Цифровая вычислительная машина для обработки данных

Еб яйся и о Г в нггг М Б Фгга )О ИСАЙИ Е Союз Советскии Социалистинеских Республин(ЗЗ) США Гасударственный намитет Саввта Министрав СССР па делам изааретеиий и аткрытий) Дат Иностранцы льф Дональд Ханей, Джеймс Эмиль Зача) Авторыизобретени он Дро рл) Заявит Иностранная фирмааш Реджистер Компаеее фНэшее е Дайтан США 54) ЦИФРО ИСПИТЕЛЫеАЯ МАШИНА ДУБ ОБРАБОТКДАННЫХ тва и с соотаплчваюшего е накапливаюования и выдии.Однако такПредложееенных тем, чтоэоваиееея и выбвыход которог ео 1.1 ВГ" сложая ЦВМ отпи она содержтп ора регистра, о соединены с оединенную клогическую схб еается от извес ложения-выч олок преобрапервые вход и оответственно ны соответвходами бло Изобретение относится к ЦВМ, применяемьем для обработки информации.Известны 1 ХВМ для обработки данных, содержащие устройство управления, сумма тор на накапливающем регистре с подключенной к нему логической схемой, с титываюшее запоминаюшее устройство, входы которого соединены с выходами программногоблока, состояшего из регистра адреса и подключенной к нему логической схемы, и буферный накопитель, первый вход которого соединен с выходом преобразователя параллельного кода в последовательный, с первым входом логической схемы программного блока и со входамц логических схем сумматора ц блока индикации, а теервый выход подключен ко второму входу логической схемы программного блока и к выходам лс гических схем сумматора и блока индикас первыми входом н выходом буферного наконнтеля, регистровое устройство, первыевход и выход которого подключены соотвеественно к первому и третьему входам логической схемы программного блока, и груеипу накапливаюецих регистров, первые входыи выходьг которых соединены между србой,а вторые входы подключены ко второму выходу блока преобразования и выбора регисе.ра, ко вторым входам буферного накопителя и регистрового устройства и ко входунакапливаюецего регистра сумматора, Второй и третий выходы буферного накопителясоединены соответственно со вторым итретьим входами блока преобразования ивыбора регистра, со вторым и третним вые ходами регистрового устройс ветствуюшими выходами нак регистра сумматора и группьО ших регистров. Блок преобра бора регистра содержит прис его первым входу и выходу му выбора регистра ц схему тания входь 1 которой соедин5 ственно со вторым ц третьимка и с выходом логической схемь выборарегистра, а выходы подключены к соответствующему входу упомянутой логическойсхемы и ко второму выходу блока. Регистровое устройство содержит последовательнотвключэнные регистры сдвига, вход ивыход первого из которых соединены соответственно с первыми Входом и выходом,и логическую схему, входы и выходы которой подключены к соответствуюцим выходам и входам регистров сдвига, ко второму входу и ко второму и третьему выходам устройства.Это позволил 5 существенно упроститьмашину,Структурная схема ЦВМ приведена начертеже где обозначены 1, - шине ответапамяти; 2 - репе времени; 3 -считывающее запоминающее устройство (ЗУ); 4 программный блок; 5 - преобразовательпараллельного кода в последовательный;6- информационные линии; 7 - шина ЗУ;регистр адреса 8 и логическая схема 9блока 4; 10 - блок преобразования и выборе регистра, состоящий из логической схемы выбора регистра 11 и схемы сложения-вычитания 12; 13 - накопительный регистр14 - исходная шина; 15 - шина назначения; 16 - дина; 17 - регистровое устройство; 18 - сумматор на накапливеюнемрегистре; 19 - буферный накопитель; шестизначный регистр 20 и логиче кея схеме 21 устройства 17; регистр сдвиге 22,несдвигаемый регистр 23, сдвигаемьй регистр 24; 25-30 - входы и выходы региот-ра 20; 31 - линия; 32 - накапливаюцийрегистр; 33 - логическая часть сумматоре 18; 34 - блок индикации, состоящийиз индикаторного регистра 35 и логическойсхемы 36; 37-53 - выходы реле времени2; 54-57 - линии.ЦВМ предназначена для создания контрольных блоков коммерческого оконечногоустройства ддя записи финансовых дедовыхданных вместе с другими аналогичнымиоконечньми устройствами и присоединенак коллектору данных тине центральногосчетчика. Каждое устройство для записиданных информации включает коллекторданных, содержащих информацию, касающуюся комлерческ 1 х деловых данных. ЦВМ работает на шестнадцатибитовом периодическом ц 1 кле, а реле времени 2 создает шестнадцать отдельных временных сигналов (выходи 37-53), Зе время между каждой 1 арой 11 эс:1 едэят.,лыьх Гне лов (на выходе 3, и 38) создаются четыре отдельных с 1 гнала, 1 меюшихт.ре разных фаы 5 1 оты. ЦВМ содеркит интеграторы на четырехфазовых металло-оксидных полупроводникахи больших интегральноых системах,В считывающем ЗУ накопленная инфор 5 мания может быть считана со скоростьюэлектронного луча 4,096 слов на 12 бит.Таким образом, ЗУ может накапливать40961 12 бит слов, каждое из которыхимэжет быть кэмандным сигнадэлили ". стчастьюкомандного сигнала, необходимого для работы ЦВМ.ЗУ 3 смонтировано только на четалдооксидйых полупроводниках и программируетсяв процессе изготовления, Таким обрезом,ЗУ З,о3 содержит зафиксированную программукоторая включает различные командные слова, необходимые для введения в лл ическиесхемы, находящиеся в ЦВМ.ЗУ 3 по команде, полученнэй от сигналов, поступивших из прогреммногэ блока 4,подает не преобразователь 5 серию сигналовсоответствующих логическим "1" битам идилогическим "Оф битам.Преобразователь 5 пэдает выходной сигнал ЗУ, считываемый паредлельнэ с ЗУ 3в качестве пэследоветельнэгэ сигнала в линию 6, е оттуда на шину 7 ЗУ, С шины 7ЗУ последовательный сигнал подается наряд других блоковМестоположение любэгэ из зеденньх командньх слов, создаваемых ЗУ 3, определяется программным блоком 4, сэдержещимрегистр адресе 8 и логические схемы 9,егистр адреса 8 содержит счетчик, кэтоР грый может осуществлять любэй счет эт 0до 4095. Особый отсчет счетчике, включеннэго в регистр адреса 8, определяет положение вж ние в ЗУ, создающем командый сигнал для преобразователя 5. Так, например,если отсчет в счетчике регистре адресе 8показывает число 1,029, тэ кэленднэе слово в ЗУ 3, которэе респэлэженэ в адресеячейки 1,029, создает выход ЗУ 3, Содержимое счетчика в реистре адреса 8 нестандартного типа увеличивается на "ели 1 ицу" 1зе каждый цикл. Это значит, что после десяти сигналов времени дюбэгэ зеданнл эцикла, которые создаются реле времени 2,счетчик регистра адреса 8 увеличивает свойотсчет на "единицу",П.1 ри поступлении сээтветствуюших сигналов на счетчик регистр 8 из дэгич скойсхемы 9 егэ отсчет увеличивается "1 е пор сл."доветеденэ, т, е. ител Пэлучня у ммы, отличной эт "едшиь". Эт"вэйствэНЕЭЭХЭДИМО 1.;и ЭТВЕТВЕШи 11 РЭМЛ 1,1, 1 Екопленнэй в 5 У 3, и э 1 адет, т 1 р лрел- ме (11 п 1 лер, эсэ 111 л) лэж г Гк 1, г,1,вэдека в подпрограмму для 1,ш.:111111 н 11 кэт 15рьх функций. Затем может быть осушествлвнобратный переход к эсновной программе,Назначение этой операции - сохранение объема ЗУ 3 и недопушение его значи 1 ельногорасширения. Счетчик регистра адреса 8хранит отсчет более, чем один цикл, в случаях, когда время, необходимое для выполнения команды, более, чем один цикл.ЦВМ содержит регистры различного типа, к которым и из кэторых поступает информация в виде восьмибитовых кодовыхсимволов. Регистры должны быть выбраныв соответствии с сигналами, поступающимииз блока преобразования и выбора регистра 10, Включаюцегэ в себя логическую 1схему выбора регистра 11 и схему сложения и вычитания 12. Логическая схема Выбора регистра 11 декэдирует код в битах 3до В специальногэ сигнала команды, поданного для того, чтобы определить, откуда исходит соответстгу 1 эцая команда.После того как команда определена,решается кодовый сигнал Л кода и 0 кода,и сигналы подаются в линии 54-57. Линии .подсоединены к каждому регистру 10, 25который должен быть выбран, Сигнал появляется на одной цз линий 54, 55 и наодной из линий 56, 5 7,ЦВМ содержит три специальных типарегистров, которые Включены в схему. ЗОЦВМ имеет эт О дэ тринадцати накопительных регистрэв, которые следует выбирать.Число накопительных регистров 13 определяется назначением ЦВМ. Каждый регистр13 может иметь эдцц илц бэлее символов, З 5кэтэрые определяются 8 двоичными битами,Каждьй регистр 13 имеет два выхэда, на которые пэследэвательнэ на бит,подаются нацбэлее значимые позиционные 40символы (последний значимый символ - напервый бит), Один Выхэд регистра 13присоединен к исхэднэй дине 14, другой- к шине назначения. 15. 1.Сли логическая.схема Выбэра регистра 11 выбирает регистр 4 б13 в качестве начальнэгэ регистра путемподачи сцгцалэв ца лицин 56 ц 57, присоединенные к регистру, тэ гобэй символ,кэтэрый Вывэпится цз этэгэ регистре, пэдается ца СхэднуО шину 14. Если логи,ческая сх,;,1 Вьбора регистра 11 выбираетрегистр 13 В качестве регистра назначенияпутем и;дачи сигналов а линии 54 и 57,присэ. Дццоцные к регистру, тэ лцобэй символ, котэый Выв.Ится цз этэгэ регистраРподается на шину азци 1 ения .15.Выход кажа:гэ реОгра 13 ьа цсхэднуюшину прис;едцен ка Вхэц ре са э типу обратэ связи, ХИ, су .л м, еслцрегцст 13 Выбрал В 1; ест; ца 1 ц эгэ6 О регистра, то выходной сигнал, поданный наисходную шину 14, также подается на входрегистра и становится его последним значимым символом. Регистр 13 действует вэтэм случае как циркулярный регистр сдвига. Это означает, что когда символ в ре.гистре 13 попадает в исходную шину 14,каждый из оставшихся символов в регистреувеличивается в значении положения, и символ, поданный в исхэдную шину 14, устанавливается в последнем значимом символеположения регистра,Второй вход каждого регистра 13 связан с шиной 16, где происходят арифметические операции, и которая связана с Выходом схемы сложения и вычитания 12.Регистр 13, котэрый выбран в качестверегистра назначения, при сигнале, появляющемся в шине 16 накапливает в пэследнедзначащем символе положения информацию,обнаруженную этим сигналом,Исходная шина 14 и шина назначения 15являются входами схемы слоиения и Выч 11 тания 12. Эта схема при сигналах из логической схемы вьбора регистра 3 1, Вполняет сложение, Вычцтанце цли переводинформации, появляющейся в исхэднэй шцн14 и шине назначения 15, в шину 16,ДОпроисходят арифметические операции.ЦВМ содержит также три специальныхрегистра, Они включают регистровое уст.ройствэ 17, суммирующее устройство 18 цвходной буферньй накопТель 19, Включас 1 ций устройстВэ ВВэдя ц Вывода сцгналэп,Каждый из этих регистров также мэжетбыть Выбран начальным рсгистрэк цлц регистром назначения пэ сигналам с лэгической схемы выбора эегцстра 11,Регистровое устройство 17 включаетв себя шестизначный регистр 20 и логические схемы 21.Регистр 20 включает двухзначный регистр сдвига 22, двухзначный несдвигаемый регистр 23, который кэкет создавать; два символа одинаковогэ значения пэ эдцэйкоманде, и двухзначкц й сдвигаемый регистр24.Лля получения инфэрмациц с эдного цзрегистрэв 22, 23 цли 24 сигнал, полученный из логическэй схемы 21, показывает,какой из симвэлэВ и какой из регистровдолжен быть цспэльзован в заданнэм пэлэженци, Лва пэлэженця двух сцмвэлэврегистра 22 обозначают шестой ц пятыйсимволы регистра 20; два символа регистра 23 являктся четвертым ц третьим сцдволом, и дв сцмцэла регистра 24 - Вторым и первы Сцмвэпэм.ВхОды ц В:хэды 25-30 сээтВОтственнэсэед 1 Вны с сц,:лакц в регистре 20 ц7логической схеме 21. Если требуется более значимый символ регистра 22, сигнал будет на выходе 25, который связан с шестой позицией символа, тогда как на .оставшихся выходах сигнала нет. Это создает наиболее значимый символ регистра 22, который должен быть подан на установ. ленную ячейку. Аналогично, если требуется менее значимый символ регистра 23, сигнал появляется на выходе 28, тогда как на оставшихся пяти указательных стрел+ ках сигнала нет. При этом последний значимый символ регистра 23 подается в соответствующую ячейку.Регистры реагируют на сигналы с вы- И ходов и входов 25-30, указывающие перем вод их накопленного содержания в логическую схему 21, и откуда они могут быть поданы на шину 14 или 15.Два положения символа регистра 22 Ммогут быть использованы для накопления двенадцатибитового сигнала, указывающего адрес для ЗУ 3, Двенадцать битов накапливаются следующим образом: биты1 дэф 8 накапливаются в менее значимом положенйи 25 символа регистра 22, а биты й 9 до Ь . в четырех менее значимых положениях би" тэв более значимых положений;символов регистра 22. Четыре наиболее значимых положения битов более значимых симво-39 лэв регистра 22 не используются, По команде регистр:.22 через линию 31 сдвигает двенадцать накопленных в нем битов в программный блок 4 и вводит их в качестве адреса в регистр адреса 9. Регистр 22 35 может быть использован также в качестве нормального двухзначного запоминаюшего регистра, и с этой целью он может подавать сигналы через логическую схему 21 к исходной шине 14 или шине назначения 40 15 и может реагировать на сигналы, появляющиеся в шине 16, где происхэдят арифметические операции, кэтэрые подаются ту" да через логическую схему 21.45Регистр 23 может быть использованв качестве регистра адреса устройств обработки специальных данных информации,частью которых является БВМ. Этот регистр не является регистром сдвига, а 50скорее триггерным регистром, который, может создавать шестнадцать битов команды,закодированной вне программы, Регистр 23может пэдаватЬ свою закодированную информацию через логическую схему 21 и пс 55хэдную шипу 14 или шину назначения 15в зависимости эт того, выбран регистр 20в качестве пачальпэгэ регистра пли репн тра пазначепия .л пэ реаги;-.ует па юбьлсигналы,появляющиеся в шипе 16, 60 Регистр 24 может быть испэльэоьан в качестве хрэнируюшега счетчика времени, необходимого для подсчета определенного времени, например, в случае, когда необходима короткая выдержка, Это касается двухзначного, следовательно, шестнадцати- битового сдвиговогэ регистра.Регистр 24 реагирует на сигналы, появившиеся в шине 16, где производятся арифметические операции, поступившие в шину логической схемы 2 1. Один раз эа цикл отсчет: в регистре 24 уменьшается на "единицу", пока не достигнет нуля. Для того чтобы определить когда отсчет достигнет нуля, необходим периодический выборочный контроль регистра 24.Сумматор 18 содержит однозначный накапливающий регистр 32 и объединенный логический контур 33. Регистр 32 может быть выбран логической схемой 11, как исходный регистр или же как регистр назначения, и будет в дальнейшем выполнять функцию регистра суммирования. Кроме того, регистр 32 всегда вь.бирается г качестве регистра назначения, когда в шине памяти 7 создаются командные сигналы и регистрируются логической схемой выбора регистра 11. Например, при переходе информации из одного блока преобразования и выборе регист- ра 10 информация также поступает в накапливающий регистр 32, Преимушеством по- стоянного выбора накапливающего регистра 32, реагирующего на сигпалы в шине 16, когда на шину памяти 7 поданы командныесигналы, является вэзможнэсть накапливания этих команд в ЗУ 3, Бе: этэгэ устройства при неэбходимости передвинутьсимвол из одного регистра 13 в другойрегистр 13 и затем проконтролировать символ в суммирующем устройстве с цельюопределения егэ величины, треоуется рядкоманд: передвинуть символ э регистр,затем сдвинуть регистр, передвинуть егэв суммирующее устройство и вновь сдвипуть регистр и, наконец, прэкэнтрэлирэватьсимволВ предлагаемом устройстве необходимотолько передвинуть символ в регистр, иэн атэматически попадает в сумматор 18 и готов для контроля. Логическая часть 33 сумматора 18 рассчитана так, чтобы было возможно распознать коды, указывающие определенныекоманды,Последним регистром, который можетбь:ть выбран логической схемой выборарегистра 11, является буферный регистрввода и вывода, являвшийся сэставнэйчастью блоков ввода и вывода сп пала бу10 1, Б ф эвая вычислительная машинаБифрэвадля обработки данных, сэдержашая устройство управлен ия сумматор на накапливаюшем регисгистре с подключенной к нему логической схемэц, считываю 1ии ее запэл 1 ииа 1 ошее устройство, вхэды кэт ртэ эгэ сэедииеиыс выходами прэграммисл э блэка, сэстояшегэ из рз регистра адреса ц иодключс.ниойк нему л1 эгичеекэй схемы, а выходы 11 элключены к с ээтветствующцм вхэдам иреэбТразэвателя параллельпогэ кода в их,.едэвательныи лб эк индикации, сэстэя 11 илй изиндикаторного регистра и пэдключениэй кнему логической схемы, и буф рЬЕИЬ 1 й НаКоп 1 лтель, первьй вход которого соединен свыходом преэбразэвателя параллельнэгэкэда.в гэследэвательный, с г 1 ервым входомлогической схемы программного блока цсэ входами логических схем сумматэра иблока индикации, а первый выход подключен кэ второму входу логической схемыпрограммнэгэ олэка ц к вь х д;,Рыхэ а;, Лэгческихсхем сумматэра и блока индикации, э т и и -ч а ю щ а я с я тем,тел чтэ с целью уирэин ниямашины, эна сэдержит блэк иреэбразэоания ивыбора регистра, первые вхэд и вьхэд которогосоединены сээтветствеииэ с первыми вхэДОЛ. И ВЫХОДОМ бУфСРИосе ИаКО 1"И 1 СЛЯ, РЕГ ИСтровое устройстве, перви е вход и выход кс 1 тсроГоГо полключець 1 еоо;т:,етегвс.1.ие л 1:ервол у иГ 35 45 50 фериэго накопителя 19, Этот регистр используется для промежуточного преобразо:.вания данных, подаваемых в ЦВМ. Информация, поданная в буферный регистр, должна быть информацией, содержащей данныеили статус-информацию, поступающую издополнительного отвода. Информация поступает на определенный буферныйрегистртолько благодаря реагированию на соответствуюгцую команду.Логические средства входят в составсредств ввода и вывода сигнала буферногонакопителя 19 и заставляют средства вво-да и вывода реагировать на соответствующие коды. Сигналы команды подаются вшину памяти 7. Выход буферного регистра .в средствах ввод-вывод присоединен кшинам 14 и 15,Блоки ввода-вывода сигнала буферногонакопителя 19 имеют четыре отводных вы 20борочных линии, которые соответственносоединены с периферийными блоками" связанными схематически с ЦВМ.При появлении сигнала на одной из ли.ний дополнительный отвод, к которому подается этот сигнал, находится под контролем ЦВМ. Блоки вводавывода сигналабуферного накопителя 19 имеют выходы,необходимые для приема шестнадцати сиг 30налэв, приходящих с периферийных блоков,соединенных с дополнительными отводами.Регистр блока индикации 34 не контролируется логической схемой выбора регистра 11. Блок индикации 34 содержит простой индикаторный регистр 35 и соответствующую логическую схему 36. Блок индикации 34 реагирует на определенныекодовые сигналы, подаваемые с шины памяти 7, Один сигнал может быть использэван для того, чтобы один или более битов в регистре 35 перешли эт логического "О" до логической "1 ф, а другой - длятого чтобы один или более битов в регистре 35 перешли эт логической ф 1" до лэгцческогэ фО, Следующий кодовый сигналможет быть использэван для проверки значения одного или более битов в регистре35 и затем этделить или продолжить программу в зависимости от результатов проверки. Программный блок 4 реагирует накод, неэбхэдцмый для команд, создаваемыхв шине памяти 7,Шина этвета памяти 37 принимает сигналы из блэка индикации 34, цз блэкасредств ввэда ц вывода буферного накопителя 19, из сумматора 18 и с лэгическэисхемы выбэра регистра 11, Затем эти сигналь 1 подаются на логическую схему 9 впрограммиэм блоке 4, Сигналы, поданныев шину памяти 7, являются прость 1 мц им пульсными сигналами, получаемыми в заданное время. Реакция прэграммнэгэ счетчика 4 на сигнал, появлявшийся в шине ответа памяти 1, определяется временем, в течение которого сигнал подается на эту шину.Время, в течение кэторэго появляется импульс на шине ответа палляти 1, эпрс- деляет, какое последовательное действие должно быть предпринято логическими схемами 9 в ответ на определенную команду,Все блоки, работающие по сигналам команды,соединены с шиной ответа памяти 1 через простой транзистор. При работе определенных блоков пэ сигналу, поступившему вшину ответа памяти 1, транзистор устанавлцвается на определенное время. При этомтолько один транзистор в ПВМ активен влюбое заданное время. Исходная шцная 14и шина назначения 15 используются для выбэрэчных регистэрэв,Имеется пять возможных этветэв на сигналы, находяшцеся на шине ответа памяти 1, Логические схемы пэстрэены иа пэлупроводниках, поэтому расчет времени не лложет быть описан в значениях временныхбитов. ла изобретенияформулатретьему входам логической схемы програ 14- много блока, и группы накапливающих регистров, первые входы и выходы которых соединены йежду собой, а вторые входы подключены ко второму выходу блока преоб разования и выбора регистра, ко вторым входам буферного накопителя и регистрово го устройства и ко входу накапливающего регистра сумматора, второй и третий выхо; ды буферного накопителя соединены соот- Ю ветственно со вторым и третьим входами блока преобразования и выбора регистра, со вторым и третьим выходами регистрового устройства и с соответствующими выходами накапливающего регистра суммато- Й ра и группы накапливающих регистров,2. ЦВМ по и, 1, а т л и ч а ю щ а яс я тем, что в ней блок преобразования и выбора регистра содержит присоединен 20 ную к его первым входу и выходу логическую схему выбора регистра и схему сложения-вычитания, входы которой соединенысоответственно со вторым и третьим выходами блока и с выходом логической схемы выбора регистра, а выходы подключены к соответствующему входу упомянутой логической схемы и ко второму выходу блока.З,ЦВМпоп. 1, отличающаяс я тем, что в ней регистровое устройство содержит последовательно включенные регистрысдвига, вход и выход первого из которых соединены соответственно с первыми входом и выходом, и логическую схему, входы и выходы которой подключены к соответствующим выходам и входам регистров сдвига, ко второму входу и ко второму и третьему выходам устройства,