Арифметическое устройство

первым выходом устройства. Кроме того,арифметическое устройство содержит регистрисполнительного адреса 7, блок 8 определения нулевого приращения, регистр-счетчик9 и сдвигатель 10, выход которого соединен со входом регистра-счетчика 9. Выходпоследнего соединен со входом блока 8 определения нулевого приращения и вторымвходом сумматора 2, выход которого соединен со вторым входом блока 4 определе- ония окончания массива. Выход блока 4 определения окончания массива соединен счетвертым входом блока управления 5, пятый, второй и третий входы которого соединены со внешними входами устройства. Шестой вход блока управления 5 соединен совторым выходом индексного регистра 3 ивторым входом сдвигателя 10. Седьмойвход блока управления 5 соединен с выходом блока 8 определения нулевого прирашения. Пятый, шестой и седьмой выходы блокауправления 5 соединены с управляющимивходами регистра 7 исполнительного адреса,регистра-счетчика 9 и сдвигателя 10 соответственно, а восьмой его выход соединен 25со вторым выходом устройства. Третий входсумматора 2 соединен с выходом регистра7 исполнительного адреса, вход которогосоединен со вторым выходом регистра команд 6. Четвертый выход регистра команд зО6 соединен с третьим входом регистра адреса 1 и третьим входом блока 4 определения окончания массива . Второй вход сумматора 2 соединен со вторым входом индексного регистра 3.35До начала работы АУ в регистр команд6 из ЗУ поступает команда, содержащая кодоперации Оп, признак индексации ПрИ, адресверхней границы массива А , базовыйгР.Вадрес массива БА и приращение индекса ЬЭ 40(величины представлены позиционным двоичным кодом). Затем АУ работает без обращений к ЗУ, причем, поскольку величиныпредставлены позиционным двоичным кодом,то при вычислении приращений индекса вместо операции деления на 2, как это требуется в выражениях (3, 4), выполняется сдвигвправо на 1 разряд, а при выделении целойчасти к результату операции сдвига добавляется 1, если младший разряд кода досдвига был равен 1.Работа АУ начинается с выдачи блокомуправления 5 сигналов, по которым производится передача из регистра команд 6 приращения индекса ь 3 в индексный регистр 3,а базового адреса БА и адреса верхнейграницы массива А в блок 4 определения окончания массива. После этого начинается цикл формирования исполнительногоадреса ИА,В 1-м такте цикла сдвигатель 10 осуществляет сдвиг содержимого индексного регистра 3 вправо на 1 разряд, формируя приращение индекса ь 3Во 2-м такте Ь 3 передается из сдвигателя 10 в регистр-счетчик 9.В 3-м такте, если младший разряд индексного регистра 3 равен 1, блок управления 5 выдает сигнал в регистр-счетчик 9, по которому зчачение ЬЭувеличивается на 1.В 4-м такте первого цикла (= 1) в сумматор 2 поступают ЬЗиз регистра- счетчика 9 и базовый адрес БА из регистра команд 6, и согласно выражениям (1 - 4), производится сложение этих величин;А = бА+ьЭВ четвертом такте всех последующих циклов (= 2, 3, 1 ) в сумматор 2 из регистра исполнительного адреса 7 поступает исполнительный адрес ИА сформированный в предыдущем цикле, и приращение индекса д",) из регистра-счетчика 9. Сумматор 2 выполняет сложение или вычи= тание этих величин в зависимости от результата сравнения чисел х и у, в предыдущем цикле, а име,:но:А: УИА д 3; при ху;ИА; -ЛЗ при ху;Полученная величина Апередается в блок 4 определения окончания массива и в регистр 1. Одновременно с этимдЛ из регистра-счетчика 9 передается в индексный регистр 3 и в блок 8 определения нулевого приращения, который при д 3 = 0 вырабатывает сигнал, поступающий в блок управления 5 и блокирующий выполнение последующих циклов формированця адресов.В пятом такте цикла блоком 4 определения окончания массива производится проверка нахождения адреса А внутри граничных адресов массива. Если выполняется соотношение БА с А с А , то блок 4 определения окончания массива вырабатывает сигнал, сообщающий блоку управления 5 о выполнении этого соотношения, в результате чего блок управления 5 вырабатывает сигнал, разрешающий выдачу адреса А) из регистра адреса 1 в ЗУ в качестве исполнительного адреса ИАи запись этого адреса в регистр исполнительного адреса 7. Если же ААр или А с БА, то по сигналу блока управления 5 адрес перейденной границы массива (Ар, или БА соответственно) засылается из регистра команд 6 в регистр адреса 1, из которого перецается в регистр 7 исполнительного адреса и через первый выход устройства - в ЗУ в качестве исполнительного адреса ИА, Затем блок управления 5 через второй выход устройства выдает сигнал "Конец цикла" в схему сравнениячисел, разрешающий выполнение сравнениячисла х с числом у; считанным из( )ЗУ по исполнительному адресу ИА. Приэтом всегда А = ИА Ф )5После выполнения операции сравнения пары чисел из схемы сравнения чисел черезвходы устройства в блок управления 5 поступает один из сигналов; Х у;, х:уХ у;, причем сигнал х:у, приводит к окончанию работы АУ, поскольку поиск в массиве закончен, так как получено, что х= У; А,),При других сигналах происходит переход кпервому такту цикла формирования адреса,Сравнение чисел заканчивается автоматически циклом, при котором содержимое регистра-счетчика 9 равно нулю перед выполнением третьего такта. Равенство нулю содержимого регистра-счетчика 9 обнаруживается блоком 8 определения приращения, который вырабатывает соответствующий сигнал,поступающий в блок управления 5 для организации завершения работы АУ,Если в последнем цикле схема сравнениячисел выдает сигнал Х У;, это означаетвыполнение соотношений:у; Л,Дху,А,+упри А;Аг вХУАД при А= АСигналх у,соответствует выйолнению соотношений:У;.,ГА)сху, ДД при АБАХУ;АД при А, = БАКак видно, сравнение числа Х с массивом из И чисел выполняется не более чем за РЫ 1 РРОф И)+ 2 циклов, причем обращение к ЗУ (чтение команды) производится всего лишь один раз за весь период сравнения числа х с массивом У . Таким образом, непроизводительные затраты рабочего времени АУ на обращение к ЗУ за командами, необходимыми для организации изменения приращения индекса, сведены к минимуму (одно обращение) так же как и число ячеек ЗУ на запоминание программы поиска (одна45 ячейка).Следовательно, быстродействие индексного АУ выше и, кроме того память ЦВМ используется экономнее.Г р и м е р Пусть заданы число Х =125 50 и упорядоченный массив У, состоящий из 8 1 числа. Номер наибольшего числа массива О = 80 = /1010000/. Среди чисел массива имеются У = 96, У = 97,55129 У 155. Пос 2 Фкольку массив упорядочен по возрастанию чисел, все числа у, с номерами 120 - меньше У а числа с номерами 1 24 - больше У . Положение числа Х относительно чисел массива Ч с помощью арифмети 60 ческого устройства определяется за 8 циклов (см, фиг. 2 таблицу работы АУ для этого примера) .формула изобретения Арифметическое устройство, содержащее регистр адреса, сумматор, индексный регистр, блок определения окончания массива, подключенные своими управляющими входами к первому, второму, третьему и четвертому выходам блока управления соответственно, регистр команд, первый выход которого подключен к первому входу блока управления, второй выход - к первому входу блока определения окончания массива, третий выход - к первому входу индексного регистра, а четвертый выход - к первому входу сумматора, выход которого соединен с первым входом регистра адреса, выход которого соединен с первым выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно дополнительно содержит регистр исполнительного адреса, блок определения нулевого приращения, регистр-счетчик и сдвигатель, выход которого соединен со входом регистра-счетчика,выход которого соединен со входом блокаопределения нулевого приращения и вторымвходом сумматора, выход которого соедщенсо вторым входом блока определения окончания массива, выход которого соединен счетвертым входом блока управления, пятый,второй и третий входы которого соединенысо внешними входами устройства, шестойвход блока управления соединен со вторымвыходом индексного регистра и вторым входом сдвигателя, седьмой вход блока управления соединен с выходом блока определениянулевого приращения, пятый шестой и седьмойвыходы блока управления соединены с управляющими входами регистра исполнительногоадреса, регистра-счетчика и сдвигателя соответственно, восьмой выход блока управлениясоединен со вторым выходом устройства, третий вход сумматора соединен с выходом регистра исполнительного адреса, вход которого соединен с выходом регистра адреса,второй вход которого соединен со вторымвыходом регистра команд, четвертый выходкоторого соединен с третьим входом регистра адреса и третьим входом блока определения окончания массива, второй вход сумматора соединен со вторым входом индексногорегистра.Источники информации, принятые во вымание при экспертизе;1, Авторское свидетельство СССРМо 217726, М. Кл, Ь 06 Р 9/00, 1969,2. Справочник по вычислительной техникеПод ред. Малиновского Б. Н. Киев, "Техника", 1974, с. 216, рис. 5.5,547764 Содержимое индексного региспратара 1 счетчика АХ; и 0101000 ЕА0101 аа 7 0107 0 ОО ХУФО 01 а 100 а 001 01 оо иА -аа 101 оа Х УО 001 01 аа 001010 о 0001010 0001010 ию фааа 101 п 4 УЗО 000001 0 аоаооу од + ааааа 1 а пааао 10 00 ООО 1 П ОООО 001 ааооао 1 и 4 - оаааао 1 ХУ,пааааае,э 3 В Ф аааааа 1 ид -оааоо 01 КОНЕцНЫй ОМУЛЬ 77.П 77; У Х Составитель Н. БондаренкоРедактор О. Стенина Гехред М. Ликович Корректор С, Бо Заказ 877 /101 Тираж 818 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5