Динамо-машины  Обратные коды 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 [ 153 ] 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

4.6.31, Упрощенное множительное устройство последова-тельногоутипа. Мы рассмотрели сравнительно кратко некоторые аппа)атные методы ускорения умножения в последовательных устройствах, уделив им значительно меньше места, чем способам ускорения умножения j в устройствах параллельного типа. С более общей точки зрения очевидно, что Б тех случаях, когда необходимо любой ценой достигнуть

raquo;-j / f* Регистр

Кголовнам записи

От голо бои тения

От схемы улраблШ/я

Рис. 4-18. Упрощенное арифметическое устройство для последовательной машины с магнитным барабаном.

увеличения быстродействия, а вопрос о количестве оборудования играет подчиненную роль, незачем строить схемы последовательного типа. Последние применяются как раз тогда, когда устройство должно быть возможно более экономичным. Иногда при этом ставится обратная задача: достигнуть максимальной экономии в количестве оборудования и лишь по возможности сохранить быстродействие схемы.

В качестве иллюстрации того, что может быть достигнуто на этом пути, на рис. 4-18 показан принцип построения упрощенного множительного устройства для последовательных машин с запоминающим устройством в виде магнитного барабана *). Для осуществления описываемого ниже устройства требуется, чтобы количество чисел, размещаемых на одной дорожке барабана, было не меньше, чем количество разрядов Б каждом числе (/и).

Как видно из рисунка, арифметическое устройство состоит всего из одного регистра с цепями для сдвига вправо.

*) Впервые принцип построения такого устройства был опубли кован автором в книге laquo;Арифметические устройства электронных цифровых машин raquo;, Физматгиз, 1958.

одного последовательного сумматора и нескольких вентилей (элементов laquo;и raquo;). Если задача получения 2т-разрядных произведений не ставится, то регистр должен содержать только (т -f I) разрядов. Выход регистра через вентиль laquo;И2 raquo; соединен с одним из входов сумматора; другой вход сумматора через выходные вентили запоминающего устройства может соединяться с читающими головками магнитного барабана. Выходные сигналы сумматора через вентиль laquo;Их raquo; передаются на вход регистра и через входные вентили запоминающего устройства - на записывающие головки барабана. (В запоминающем устройстве могут быть применены и универсальные головки чтения-записи: для арифмети-ческого устройства это несущественно; входные , выходные вентили запоминающего устройства на рисунке не показаны.)

Способ выполнения в рассматриваемом устройстве операции сложения или вычитания очевиден. Прежде всего Б регистр нужно поместить первое слагаемое (уменьшаемое). Для этого во время прохождения требуемого числа под головкой чтения в арифметическом устройстве открывается вентиль laquo;и raquo;, запирается вентиль laquo;Иа raquo; и выполняются сдвиги вправо в регистре; одновременно открыт соответствующий выходной вентиль запоминающего устройства. Число, прочитываемое головкой чтения, поступает на вход с сумматора, складывается с нулем (поскольку вентиль laquo;И2 raquo; заперт) и через вентиль laquo;и raquo; цифра за цифрой вдвигается в регистр. В регистре оно хранится до тех пор, пока к головкам чтения не подойдет второе слагаемое (вычитаемое). Во время прохождения второго числа в арифметическом устройстве вновь открывается вентиль laquo;и raquo;, открывается также вентиль laquo;Из raquo; и выполняются сдвиги вправо в регистре; на вход с сумматора через соответствующий выходной вентиль запоминающего устройства подается второе слагаемое или дополнительный код вычитаемого. (Цепи для получения дополнительного кода - инвертор, выполняющий обращение, и вентиль, через который вводится добавочная единица младшего разряда в сумматор,- на рисунке не показаны.) Сумматор производит сложение числа, находящегося в регистре, которое поступает через вентиль laquo;Иг raquo;, с числом, поступающим с барабана. Через вентиль laquo;Hi raquo; результат возвращается в регистр, где он может сохранять-

СЯ для следующей операции либо для записи на барабан. При выполнении записи из регистра в арифметическом устройстве открыт вентиль laquo;щ- gt; и выполняются сдвиги в регистре, а выходные вентили запоминающего устройства должны быть заперты; число из регистра проходит на вход b сумматора, складывается с нулем и далее через соответствующий входной вентиль запоминающего устройства попадает на нужную головку записи; одновременно через вентиль laquo;Их raquo; оно может возвращаться в регистр, если это необходимо.

Таким образом, выполнение сложения и вычитания не требует никакого специального времени: эти операции выполняются одновременно с чтением второго числа с магнитного барабана.

Выполнение умножения, как мы сейчас увидим, потребует времени, равного по длительности трем оборотам барабана. Кроме того, на время выполнения умножения нам . придется занять одну дорожку барабана; при выполнении других операций эта дорожка может использоваться как-нибудь иначе.

В течение первого оборота барабана в регистре должно находиться множимое; оно расписвшается по окружности барабана столько раз, сколько имеется разрядов в числе {т). Затем в регистр помещается множитель. В течение второго оборота цифры множителя управляют стиранием (перезаписью на laquo;О raquo;) расписанного на рабочей дорожке множимого: если младшая цифра множителя есть laquo;О raquo;, то первая запись множимого стирается, если laquo;1 raquo; - сохраняется; в зависимости от второй цифры стирается или не стирается вторая запись множимого и т. д. В течение третьего оборота в регистре накапливается сумма чисел, сохранившихся на рабочей дорожке барабана после второго оборота; при этом после каждого периода числа в регистре производится один дополнительный сдвиг вправо. К концу этого оборота в нем образуется произведение.

В разделе 5.1.6 мы покажем, как при небольшом усложнении описанного устройства его можно использовать также для выполнения деления с такой же скоростью, как выполняется умножение. Конечно, 3 оборота барабана - это Сравнительно большое время для выполнения умножения или деления; однако если вспомнить, что чтение