ОДНОАДРЕСНАЯ УНИВЕРСАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА Советский патент 1964 года по МПК G06F15/00 G06F15/76 

Известны одноадресные универсальные электронные цифровые вычислительные машины, содержащие устройство управления, регистр команд которого совмен1,ает функции регистра адреса магнитного оперативного запоминающего устройства, магнитного оперативного запоминающего устройства без автономных входного и выходного регистров, функции которых выполняет один из регистров арифметического устройства, неоперативное запоминающее устройство, устройства ввода и вывода и арифметическое устройство, включающее блок нормализации.

Предлагаемая машина отличается тем, что в пей имеется первый регистр нормализации, выход которого подсоединен к первому входу первой схемы совпадения сдвига мантиссы па один разряд вправо, ее второй вход соединен с единичным выходом разряда переполнения сумматора мантиссы, ее третий вход подключен к нулевому выходу знака сумматора порядков и четвертый вход ее подключен к источнику тактовых импульсов; первый вход первой схемы совпадения сдвига мантиссы на один разряд влево подсоединен к выходу первого регистра нормализации, ее второй вход подключен к единичному выходу знакового разряда сумматора порядков, третий ее зход соединен с нулевым выходом первого разряда сумматора мантиссы, ее четвертый вход подключей к нулевому выходу разряда переполнения сумматора мантиссы, а пятый вход подсоединен к источнику тактовых импульсор; первый вход первой схемы совпадения преобразования содержимого сумматора порядков подключен к выходу первого регистра нормализации, ее второй вход соединен с пулевым выходом знакового разряда сумматора порядков, ее третий вход подключен к пулевому выходу первого разряда сумматора мантиссы, четвертый вход ее подключен к нулевому выходу разряда переполнения сумматора мантиссы и пятый вход соединен с источником тактовых импульсов; первый вход второй схемы совпадения преобразования содержимого сумматора порядков подключен к выходу первого регистра нормализации, ее второй вход соединен с единичным выходом знакового разряда сумматора порядков, ее третий вход подключен к единичному выходу разряда переполнения сумматора мантиссы и четвертый к источнику тактовых импульсов; выходы первой и второй схем подсоединены к собирательной схеме преобразования содержимого сумматора порядков, а ее выход подключен к входу сброса первого регистра нормализации, единичному входу регистра коррекции и к единичному входу второго регистра нормализации, выход которого нодключен к первому входу второй схемы совпадения сдвига маптиссы на один разряд вправо, ее второй вход соединен с единичным выходом разряда переполнения сумматора мантиссы, а третий - с источником тактовых импульсов;

первый вход второй схемы совпадения сдвига мантиссы на один разряд влево подсоединен к выходу второго регистра нормаоТизации, ее второй вход соединен с нулевым выходом разряда переполнения сумматора мантиссы, ее третий вход подключен к нулевому выходу первого разряда сумматора мантиссы, а четвертый вход - к источнику тактовых импульсов;

выходы первой и второй схем совпадения сдвига мантиссы на один разряд вправо и выходы первой и второй схем совпадения сдвига мантиссы влево на один разряд подсоединены к собирательной схеме, выход которой подключен к цепи циклического перепоса сумматора порядков и к первому входу вентиля установки в ноль регистра коррекции; выход схемы совпадения, входы которой подсоединены к единичпым выходам всех, кроме знакового разрядов сумматора порядков, подключен ко второму входу вентиля установки в нуль регистра коррекции, а выход этого вентиля подсоединен к нулевому входу регистра коррекции;

нулевой выход регистра коррекции подключен к первому входу вентиля коррекции, второй вход которого подсоединен к входу сброса второго регистра нормализации, выход вентиля коррекции подключен к цепи циклического переноса сумматора порядков; единичный выход регистра коррекции соединяется с первым входом вентиля преобразования содержимого сумматора норядков, а его второй вход подключен ко входу сброса второго регистра нормализации, вход сброса первого регистра нормализации и вход сброса второго регистра нормализации подключаются к схемам окончания нормализации.

Схема предлагаемого устройства изображена на чертеже.

Импульс, запускающий блок ускоренной нормализации, приходит на вход / регистра :, выход 3 которого открывает по входам -i схемы 5, 6, 7, 8, 9 совпадения. Вход 10 схемы 5 совпадения подсоединен к единичному выходу разряда переполнения сумматора мантиссы, не показанного на чертеже. Вход // схемы 5 совпадения подключен к нулевому выходу 12 знака сумматора порядков 13.

Генератор тактовых импульсов (не показан на чертеже) подсоединен к входам 14 схем 5, 6, 7, 8, 9, 15, 16 и 17 совпадения. Выход IS схемы 5 совпадения подключен к шиие сдвига на один разряд вправо сумматора мантиссы (на чертеже не показана).

Вход 19 схемы 6 совпадения соединен с единичным выходом 20 разряда знака сумматора порядков 13. Вход 21 схемы 6 совпадения подключен к нулевому выходу первого разряда сумматора мантиссы (не показан на чертеже).

Вход 22 схемы 6 совпадения подсоединен к нулевому выходу разряда переполнения сумматора мантиссы, не показапного на чертеже. Выход 23 схемы 6 совпадения подключен к шине сдвига на один разряд влево сумматора мантиссы (на чертеже не показана). Вход 23 схемы 7 совпадения соединен с нулевым выходом 12 разряда знака сумматора норядков 13. Вход 24 схемы 7 подключен к нулевому выходу первого разряда сумматора мантиссы (на чертеже не показан). Вход 25 схемы 7 совпадения соединен с нулевым выходом разряда нереполнения сумматора мантиссы (не показан на чертеже).

Выход 26 схемы 7 совнадения подключен к входу 27 собирательной схемы 28. Вход 29 схемы 8 совпадепия соединен с единичным выходом 20 разряда знака сумматора порядков 13. Вход 30 схемы 8 совпадения подключен к единичному выходу разряда переполнения сумматора мантиссы (не показан на чертеже) .

Выход 31 схемы 8 совпадения соединен с входом 32 собирательной схемы 28, выход 33,

которой подключен к входу 34 собирательной схемы 35, к единичному входу 36 регистра 37 и к единичному входу 38 регистра 39, выход которого 40 подключен к входам 41 схем 15, 16 и 17 совпадения.

Вход 42 схемы 15 совпадения соединен с единичным выходом разряда переполнения сумматора мантиссы, не показанного на чертеже, а выход 43 этой схемы 15 совпадения подключен к шине сдвига на один разряд

вправо сумматора мантиссы, которая на чертеже не нриведена.

Вход 44 ехемы 16 совпадения подключен к нулевому выходу разряда переполнения сумматора мантиссы (не ноказан на чертеже).

Вход 45 схемы 16 совпадения соединен с нулевым выходом первого разряда сумматора мантиссы, который на чертеже не показан. Выход 46 схемы 16 совпадения нодключен к шине сдвига на один разряд влево сумматора

мантиссы, не приведенной на чертеже. Вход 47 схемы 17 совпадения нодключен к нулевому выходу разряда переполнения сумматора мантиссы (не ноказан на чертеже). Вход 48 схемы 17 совпадепия соединен с единичным

выходом педрвого разряда сумматора мантиссы, не приведенного на чертеже, а выход 49 этой схемы 17 совнадения подключен к входам 50 вентилей 51, 52 и к пулевому входу 53 регистра 39.

Вход 54 схемы 9 совпадепия соедипен с нулевым выходом разряда переполнения сумматора мантиссы, не ноказанного на чертеже, а вход 55 подключен к единичному выхо/чу первого разряда сумматора мантиссы, также

не показанного на чертеже. Выход 56 схемы .9 совпадения соединен со входом 57 собирательной схемы 35, выход 58 которой подключен к нулевому входу 59 регистра 2. Единичный выход 60 регистра 37 соединен

подключен, так же как и выход 33 собирательной схемы 2S; к шине преобразования содержимого сумматора норядков, которая не ноказана на чертеже.

Нулевой выход 63 регистра 37 подключен ко входу 64 вентиля 52, выход 65 которого соединен со входом 66 собирательной схемы 67, вход 68 которой подключен к выходу 23 схемы 6 совпадения и к выходу 46 схемы 16 совпадения, а вход 69 собирательной схемы 67 соединен с выходом 18 схемы 5 совпадения и с выходом 43 схемы 15 совпадения.

Выход 70 собирательной схемы 67 подключен к входу 71 вентиля 72 и if входу 73 собирательной схемы 74, вход 75 которой соединен с выходом 76 цепочки переноса из разряда знака сумматора порядков 13. Выход 77 собирательной 74 соединен через цепь 78 циклического переноса с входом 79 младшего разряда сумматора порядков 80.

Входы 81 схемы 82 совпадения соединены с единичными выходами 83 всех (кроме знакового разряда 13 разрядов сумматора порядков 80. Выход 84 схемы 82 совпадения подключен ко входу 85 вентиля 72, выход которого 86 соединен с нулевым входом 87 регистра 37.

При нормализации мантиссы каждый импульс сдвига на один разряд мантиссы подается с выхода 70 собирательной схемы 67 через собирательную схему 74 на вход 79 младшего разряда сумматора порядков 80 по цени циклического нереноса 78 (сумматор порядков 80 построен по схеме параллельного накапливающего сумматора с одновременным переносом).

В двух из четырех возможных случаев, а именно: при нормализации мантиссы внраво и положительном порядке числа (открыта схема 5 совпадения), а также при нормализации мантиссы влево и отрицательном норядке числа (открыта схема 6 совпадения), никаких подготовительных действий иод содержимым сумматора порядков 80 перед нормализацией не производится, в процессе нормализации к его содержимому по цепи циклического переноса 78 добавляется (с тактовой частотой) единица при каждом сдвиге мантиссы на один разряд.

В остальных двух случаях, а именно: нри нормализации мантиссы вправо и отрицательном норядке числа (открыта схема 8 совпадения), а также при нормализации мантиссы влево и положительном порядке числа (открыта схема 7 совпадения) импульс с выхода 33 собирательной схемы 28 преобразует за один такт содерл имого сумматора порядков Ш в нестандартный код. Это преобразование не затрагивает знаковый разряд 13 сумматора порядков 80, остальные же разряды меняют свое состояние на обратное: единичное - на нулевое, а нулевое - на единичное. При этом сбрасывается через собирательную схему 35 регистр 2, взводится в единичное состояние но

входу 36 регистр 37 и взводится но входу 38 в единичное состояние регистр 39.

В процессе нормализации каждый имнульс сдвига мантиссы па один разряд (при нормалнзации вправо открыта схема 15 совпадения, а в случае нормализации влево открыта схема 16 совпадения) добавляется с тактовой частотой к содержимому сумматора порядков 80 по цепи циклического переноса 78.

Единица, нреобразовавшая в процессе нормализации код в сумматоре порядков 80 при совпадении в нем единичных состояний всех, кроме знакового, разрядов запоминается регистром 37, который сбрасывается в поль по

входу 87 импульсом сдвига мантиссы на один разряд, проходящим с выхода 70 собирательной схемы 67 через вентиль 72, открытый, в этом случае но входу 85 схемой 82 совпадения всех, кроме знакового, разрядов сумматора

порядка 80.

Импульс окончания нормализации с выхода 49 схемы 17 совпадения нройдет в этом случае через открытый клапан 52, собирательные схемы 67 к. 74 к но цепи 78 циклического переноса подсуммируется к содержимому сумматора порядков.

Если же ни при одпом сдвиге мантиссы не было совпадения единичных состояний всех, кроме знакового, разрядов сумматора порядков 80, импульс окончания нормализации с выхода 49 схемы 17 совпадения пройдет через открытый в этом случае клапан 51 и произведет обратное преобразование кода в сумматоре порядков, причем это преобразование

осуществляется так же, как н нрямое, за один такт.

Устройство ускоренной нормализации нредлагаемой машины сводит к минимуму время подготовки к нормализации.

Количество используемого в нем оборудования примерно в полтора раза меньше по сравнению с существующими устройствами нормализации, работающими с тактовой частотой.

Структура кодов в сумматоре порядков совпадает с структурой кодов, принятой для остальных частей арифметического устройства машины, что упрощает логическую структуру машины.

Предмет изобретения

Одноадресная универсальная электронная цифровая вычислительная машина, содержащая устройство управления, регистр команд которого совмещает функции регистра адреса магнитного онеративного запоминающего устройства, магнитное оперативное запоминающее устройство без автономных входного и

выходного регистров, функции которых выполняет один из регистров арифметического устройства, неоперативное запоминающее устройство, устройство ввода и вывода и арифметическое устройство, включающее устройство

тем, что, с целью произведения нормализации с тактовой частотой без существенного увеличения оборудования и сведения к минимуму времени подготовки содержимого сумматора порядка, в ней блок ускоренной нормализации содержит первый регистр нормализации, выход которого подсоединен к первому входу первой схемы совпадения сдвига мантиссы на один разряд вправо, ее второй вход соединен с единичным выходом разряда переполнения сумматора мантиссы, ее третий вход подключен к нулевому выходу знака сумматора порядков, и четвертый вход ее подключен к источнику тактовых импульсов;

первый вход первой схемы совпадения сдвига мантиссы на один разряд влево подсоединен к выходу первого регистра нормализации, ее второй вход подключен к единичному выходу знакового разряда сумматора порядков, третий ее вход соединен с нулевым выходом первого разряда сумматора мантиссы, ее четвертый вход подключен к нулевому выходу разряда переполнения сумматора мантиссы, а пятый вход подсоединен к источнику тактовых импульсов;

первый вход первой схемы совпадения преобразования содержимого сумматора норядков подключен к выходу первого регистра нормализации, ее второй вход соединен с нулевым выходом знакового разряда сумматора порядков, ее третий вход подключен к нулевому выходу первого разряда сумматора мантиссы, четвертый вход ее подключен к нулевому выходу разряда переполнения сумматора мантиссы, и пятый вход соединен с источником тактовых импульсов;

первый вход второй схемы совпадения преобразования содержимого сумматора порядков подключен к выходу первого регистра нормализации, ее второй вход соединен с единичным выходом знакового разряда сумматора порядков, ее третий вход подключен к единичному выходу разряда переполнения сумматора мантиссы и четвертый - к источнику тактовых импульсов;

выходы первой и второй схем подсоединены к собирательной схеме нреобразосания содержимого сумматора порядков, а ее выход подключен к входу сброса первого регистра нормализации, единичному входу регистра коррекции и к единичному входу второго регистра нормализации, выход которого подключен к первому входу второй схемы совпадения сдвига маптнссы на один разряд вправо, ее второй вход соединен с единичным выходом разряда переполнения сумматора мантиссы, а третий - с источником тактовых импульсов;

первый вход второй схемы совпадения сдвига мантиссы на один разряд влево нодсоединен к выходу второго регистра нормализации, ее второй вход соединен с нулевым выходом разряда переполнения сумматора мантиссы, а

ее третий вход нодключен к нулевому выходу первого разряда сумматора мантиссы, а четвертый вход - к источнику тактовых импульсов;выходы первой и второй схем совпадения

сдвига мантиссы на один разряд вправо и выходы первой и второй схем совпадения сдвига мантиссы влево на один разряд подсоединены к собирательной схеме, выход которой подключен к цепи циклического переноса сумматора порядков и к первому входу вентнля установки в ноль регистра коррекции;

выход схемы совнадения, входы которой подсоединены к единичным выходам всех, кроме знакового разрядов сумматора порядков,

подключен ко второму входу вентиля установки в ноль регистра коррекции, а выход этого вентиля подсоединен к нулевому входу регистра коррекции; нулевой выход регистра коррекции подключен к первому входу вентнля коррекции, второй вход которого подсоединен к входу сброса второго регистра нормализации, выход вентиля коррекции подключен к цепи циклического переноса сумматора порядков;

единичный выход регистра коррекции соединяется с первым входом вентиля преобразования содержимого сумматора порядков, а его второй вход подключен к входу сброса второго регистра нормализации;

вход сброса первого регистра нормализации и вход сброса второго регистра нормализации подключаются к схемам окончания нормализации, иД 9 j|Z4t2jt/ 1 23Ш/ / Ю fl t-J/ «WW