Вычислительное устройство для переработки числовой и буквенной информации

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ббюв 6 оеетокиа Социалистические РесотблниК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 09.1 Х.1967 ( 1184781/18-24)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 28.Х.1969. Бюллетень33Дата опубликования описания 19.111.19 О Кл, 42 тпа, 15/06 МПК б 06УДК 681.3.048(088.8) Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Министров СССРАвторыизобретения А, Е. Войцедский, 3. М. Кириченко, И, П. Окулова, 3. Л. Рабинович и А. Н. Чадов Институт кибернетики АН Украинской ССРЗаявитель ВЪ 1 ЧИСЛИТЕЛЪНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЧИСЛОВОЙ И БУКВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИИзобретение отйосится к области вычислительной техники, в частности к структуре цифровых вычислительных машин, использующих проблемно-ориентированные алгоритмические языки.Известно вычислительное устройство для переработки числовой и буквенной информации в машине с высоким уровнем интерпретации проблемно-ориентированных алгоритмических языков, содержащее сумматор, буфер,ный и сдвигающий регистры, регистр результата и блок управления.Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно содержит регистр типов операндов, входные цепи которого связаны с центральным устройством управления, а выходные - с местным блоком управления автоматического преобразования типов операндов и образования типа результата; автомат образования и запоминания переносов для выполнения сложения над компонентами операндов повышенной разрядности, входные цепи которого подключены к старшему разряду, а выходные - к младшему разряду сумматора мантисс; автомат управления размещением операндов в регистрах арифметического устройства, входные цепи которого связаны с центральным устройством управления, а выходные - с блоком управления; счетчик управления строчно-кодовыми операциями,причем входные цепи последнего подключенычерез коммутирующие цепи блока управленияпри выполнении операций обращения к полям строк и кодов и к буферному регистру,5 выходные цепи счетчика управления соединены с блоком местного управления; схемусравнения, входные цепи которой соединеныс регистром порядков, а выходные цепи - сблоком управления; блок инверторов для пе 10 редачи прямого, обратного и сдвинутогокода второго операнда на сумматор, причемего входные цепи связаны с выходами триггеров регистра второго операнда, а выходные цепи - со входами сумматора; блок до 15 полнительных триггеров знаков операндов изнака результата, соединенный с регистромоперандов,Это позволяет выполнять введенные для упрощения программирования и повышения20 эффективности интерпретации операций надкодами, строками, целыми, действительнымии комплексными числами, при любом сочетании этих операндов, включая действительныеи комплексные числа произвольной длины, а25 также получать при этом высокое быстродействие и максимально использовать оборудованиее.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блок-схема30 местного устройства управления, Устройство состоит из трех 48-разрядпых сдвигающих регистров 1, 2 и 8 и буферного регистра 4 длч совмещения выполнения заданной операции в вычислительном устройстве с выборкой нового операнда из ЗУ. Регистр 1 является регистром результата и выходными шинами связан с ЗУ.Все регистры связаны между собой для передачи операндов из одного регистра в другой, Регистры 1 и 8 связаны общими цепями сдвига, объединяющими их в один 9 б-разрядный регистр для выполнения операций сдвига 48-разрядного слова с сохранением разрядов, вышедших за пределы разрядной сетки, и для выполнения операции над строками и кодами в случаях, когда поле строки или кода располагается в двух ячейках памяти.Порядки операндов, представленных в виде чисел с плавающей запятой, располагаются в 8 разрядах регистров (8-й разряд - знак порядка), в остальных 40 разрядах расположены мантиссы операндов (40-й разряд - знак мантиссы).Операнды, представленные в виде правильной дроби с фиксированной запятой или в виде целых чисел, располагаются в разрядах, отведенных для мантисс. Операнды типа строка и код занимают в регистрах вычислительного устройства 48 разрядов.Регистр 1 непосредственно выходными шинами, а регистр 2 через блоки 5 и б инверторов связан с параллельным комбинационным сумматором 7 порядков, сумматором 8 мантисс. Эти два сумматора объединяются общей цепью переносов только для выполнения обработки строк и кодов, в остальных случаях это два самостоятельных сумматора со своими цепями циклических переносов.Для разрыва цепи циклического переноса в сумматоре 8 в случае операциями с повышенной точностью используется автомат 9 запоминания циклического переноса, который выходными шинами связан с младшим разрядом сумм атор а м антисс. Сумм аторы 7 и 8 связаны с регистром 1 результата, Дополнительное сокращение времени суммирования в сравнении с прототипом достигнуто введением схемы-блока 10 анализа операндов. Блок 10 выходными шинами связан с блоком 11 местного управления для выработки сигнала окончания суммирования.Блоки 5 и б инверторов введены для получения прямого, обратного и сдвинутого кода операнда, расположенного в регистре 2. Выходными шинами блок инверторов связан с сумматором. Введение этого блока позволило уменьшить время суммирования за счет отсутствия дополнительного времени на инвертирование кода второго операнда:и за счет освобождения входов сумматора, которые используются для организации схемы ускорения переносов, Сдвинутый код второго операнда, получаемый в блоке б, используется для ускорения операции умножения (умножение про 8 разрядов) сдвигов, осуществляемых в чис 45 ловых регистрах устройства, где размещаются обрабатываемые коды и строки. Посим. вольная обработка строк осуществляется в арифметическом устройстве 14 порядков, где производится сравнение символов и в зависимости от результата сравнения выполняется замена символом обрабатываемой строки,Блок 11 местного управления (фиг. 2) сос. 50 тоит из автомата 15 управления, блока 16 микроопераций, регистра 17 операций, реги стра 18 типов операндов, двух 8-разрядных счетчиков 19 и 20. Выполнение любой операции начинается с установками триггера соответствующей опера. ции в регистре операций сигналом из цент. рального устройства и запуска соответствую щей микропрограммы автомата управления. Последовательность микроопераций, соответствующих этой микропрограмме, вырабатыва. ется блоком 1 б и.поступает на шины соответ 60 65 изводится начиная с младших разрядов множителя, с анализом двух разрядов множителя, с прибавлением прямого, обратного илипрямого сдвинутого кода множимого к ча 5 стичным произведениям и сдвигом множителяна два разряда).Арифметические операции производятсянад операндами без знаков (знаковые разряды регистров 1, 2 и 4 перед выполнением10 арифметических операций устанавливаются внулевое состояние). Знаки операндов запоминаются в блоке 12, в этом же блоке образуется знак результата арифметических операций,который передается в знаковый разряд реги 15 стра результата после выполнения операции.Введение этого блока позволило при выполнении арифметических операций использовать обратый код только второго операнданезависимо от знака первого операнда, При20 сложении и вычитании обратный код второгооперанда используется, если сумма по гпой 2знаков двух операндов-слагаемых равна единице (операции вычитания заменены операцией сложения уменьшаемого с вычитаемым,25 знак которого изменяется на противоположный в блоке 12).В отличие от прототипа операций обраще.ния к нулю строки или кода и операции по.символьной обработки строк осуществляются30 на блоках вычислительного устройства, пере.р аб атыв ающих и числовую информ ацию, Операции обращения к полям строк и кодов позволяют выполнить выборку кодов или символов с поля переменной или записать на35 поле новые значения кодовых позиций илисимволов. Для управления этими операциямивведен счетчик 18 управления строчно-кодовыми операциями,Операции посимвольной обработки строк40 позволяют осуществить перемещение и замену символов в пределах строки. Обращение кполям выполняется с помощью операцийлинейных, циклических и посимвольных (наствующих микроопераций регистров арифметического устройств а.В отличие от прототипа каждый операнд поступает в вычислительное устройство сов. местно с типом операнда. Тип операнда указывает, представлен ли операнд в виде числа с плавающей запятой, в виде правильной дроби с фиксированной запятой, в виде троки или кода. Тип операнда запоминается в регистре 18 типов операндов и используется в качестве условия для определения ветви микропрограммы в автомате управления и для определения типа результата. При выполнении арифметических операции допускается сочетание различных типов операндов, при этом, если один из операндов представлен в виде числа с плавающей запятой или операнды имеют различные типы, результат будет представлен в виде числа с плавающей запятой, и операнды автоматически приводятся к типу числа с плавающей запятой, Если типы двух операндов одинаковы, арифметические операции над ними выполняются в соответствии с правилами арифметики для чисел плавающей запятой (для операндов с плавающей запятой) или в соответствии с правилами арифметики с фиксированной запятой (для операндов, представленных в виде правильной дроби с фиксированной запятой или в виде целых чисел и кодов).Структурная интерпретация языка в машине приводит к необходимости прямого и обратного выполнения операций. При возвратном выполнении операций порядок следования операндов в вычислительном устройстве обратный. Для указания порядка следования операндов, что имеет важное значение при выполнении некоммутативных операций, введен автомат 21. По состоянию этого автомата для некоммутативных операций производится перед выполнением операции перемещение операндов в нужные регистры арифметического устройства.Таким образом, предлагаемое устройство выполняет:а) арифметические операции типа сложения, вычитания, умножения, деления (каждая из этих операций имеет четыре модификации: с округлением - с нормализацией, без округления - с нормализацией, с округлением в б нормализации, без округления - без нормализации), сложения и вычитания модулей чисел, сложения 48-разрядных слов для операндов, представленных в виде чисел с плавающей запятой, фиксированной запятой, целых чисел, операндов типа код и типастрока;б) логические операции типа дизъюнкции, конъюнкции, эквивалентности, импликации, отрицания над булевскими операндами и операндами типа код;в) операции отношения типа больше, меньше, равно, не равно, не больше, не меньше для перечисленных в пункте а типов операндов; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 г) операции преобразования одного типа операндов в другой для чисел;д) операции сдвигов 48-разрядного слова или мантиссы без знака (влсво, вправо, циклического ц неццклического на сопз( илц до -ой единичной кодовой позиции);е) операции счета числа нулевых цлц единичных кодовых позиций (справа, слева), операции поиска заданной пулевой илц единичной кОдОВОЙ пОзиции;ж) операции обращения к нулю строки илц кода (для Выооркц поля цли для записи ца поле);3) операции посимвольной обработки строки (безусловная и условная замеца с; мволом, сравнение символов);и) операции сборки и разборки строк и кодов по маскам;к) операции сложения мантисс с запоминанием переноса из старшего разряда для выполнения арифметических операций над действительными и комплексными числами произвольной длины.Выполнение всего перечисленного набора операций обеспечивается предлагаемым параллельным арифметическим устройством и блоком местного управления, и как это видно из приведенного описания, достигнуто относительно простыми схемными средствами. Предмет изобретен и яВычислитсльное устройство для переработки числовой и буквенной информации в машине с высоким уровнем интерпретации проблемно-ориентированных алгоритмических языков, содержащее сумматор, буферный и сдвигающий регистры, регистр результата ц блок управления, отличаюиееея тем, что, с целью выполнения введенных для упрощения программирования и повышения эффективности интерпретацци операций над кодами, строками, целыми, действптельцымп и комплексными числами, при любом сочетании этих операндов, включая действительные ц комплексные числа произвольной длины, а также для получения при этом высокого быстродействия и максимального использования оборудования, оцо содержит регистр типов операндов, входные цепи которого связацьг -; центральцым устройством управления, а выходные - с местным блоком управления автоматического преобразования типов опера дов и образования типа результата; автом; образования и запоминания переносов дл выполнения сложения над компонентами оп рандов повышенной разрядности, входи цепи которого подключены к старшему ряду, а выходные - к младшему раз сумматора мантисс; автомат управления мещением операндов в регистрах арцфм ческого устройства, входные цепи кото.связаны с центральным устройством уп ления, а выходные - с блоком управлс счетчик управления строчно-кодовыми ог циями, причем входные цепи последнегоключены через коммутирующие цепи блока управления при выполнении операций обращения к полям строк и кодов к буферному регистру, выходные цепи счетчика управления соединены с блоком местного управления; схему сравнения, входные цепи которой соединены с регистром порядков, а выходные цепи - с блоком управления, блок инверторов для передачи прямого, обратного и сдвинутого кода второго операнда на сумматор, причем его входные цепи связаны с выходами триггеров регистра второго операнда, а выходные 5 цепи - со входами сумматора; блок дополнительных триггеров знаков операндов и знака результата, соединенный с регистром операндов,355656 оставитель В. Богатыр евина Корректор А. С. Колаб актор П, Метельский Техред Л Тираж 480,делам изобретений и открытий при СоветеМосква Ж, Раушская наб., д. 45 ипография, пр, Сапунова, 2 Заказ 504/9ЦНИИПИ Комитета Подписно истрон ССС