4.10. Машинные схемы деления

В настоящее время во всех ЭВМ деление производится по способу без восстановления остатков. Это, во-первых, упрощает схему управ­ления процессом деления и, во-вторых, увеличивает быстродействие ЭВМ, так как длительность операции деления без восстановления остатков равна минимальной длительности операции деления с вос­становлением остатков.

При выполнении операции деления результат получится одина­ковым, если сдвигать остатки от деления влево либо делитель вправо. Следовательно, возможны две схемы выполнения деления:

1) деление без восстановления остатков со сдвигом делителя вправо;

2) деление без восстановления остатков со сдвигом влево.

Для реализации первого варианта необходимы 2n-разрядный ре­гистр делителя со сдвигом вправо, 2n-разрядный СМ, (n +1)-разряд­ный регистр частного со сдвигом влево (если округление результата выполняется в сумматоре, то частное пересылается в пего по оконча­нии операции) и схема управления (рис. 4.12).

Передача в сумматор делителя или дополнения модуля делителя обеспечивается блоком управления делением (БУД), который анали­зирует знаковые цифры остатков, снимаемые с сумматора с помощью блока съема знаков остатков (БСЗО). Эти знаковые цифры остатков, проходя через блок инверсии цифр (БИЦ), инвертируются и подаются в младший разряд сдвигающего регистра частного уже как цифры частного.

Для реализации второго варианта (рис. 4.13) необходимы: n-раз­рядный регистр делителя; (n+1)-разрядный регистр частного со сдвигом влево; п- или (п + 1)-разрядный сумматор со сдвигом влево и схема управления. Сумматор производит сдвиг текущего остатка влево и алгебраическое "сложение его с делителем. Передача в СМ модуля делителя или его дополнения обеспечивается БУД, который анализирует сдвигаемые из СМ знаковые цифры остатков. Эти же цифры инвертируются в БИЦ и подаются в младший разряд Рг част­ного как цифры частного.

Анализ обеих схем показывает, что второй вариант примерно на 40 % экономичнее по оборудованию по сравнению с первым.

Выбор типа длительного устройства при проектировании машины обычно не является самостоятельной задачей. Поэтому на практике вначале по заданным техническим условиям выбирается схема мно­жительного устройства вследствие того, что умножение является примерно в 10 раз более частой операцией.

  

Цифры частного

Знак частного

Рис. 4.12

После этого выбирается наиболее совместимая с устройством умножения схема делительного блока. Однако при проектировании специализированных ЭВМ может быть принят другой порядок выбора структур отдельных устройств.

   

Знак частного +1

Округление

Рис. 4.13

Если сравнивать приведенные схемы деления со схемами множи­тельных устройств, то оказывается, что схема первого варианта деле­ния во многом совпадает с четвертой схемой умножения. Второй ва­риант схемы деления хорошо совместим с третьей схемой умножения.