Преобразователь форматов данных

.08. стит СССР 77, ССР 982. ДАННЫХ цифро- может 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ А ВТОРСНОМУ С 8 ИДТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относится квой вычислительной технике ищ дда Марактерискнка быть использовано при построении уст 1 ройств согласования ЭВМ с различными форматами данных, Целью изобрете" ния является расширение класса решаемых задач эа счет обеспечения воэможности преобразования в формат данных с шестнадцатиричным основанием. Для этого в преобразователь форматов данных, содержащий счетчик порядка 1 блок сдвига 2, триггер знака 3, коммутатор мантиссы 8 и блок управления 9, дополнительно введены дешифратор нулевой характеристики 4, элемент ИЛИ-НЕ 5; элементы ИЛИ 6, 7.2 ил, 2 табл,ЮаюоиссаИзобретение относится к цифровойвычислительной технике и может бытьиспользовано при построении устройствсогласования ЭВМ с различными форматами представления данных.5Цель изобретения - расширениекласса решаемых задач за счет обеспечения возможности преобразования вформат данных с шестнадцатиричнымоснованием.На фиг1 приведена блок-схемапредлагаемого преобразователя; нафиг.2 - схема блока управления,Предлагаемый преобразователь 5(фиг.1) содержит счетчик 1 порядка,блок 2 сдвига, триггер 3 знака мантиссы, дешифратор 4 нулевой характеристики, элемент ИЛИ-НЕ 5, элементыКПИ 6-7, коммутатор 8 мантиссы, блок 209 управления, вход 10 разрешения приема, тактовый вход 11, выход 12 занятости, вход 13 окончания приема и выход 14 разрешения выдачи.Блок управления (фиг.2) содержит 25элемент НЕ 15, элементы ИЛИ 16-17,элемент НЕ 18, триггеры 19-20, элементы И 21-23.Принцип построения и работу предлагаемого преобразователя рассмотрим 30на примере преобразования форматовданных ЭВМ СМв формат ЕС ЭВМ.Двоичные числа с плавающей запятой в формате ЭВМ СМпредставляются следующим образом: 1 разряд - знакчисла; 8 разрядов - характеристика;23 разряда - мантисса.Основание системы счисления в фориате ЭВМ СМпринято равным двум,поэтому нормализация чисел осуществляется с точностью до одного разряда.Порядок чисел представляется увеличенным на 2 128, т.е. смещеннымна числовой оси в положительном направлении на 7 разрядов, в результате 45чего все порядки положительны и являются характеристиками,Положительная мантисса представляется в прямом коде со знаковым разрядом, равным кулю. Отрицательная мантисса представляется в дополнитель 50нои коде со знаковым разрядом, равнымединице.Диапазон представления нормализованных двоичных чисел (по абсолютной55величине) находится в пределах от2+Шестнадцатиричные числа с ялавающей запятой в формате ЕС ЭВМ предс тавляются следующим образом: 1 разряд - знак числа; 7 разрядов " характеристика; 24 разряда - мантисса,Основание системы счисления в этом формате принято равным 2 = 16, поэтому нормализация чисел осуществляется с точностью до тетрады.Порядок чисел представляется увеличенным на 2 = 64, т,е. смещенным6на числовой оси в положительном направлении на 6 разрядов, в результате чего все порядки положительны и являются характеристиками.Положительные числа с плавающейзапятой во всех моделях ЕС ЭВМ в оперативной памяти хранятся в прямом коде. Знак числа определяется по значению двоичной цифры в знаковом разряде.Диапазон представления нормализованных шестнадцатиричных чисел (по абсолютной величине) определяется пределами от 16до 16 , т.е. значительно шире, чеи диапазон представления чисел в формате ЭВМ СМ.Входной код в формате с плавающей запятой и двоичным основанием можно записать в следующем виде(1)Выходной код записывается следующим образом: Е 1 Г 16 М= 2М( - ) 4 - 1 11 е (11 1 ц) Е у = 4-геа доп.где: 1,1, - значение двух младших разрядов Е .Иэ приведенных соотношений ясно, что для выполнения преобразования достаточно к входной характеристике прибавить у и результат разделить на четыре и на соответствующее число раз- рядов сдвинуть мантиссу. Число у является дополнительным кодом двух младших разрядов входной характеристики,11 реобразователь работает следующим образом.45 50 55 При подключении входного кода навхопы стоойства и подаче сигнала"Разрешение приема" по входу 1 О (фиг.1)осуществляется запись разрядов 1-8характеристики в разряды 2-9 счетчикапорядка, в разряд 1 счетчика 1порядка при этом записывается ноль.Нулевой разряд (знак числа) и разряды9-31 мантиссы записываются соответственно в триггер 3 знака и в 24-разрядный блок 2 сдвига.Одновременно сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 5 устанавливает в соответствующее состояние триггер неявно".го старшего (восьмого) разряда блока 2 сдвига. Если мантисса положительна и характеристика ненулевая,то триггер неявного старшего (восьмого) разряда устанавливается в единичное состояниеЕсли же характеристика равна нулю, а также если мантисса отрицательна, то триггер неявного старшего (восьмого) разряда устанавливается в нулевое состояние.Сигнал "Разрешение приема", поступающий также в блок 9 управления почетвертому входу устанавливает триггер 20 в единичное состояние, который,подготавливает блок 9 управленияк работе и выдает по третьему выходусигнал Занято" на выход 12 преобразователя, предупреждая источниквходной информации о занятости устройства,Знак мантиссы по выходу совпадаетсо знаком входного числа, поэтому однозначно передается с прямого выходатриггера 3 знака мантиссы на выход.В счетчик 1 порядка добавляютсяот одной до трех единиц с одновременным сдвигом вправо (уменьшением) мантиссы, которая становится денормализованной.Значения восьмого и девятого разрядов с выхода счетчика 1 порядка подаются соответственно на первыч ивторой входы блока 9 управления(фиг.2).,Ненулевое состояние этих разрядов через элемент ИЛИ 17 и черезэлемент И 21 дает разрешение на первый выход блока 9 управления для добавления единиц в счетчике 1 порядкаи сдвигов (без знака) блока 2 сдвига, которые осуществляются под воздействием тактовых импульсов по входу 11 до тех пор, пока восьмой и девятый разряды счетчика 1 порядка нестанут равными нулю. количество воэ 5 1 О 15 20 25 30 35 40 можных добавлений единиц с одновременными сдвигами равно 0-3, При сдвигах мантиссы вправо в случае нулевого состояния триггера 3 знака мантиссы (фиг,1) на вход старшего (вось мого) разряда мантиссы поступают нули, а в случае единичного состояния триггера 3 знака мантиссы - единицы.После того как восьмой и девятый разряды счетчика 1 порядка станут равными нулю, снимается разрешающий сигнал с выхода элемента ИЛИ 17 и соответственно с первого выхода блока 9 управления, и появляется сигнал на выходе элемента НЕ 18, который поступает на входы элементов И 22 и 23, подготавливая блок 9 управления для дальнейшей работы.Если восьмой и девятый разряды счетчика 1 порядка сразу оказались равными нулю, то добавление единиц в счетчик 1 порядка и сдвиги вправо регистра мантиссы не производятся.Диапазон изменения характеристики входного числа соответствует изменению характеристики выходного числа в пределах; 0100000 - 0111111 для отрицательных и 1000000 - 1011111 для по" ложительных порядков.Пределы 0000000 - 0011111 для отрицательных и 1100000 - 1111111 для положительных порядков при этом не используются. Поэтому второй разряд характеристики выходного числа всегда является инверсией первого разряда характеристики выходного числа кроме случая переполнения счетчика 1 порядка, когда характеристика входного числа имеет одно из следующих значений: 1111101, 11111101111111.3 этом случае на выходе преобразователя характеристика имеет значение 1100000. Таким образом, разряды 3-7 счетчи ка 1 порядка поступают прямо на выходы 3-7 преобразователя. Сигнал с прямого выхода второго разряда счетчика 1 порядка через элемент ИЛИ 6 поступает на первый выход преобраэо вателя, а сигнал с его инверсного выхода поступает через элемент ИЛИ 7 на второй выход характеристики преобразователя, Выход переполнения счетчика 1 порядка через элементы ИЛИ 6 и 7 выдачи соответственно первого и второго разрядов характеристики подается соответственно на первый и вто1418909 5 10 15 30 35 40 45 50 55 рой выходы характеристики преобразо. вателя.Отрицательная мантисса в дополнительном коде во входном формате должна быть представлена в выходном формате в прямом коде со знаковым разрядом, равным единице, поэтому после денормализации числа блоком 9 управ- ления осуществляется проверка знака нходного числа, записанного в еготриггере 19. Если мантисса отрицательна, то единичный выход триггера 19 открывает элемент И 22, выдавая на второй выход разрешающий сигнал для вычитания единицы из содержимого блока 2 сдвига, Следующим же тактовым импульсом триггер 19 сбрасывается в нулевое состояние, разрешая через элемент И 23 подачу сигнала "Разрешение выдачи" по четвертому выходу блока 9 управления на выход 14 преобразова.теляТриггер 3 знака мантиссы управляет коммутатором 8 мантиссы, коммутируя на выход прямой код положительного числа или прямой код отрицательного числа блока 2 сднига. При положительном знаке на выход поступает прямой код положительного числа, при отрицательном - прямой код отрицательного числа.После того как выходной код будет принят приемником информации,иэ него должен поступить сигнал "Принято" по входу 1 Э, который сбрасывает триггер 20 н нулевое состояние, снимает сигнал "Занято" по выходу 12, после чего устройство готово к приему нового числа.П р и м е р 1. Результаты преобразования форматов данных приведены н табл, 1. П р и м е р 2. Результаты преобразования форматов данных приведены в табл. 2,Преобразование 16 и 64-раэрядйых форматов данных осуществляется аналогично, при этом разрядность блока 2 сдвига и коммутатора 8 мантиссыдолжна быть уменьшена или увеличена на соответствующее число разрядов,формула изобретения Преобразователь форматов данных,содержащий счетчик порядка, блок сдвига, триггер знака мантиссы, коммутатор мантиссы и блок управления, тактовый вход которого соединен с тактовыми входами счетчика порядка и блока сдвига и с тактовым входом преобразователя, входы мантиссы которого соединены с информационными входамиЬблока сдвига; выходы всех, кроме младшего, разрядов которого соединены с разрядными входами коммутатора мантиссы, выходы которого являются выходами мантиссы преобразователя, нход разрешения приема счетчика порядка соединен с входом разрешения приема блока управления и является входом разрешения приема преобразователя, выход знака которого соединен с перным управляющим входом коммутатора мантиссы и с прямым выходом триггера знака мантиссы, инверсный выход которого соединен с вторым урравляющим входом коммутатора мантиссы, вход триггера знака мантиссы соединен с входом 25 знака преобразователя и с входом знака блока управления, выходы сдвига и инкремента которого соединены соответственно с входами сдвига. и инкремента блока сдвига, выходы заня тости и разрешения выдачи блока управления являются соответственно выходами занятости и разрешения выдачи преобразователя, нход окончания приема которого соединен с входом окончания приема блока управления, о т -л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет преобразования данных в формат с шестнадцатиричным основанием, в него введены элемент ИЛИ-НЕ, перный и второй элементы ИЛИ и дешифратор нулевой характеристики, входы которого соединены с входами характеристики преобразователя и соответственно с входами счетчика порядка, выходы двух младших разрядов которого соответственно соединены с первым и вторым входами денормализации блока управления, выход сдвига которого соединен с входом инкремента счетчика порядка, прямые выходы двух старших разрядов которого соединены с входами первого элемента ИЛИ, вхрды второго элемента ИЛИ соединены с прямым выходом старшего и инверсным выходом предстаршего разряда счетчика порядка, выходы первого и второго элементов ИЛИ совместно с выходами счетчика порядка, кроме выходов двух4189 Таблица 1исло Показа- Знак Характетели чис" ристикала Мантисса Исходныйкод 0 10011101 101 0000 0000 0000 0000 0000 3 16Приемна регистрмантиссы и счетчикпорядка 0 010011101 1101 0000 0000 0000 0000 0000 После денормализации 0 010100000 0001 1010 0000 0000 ОООО 0000 Выходнойкод 0 1001000 000 1010 0000 0000 0000 0000 13 6128 Таблица 2 Число Характе- ристика Знак Показатели Мантисса числа Исходныйкод 1 0110001 011 0000 0000 0000 0000 0000 -13 -1 е16 Прием нарегистрмантиссы и счетчикпорядка 1 001100011 0011 0000 0000 0000 0000 0000 После денормализации 1 001100000 100 1000 0000 0000 0000 0000 После вычитанияединицы 1 1 111 1111 1111 001100100 1001 0111 1111 Выходнойкод 1 0111001 0110 1000 0000 0000 0000 0000 13 32старших и двух младших разрядов, являются выходами характеристики преобраэователя, вход знака которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ,Ф второй вход которого соединен с выходом дешифратора нулевой характеристики, а выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с информационным входом старшего раэ 09 8ряда блока сдвига, входы последовательного прямого и обратного кодов которого соединены соответственно сВ прямым и инверсным выходами триггера знака, выход младшего разряда блока сдвига соединен с входом младшего разряда коммутатора мантиссы,1418909 Составитель М.АршавскийРедактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор А.Тяско Закаа 4161/56 Тираж 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва Ж, Раушская наб., д. 4/5