АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ Советский патент 1964 года по МПК G06F12/00 

Известны арифметические устройства математической машины последовательного действия с памятью на магнитном диске или барабане, содержащие динамические регистры в виде регенеративной петли.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что оно снабжено дополнительной головкой считывания, установленной на дорожке одного из динамических регистров на расстоянии, необходимом для записи п чисел, где п - длина кода.

Такое выполнение устройства позволяет повысить скорость выполнения операций умножения и деления.

На чертеже изображена блок-схема предложенного арифметического устройства (АУ).

Арифметическое устройство содержит двадцатиразрядный регистр Р на статических триггерах со схемами сдвига в сторону младших разрядов и параллельной связи с устройствами связи с объектами УСО; динамический регистр РП, выполненный в виде регенеративной петли, включающей дорожку магнитного диска Д (или барабана), головки записи Зап, считывания Cli и Сч-2 и стирания Ст; усилители У записи и считывания; одноразрядиыйкомбинационно-накопительный

сти Сх-2, Триггеры Ti, Га и Гз и схемы «И и «ИЛИ.

Арифметическое устройство выполняет следующие арифметические и логические операции, включая операции и над отрицательными числами: сложение, вычитание, умножение, деление, поразрядное логическое умножение (а Д Ь), поразрядное логическое сложение (а /Ь) инвертирование (а, Ь), поразрядное

сложе}1ие по модулю 2 (HJaJ.

Устройство обеснечивает выполнение операций управления: правый и левый сдвиги, параллельная передача числа из регистра Р в УСО и обратно.

Работой АУ через центральное устройство управления (на чертеже не показано) управляют следующие последовательности импульсов, записанные магнитным способом на служебных дорожках диска Д: импульс начала

отсчета, синхронизирующие импульсы СИ и маркерные импульсы МИ. В последовательности СИ на служебной дорожке отсутствуют импульсы, совпадающие во времени с МИ. По команде «умножение из РП за время

(п + 2)г. (без ожидания выборки) в регистр Р на место разрядов, освобождающихся от одновременного сдвига и заниси кода множимого в РП, последовательно заносится код множителя Ь. Код множимого а начинает циркулишими разрядами вперед. Затем импульсами МИ код множителя сдвигается вправо и разряд за разрядом через головку Зап, являющуюся одновременно головкой РП, расписывается на магнитную динамическую дорожку в местах, соответствующих МИ. Запись разрядов множителя заканчивается в начале «-такта (в момент п) импульсами, т. е. его второй знаковый разряд не переписывается.

За это же время младший разряд множителя подойдет под дополнительную головку Сч2 (на той же дорожке), отстоящую для исключения времени ожидания точно на (п + 2)

(п- 1) импульсных промежутков. Младшие разряды множителя, считываемые голо1:кой Сча, управляют подачей и преобразованием кодов множимого из РП на вход сумматора С, сопровождаемое сложением с суммой частичных произведений, накапливаемой в регистре Р. Перед каждым тактом сложения, реализуемого с частотой СИ, сумма частичных произведений импульсами МИ сдвигается в регистр Р на разряд вправо. Через интервал (п + 2)т; суммирование частиц произведений заканчивается. Таким образом, полное чистое время умножения составляет (п + 2)

(2я - 1)т 777т:.

В результате, в регистре Р формируется произведение аХ - Очистка РП АУ производится через (п + 2)г импзльсов после прекращения подачи стробирующих СИ и благодаря последовательной реализации машинных операций может совпадать во времени с очередным умножением или делением. Каждый из сомножителей выражается правильной дробью, и поэтому переполнение разрядной сетки при умножении исключается.

Наличие двух знаковых разрядов в изображениях сомножителей полезно, так как это обеспечивает коррекцию при отрицательном множимом. Для получения правильного результата умножения при отрицательных сомножителях, изображаемых модифицированным дополнительным кодом, в процессе формирования результата вводятся поправки, что не уменьшает скорости вычисления. Этот метод распространен при умножении чисел в модифицированном дополнительном коде, с учетом такого распределения сдвигов между сомножителями и произведением, когда множимое - пенодвижно, а множитель и сумма частичных произведений имеют сдвиг только в сторону младших разрядов.

При отрицательном множителе (Ь 0) необходима коррекция при отрицательном множимом () коррекция «-4&. Если /; О и (2 С О, то необходимо введение

суммарной поправки «-(4а + 4b).

Вид коррекции автоматически определяется по знаковым разрядам множимого а и множителя ЬзВ начале операции «умножение множимое

а не только переписывается в РП, но его знак (ui) запоминается в триггере Га.

Если ui 1 (множимое отрицательно), то Т-2 при всех сдвигах суммы частичных произведений будет запрещать гашение сдвинутого

старшего знакового разряда регистра Р, т. е. выполняется так называемый «модифицированный сдвиг, чем обеспечивается поправка произведения на «-46.

Если предстарший знаковый разряд множителя будет Ь, 1 (отрицательный множитель), то триггер TI на время (п + 2)т последнего п такта суммирования частичных произведений устанавливается в положение, управляющее считыванием множимого из РП в инверсном коде, с добавлением дополнительной 1 до прохождения младших разрядов через С. Таким образом вносится поправка «-4а.

Формирование импульса конца операции, потенциалов подсвета, определяющих временные интервалы для считывания множимого из РП Б Р и такт умножения для введения коррекции, осуществляется счетчиком на статических триггерах.

Таким образом, при выполнении операции

умножения и деления операции реализуются за вре1мя, гораздо меньшее времени одного оборота диска (при делении место множимого занимает делитель, а множителя - предварительное частное).

Предмет изобретения

Арифметическое устройство математической машины последовательного действия с памятью на магнитном диске или барабане, использующее динамические регистры в виде регенеративной петли, отличающееся тем, что, с целью повыщения скорости выполнения операций умножения и деления, оно снабжено

дополнительной головкой считывания, установленной на дорожке одного из динамических регистров на расстоянии, необходимом для записи п чисел, где п - длина кода. )(n-lL-3J8: