Цифровая вычислительная машина

302002 Союз Советских Социалистицеских Республик.Х 11.1969 М аявле вкис присоединением з осударствеииый комитетСовета 1 йииистрае СССРпо делам изобретениии открытиИ риоритетпубликовано 26,Х.1973. Бюллетень4 УДК 681 3(088 8 описания 15,111,1974 а опубликован Авторыизобретения Г,ниенко, В. Г, Назаренко, С. К. Лесничий, И. В. и А. ф, Сурдутович Институт кибернетики АН Украинской ССРцкий явитель 414., ы.УеОРТОВ ЦИФРОВА ИСЛИТЕЛЬНАЯ М Н Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использованопри 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 устройствоввода - вывода,Недостаток известных машин - низшая эффективность использования их.15Предлагаемая машина отличается тем, чтоона содержит блок синхронно-символьной обработки порядков, входы которого соединеныс устройством ввода, с запоминающим устройством и с устройством управления арифмстическими операциями, а выходы подключснык устройству управления арифметическимиоперациями и через устройство управленцпередачей информации - к запоминающемуустройству,25Это позволяет упростить машину и повыситьее быстродействие и производительность.На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемой вычислительной машины; на фиг. 2 -схема, иллюстрирующая связи запоминающе го устройства с блоком синхронно-символь. ноп 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 вывода, блок 8 режимов, блок 9 спнхронносимвольной обработки порядков, шипы 10 анализа наличия символа порядка, шины 11 синхронного управления, шину 12 передачи признака конца операции, символьные шины 13, 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 устройством вывода, шины 29 режима, шины 30 пересылок, регистровую часть 31 ЗУ 4, блок 32 местного управления, вентили 33 пересылок, сдвиговые цепи 34, схему 35 занесения мантиссы числа, схему 36 занесения символа порядка, схему 37 простановкп символа порядка, схему 38 считывания символа порядка, арифметические цепи 39, шины 40 управления пересылками, шины 41 управления сдвигами, шину 42 блокировки занесения мантиссы, кодовые шины 43 мантиссы, шин 44 блокиров 302002Ки ЗДПССЕПИ 51 СР)ВОЛс 7 1 ОРЯДКЯ, ШИПУ 45 ЗЯПС- сепия симвлд порядка, шипу 46 перед,)11 символа порядка из входиго регистра, шипу 47 передачи симьц)лд порядка первого Опсрдпдс 1, и 11 4 Ь 1 СРс;с 1 ч 1 си)вола ПОРЯ Кс) ВГО рОГО 1 р;1), 1 ип 49 фиксровд 1 ОГО )- ЛОЖС 1 П) П 1)У 50 ПССДс)И Сп,ВОЛ Р 5)ДК 1 ре)у т;7, код(выс пшы 5 и 52 е 1,1)к, кДОВЫС 1 П 1 Ы 53 и 54 СДВИГ:.1, к;)01 ь 1 С 111 55 записи, шипы 56 и 57 записи символа по рядка, шипы 58 считывания символака, кодовые шипы 59 и 60 суммирования. ПрЕДЛягс 1 С 1251 ВЫЧИСЛИТЕЛЬя 51 МсШИПЯ рс 1 ботает следующим образом. 15При пажаии 12 клс 1 ВПНи ус 1 рОЙс 11 с)15 этом устройстве вырабатываются коды, соот- ВЕ ТСТВУ 10 ЩИЕ . 1 Р 1 СЛД )ЗПД КЯМ, ПОР 5 ДКД )1 П командам.Порядок вво:ится естественным образом 20 посредством нажатия пд клавишу десятичной запятой после пдборд разряда едиР, числя. При нажатии па клавишу дес 1 сп 01 запятой из устройства 1 в блок 9 синхронно-символьной обрабоп(и порядков через шину 16 перс ДЯЕТСЯ УПРс 7 ВЛ 5 ОЩИ СИГПЛ ПРИЗ)ЯК ПЯЖДТИ 51 Пя КЛсВИШу ДЕС 5)ТИЧПОЙ ЗЯП 5 ТЙ). БЛОК 9 выдает соответствуощуо информдио через символыые шины 13 в ус 7 ройст 10 6.Через шину 44 передается сиг:дл, который 30 5 ВЛЯСТС 51 РДЗСПс 01 ЦИ) 751;ЯНИС СПВО, Пр 5 щк 15;5 д помина(нцсе устрйс 7 5 1 1 з ) 7- ройс)вя 1 посрсдспгом пшпы 15 и схемы 36.Символ порядка, записанный пд опрсделс пое место в определенный регистр зяпомШдю щего устройства 4, приводит к возбуждению Одпои из иип 10 апс),1 изя пс 1 лисР 51 сРГ 0 с ПОР 5 ДКс, Я И Е 0 -- ШППЫ ПСРСДЯЧИ СИВОЛс 7 порядка из входного регистра 16, по которой в блок 9 поступает информация о том, го в 40 числе проставлен символ порядка. Блок синхронно-символНой обработки порядков устанавливается в такое состояние, что при пов- ТОРНОМ Пя)Кс 1 ТИИ На К:ЯВИШУ ДССЯТИ 1 ПОЙ 32- П 51 той сиГпал приход 5 щпй Р 13 устрОЙст 52В 45 ОлОк 9 по шие 1 о, пс вызывает ВО 30 уи(депия символьных шип 13, и следовательно, пе по ВЛ 51 стс 51 сиГял и 1 шипе 4 с и ПОВтор пой зяписи символа порядка не происходит.Такое Выполнепе Запссспи 51 си)1 ВОля по рядка и дальнейшей обработки числа с учсгом его порядка реализуется при специальной организации регистровой части 31 запоминающего устройства 4.Ха)1(ддя разрядная ячейка в регистровой 55 части 31 состоит из места для размещения кода разряда и элс)сита памяти для храпения СИВО.2 ПОР 51 ДКЯ.ха)кдое место для размещ.пия ко;д порядка связано двухсторонними св 5 зями с сумма тором 3 посредством кодовых пин 59 и 60, арифметических цепей 39 и шип 23 и 24, д также связано с устройством ввода посредством кодовых шин 55, схемы 35 здпссспия мдптиссы числя и кодовых шип 43. 65(роме того, в функ)пп здпомицякщего мстройствя 4 вхо)111 5 )е )олько здш)мп)д;ихрапппс пф(рмднп,о и сдвиг ч, Вили другуо стороу, выгн)ляемый в сяммстроствс 4 по комс 7,с) остпдНи)1 изустройсп:и 6 чсрз шипы 1 2 сдв)голые цс.пп 34.1,С.1 1,1 Ж 1 ПС ,57 к 1)50 5 1 коро 1 разряде разрядий ссп(и мдн)пы, т15 СЛУЧЯС, КОГД В ЭТО; РЯЗР 5 Д Зс)ИСЫВД 0 С 51единицы вводи)ого числа т. е. шфра и символ порядка), возбуждается одна из шипО,я имсппо ши 12 49 фиксированного 10,70 жспя;блок 9 выдаст сооп)стствукчцу;о ипформа,ию,и через посредс)во символьных иП)13 устройства управлсшя передачей информации ишипы 42 блокируется дальнейшее занесениечисла в запомипшощее устройство 4, осущсс 7 вляемос из устройства ввода по кодовым шипс 1)1 43,Вводи)ос число прво)11 тся в такое расположение опосптельпо разрядной сетки мяши 1 Ь 1, ЧТО СИМВО. ПОР 5 ДКс 1 5 СМ ЧПС,)С) ОКс 13 Ывастся в том разряде разрядной сетки, В коором фиксирована запятая.При ВВОдс В мяпипу целы ( чисел сп)1 Влпорядка, как правило, пс заносится. ПоэтомуОп должен быть автоматически проставленпри перехо;с к выполпепио опера Р. Э 7)Зпс 7 ЧИТ, ЧтО ЯПДЛПЗ ПДЛПЧПЯ СИ)5)1 ПОРЯДКЯв числе и просгд)нпкд спмвлд прядка в слуС С) Ос"С ВП 5 ДОЛЖ 1 Ы 1)Р)ВТС 5;1)1 дчдлд с(беВснп д рифм стичски х Опера)ай.Зту функцпк выполняет блок 9 сипхрпнСИМВО;.П 000 рс 1 бОТКИ Пор 5 ДНОВ.Совокупность сигналов, поступающих черезшины 11 и черсз шину 46, устанавливасг состояние блока 9 таким образом, что если символ прядка зашсдп во входий регистр запоминающего устройства 4, то повторной егозаписи г, этот регистр пе производ 1 ся; еслижс символ порядка е записан, то в блоке 9вырабатываются спе)Пальпые сигналы, которые по символьным шипам 13 поступают вустройство 6 управления передачей шформдцпп. При этом устройство 6 вырабспывдетСИМВО: ПОРЯДКЯ, 1(0 ОРЫЙ ЗЯПИСЫВДССЯ В Зс 1 помипающее устройство 4 через шипу 14, схему 37 и шину 57 в од(ш из элементов памятидля храпения символа порядка, а имешо Втот, который соответствует младшему разряду входного регистра, Любые преобразовапи 1информации пеле этого выполпяося пад числом, которому сопутствует символ порядка.При работе с фиксированной здп)пой крмсПРОСсПЮВКИ СИМВОЛЯ ПОРЯДКс 1 В ЧИС,1 С СОО."О,ИМ ПРЯВИЛЬПО Рс 7 СПОЛО)(11, ЧПСЛО и РЯЗрядпой ссп(с мяппшы.Б с; и сп)ВО, ГОр 51 дкд р яспол Ожсп пс В1 ОМ ЖС ПОР 5) Д(С В КОТОРОМ фИКСЧРОВЯ 112 Зс 115 тсЯ) Т ЧИСЛО ДОЛЖНО ОЫТЬ С;ВПУТО 1)ПРЯ.Во или влево до такого положения, ч)обьсимвол порядка находился В том же разряде.Сдвиг вправо может привести к потередробной части числа, гго с 51 детсльсвует одиспропорции между задаваемой посрслством фиксации запятой точностью вычислсций и точностью вводимых в машину чисел. Сдвиг влево может привести к переполнению разрялцой сетки машины, если целая часть числа це укладывается в отведенных прелелах, залавасмых посредством фиксации запятой.Управление расположением числа в пределах разрядцой сетки машины отцоситсл 1 ию фиксированного положения запятой производит блок 9. Через шину 46 и шши 11 в блок 9 поступают сигналы, анализ которых приводит к возбуждению либо символьных шиц 13, либо шипы 12.Возбуждеццые спмвольцые шины 13, полключеииыс ко входу устройства 6, управляют выработкой сигцалов сдвига, которые посредством шин 41 передаются ца слвиговые цепи 34.Когда в результате сдвигов символ порядка окажется в том же разрялс запо.ццаОцего устройства 4, в котором фиксирована запятая, возбуждается шина 49, блок 9 прекращает выработку сигцалов, идущих по символьным шинам 13, и сдвиги прекращаются.Шина 12 передачи признака коцпа операции возбуждается в случае переполцсия разрядцой сетки машины, если целая часть числа це может быть размещена в отвелсццых лля этого пределах. ЗоКогда в блок 9 по шипам 11 поступает сцгцал о том, что значащая цифра появилась в старшем разряде разрядной сетки, и если шина 49 цс возбуждеца (ее возбужлецие соогветствовало бы размещению символа порядка 35 ца фиксированном месте), блок 9 устацавливается в такое состояцие, что возбужластся шина 12.Арифметические операции цал числами выполцяотся после простацовки (ручцой или ав томатической) символа порядка в числах и приведения располоксция чисел в соотгетствие с положением фиксироваццой запятой.При выпогц 1 еции арифметических опера:цц.блок 9 управляет простацовкой сивола по рядка:исла, получающегося в рсзульта 1 с операции.В случае сложения (вычитаиия) символ по - рядка должен быть проставлен в том разряде результата, который образуется при сум мировации разрядов единиц операцдов, т. е.кодов цифр, которым сопутствует символ порядка. Этот разряд может быть указан сцс ло цачала сложения (вычитания) чисел.Так как до цачала операции сложецця (вы читация) исходцое положение операцлов таково, что символы порядка в иих иахолятся в одном и том же разряде, то лля анализа цаличия символа порядка в обрабатываемых разрядах чисел может использоваться либо 60 сигнал ца шипе 47 передачи символа порядка первого операнда, либо сигнал ца лице 48 передачи символа порядка второго операнда, либо совпадение этих двух сигналов, При фиксированцом положении запятой для такого 65 анализа может использоваться спгпал ца шипе 49.Одцовремеццо с поступлецием чисел из запоИцлюцего устройства 4 ца сумматор 3 и блок 9 по цц 1 цам анализа цалиия симво цорялка поступает ицформация о том, сопутствует ли символ порядка разряда чисел обрабатываеьи ца сумматоре 3. Сицхро;Ио с поступлеиием каждого разряда чисел ца сумматор 3 по цшца 11 в блок 9 поступают псебхолимые тактируОщце и управляющие сигиалы, По с во 1: пцости входи 1 х сигцалов блок 9 выдает соответствуюьцие выхолцыс сигцалы, которые посредством символьцых ишц 13 управляют выработкой символа порядка в устройстве управления передачей ицформации. Выработанный символ порялка посредством шины 14, схемы 37 и ццшы 57 записывается в соответствуюьций элсмсцт памяти для храцсция символа порядка регистра результата запомица 1 оцсго устройства 4.При вьполцсции умцожецпя и делеш 1 Я иростацовка символа порядка в произвелецие или частцое выполцяется более сложцым путем, че И 1 И 1 елоспиц (вычитации) так ак зарацес цспзвестца разрядпость целой части результата и Сстопсложецис символа пор 51;1 ка иельзя опрслсл 1 пь ло выполцсция операцш.В предлагасмоц вычислитсльиой машицс .Иожецис ироизволитс 5 И 111 ицая со стариих разрядов покителя со сдвигом кодов частичцых произвслсций влево и с сохраисиил Исхолцого располокецпя мцожимого.При такойстолис выполцсция ОисрИии умцожсиия сивол порялка произведения проставляется слслующим образом: когда производится умцожсцис ца разрял сдициц мцожителя (т. с. Иа цифру, которой соитсгвуст символ порядка), в частичпос прои звслецис записьвсется сивол порядка в то разряд, которьш ца лаццом этапс умцожеция участвует в сложении с разрядом мцожимого, содержаци.; символ порядка.Привелсциый цпже пример умцожспц двух чисел иллюстрирует прпцяту 1 о в машине мс. тодик 5 умиожсция и проставлеция символа порядка в произвелсцие.Для коИ.рстцости будет сИтать, гго исргым опсрацлом является мцожитсз 1, а вторым - хИожимос.11 з устройства 2 через шииы 11 в бзок 9 посылаются спгцалы сицхроццо с исрсхоло к умцожсцпо ца Очерелцой разрял множите.я, т. с. сицхроццо с каждым очсрслцым с;ц 1 цгом част 1 ишого процзвелеция. 11 з зпомино. щего устройства 4 по шиве псрслачи символ порядка первого операцда 47 псрсластся и 1- формация О том, сопутствует ли разрялу мцокителя, ца который производится умцожсцис, сивол по 1 л;. Если символ пор,1 к сог 1 зствуст этому разряду мцожптсля, О блок 9 выдает соответствующие сигпалы, которые через символьные шины 3 управляют выработкой символа т 1 орядка в устройстве 6; выработацць 1 й символ порядка через шину 14, схему10 5 10 15 20 25 30 40 45 50 937 и шицу 57 записывается в одцц из элементов памяти для хранения символа порялка регистра результата запомицаоПего устройства 4, в тот разряд, который позцццо 1 шосовпадает с разрядом множцмого, солер 5 кщим символ порядка. Эта запись производится по сигналу, приходящему по шипе 48.После этого процесс уыножения продолжается, коду частичного произведения во всехдальнейших операциях (сложения и сдвига)сопутствует символ порядка.При делении порядок частного определяется следующим образом.На определенном шаге деления колы остатка (делимого) и делителя будут расположенытак, что символы порядка в цих окажутся водном и том же разряде; в таком взаимномрасположении остатка и делителя происходитобразование разряда единиц частичного, т. с.в образуемом разряде частного следует проставить символ порядка.На устройство 2 через шины 11 В блок 9 посылаются сигналы синхронно с кяждыъ Очередным сдвигом остатка. Из запоминающегоустройства 4 по шипе передачи символа порядка первого операнда и шине передачи символапорядка второго операцда передается цпформация о взаимном расположении символовпорядков в кодах остатка и делителя. 1(огдасимволы порядка в упомяпутых кодах окажутся в одном и том же разряде, блок 9 выдает соответствуощие сигналы, которые черезсимвольные шины 13 управляют выработкойсимвола порядка В устройстве управления передачей информации; выработанный символпорядка через шипу 14, схему 37 и шину 57записывается в один из элемецтов памяти дляхранения символа порядка регистра результата запоминающего устройства 4, в тот разряд, который соответствует разряду слциццчастного.Процесс деления после этого продолжается,коду частного в дальнейших операциях сопутствует символ порядка,Окоцчапие операций умножения ц делениянаступает либо после достижения требуемойточности вычислений (при плавающем положении запятой), либо после того, кяк кол частичного произведения или частного оказывается в таком расположепии относительно разрядной сетки машины, что символ порядка вэтом коде находится в том же разряде, в котором фиксирована запятая (при фиксированном положении запятой),11 з зяпомццяОцего устройства 4 через шпиу 50 в блок 9 поступает информация о расположении символа порядка в произведении или чястцом по Отцошеццю к положеццО фикСПРОВсИИО эапц 10 й.1 огда кол цифры с сопутствующим ему симВоло порядка Оказывается В том разряде разрядной сетки мяшццы, в котором фиксирована запятая, блок 9 через спицу 12 выдает соответствующий сигнал в устроиство 2; из устройства 2 поступает информация на сумматор 3, в устроСтво управления передачей информации ц в устройство вывода об окончании операции.Окончание арифметических операций можетт Иступить т 1 кжс В случяс псрсполцсция 1.Язр 51 дцой сетки ъ 1 ИПИ 1 ы. Когда псреполцсицс Вызвяцо цсВОзмОжиость 10 1)3 сети 1 пслус Яств Оцсряи;ОВ В ОтВсдеццых прслслях пр 1 заданном положении фиксировашОй запятой, соотвстствуюцПй анализ производит блок 9, о чем упоминалось выше.Если за пределы разрядной сетки маПцц выходит результат операции, то соответствующая информация об этом поступает в устройство 2 из сумматора 3.При выполнении других операций (извлечение корня, вычисление зцачешш элементарных функций ц пр.) работа блока 9 подобна рассмотрецПой выше црц выполнении элсмецтарцых арифмсгичсских действий ц опрсдсл 51 стс 51 мстОлцкои произВОдства сложцых вычислений. Предмет изобретения Цифровая Вычцслительняя машина, содержащая запомицающсс устройство, устройство управления арифметическими операциями, сумматор, устройство управления передачей информации, блок режимов и устройство ввода - вывода, оглчаОцаяся тем, что, с целью упрощения ммцццы и повышения ее быстродействия ц процзволцтсльцостц, оца содержит блок синхронно-символьной обработки порядков, входы которого соединены с устройством Ввода, с запоминающим устройством ц с устройством управления арифметическими операциями, а выходы подключены к устройству управления арифметическими операциями и через устройство управления передачей информации - и запоминающему устройству.2. 2 Составитель А. ПлащинРедактор Н. Караванская Текред Л. Богданова Корректор В. Брыкснна Подписноов СССР Типография, пр. Сапунова, 2 аказ 559/2 Издй 160ЦгтИИПИ Государственногопо делам изМосква, ЖТираж 647 комитета Совета Минис ретений и открытий Раушская наб., д. 4 Б