциями и через устройство управления передачей информации — и запоминающему устройству. аО2ОО .Риг.

Редактор Н. Караванская

Корректор В. Брыксина

Заказ 559/2 Изд.. Й 160 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2!

Составитель А. Плащин

Текред дЛ. Богданова