книги из ГПНТБ / Бирюков Н.Е. Основы электронной вычислительной техники

Так как мощность поступающих с триггеров импульсов пере­ носа недостаточна для того, чтобы раскачать несколько клапанов, клапаны В, и Л2 в большинстве случаев работают на полупровод­ никовых триодах или электронных лампах. Это обеспечивает фор­ мирование и усиление сигнала переноса по мощности.

Сложение двух чисел в параллельном накапливающем сумма­ торе со сквозным переносом осуществляется в следующем порядке. Вначале на счетные входы сумматора вносится первое слагаемое. Затем туда же подается второе. В тех разрядах, где триггер изме­ няет свое состояние дважды, с нуля на единицу и с единицы на нуль, образуется перенос в виде положительного импульса, кото­ рый подается на первую сетку лампы клапана В, поразрядного пе­ реноса. На третью сетку лампы в это время приходит стробирую­ щий сигнал, разрешающий прохождение сигналов переноса. В ре­ зультате одновременного действия обоих сигналов на выходе кла­ пана образуется положительный импульс, который, пройдя через усилитель, меняет полярность и после небольшой задержки в ЛЗ подается на счетный вход триггера следующего разряда. Одно­ временно этот же положительный импульс подходит к одному из входов клапана сквозного переноса В2. Если триггер данного раз­ ряда находится в положении «1», то клапан В2 будет открыт для прохода импульса переноса. В то же время в следующий разряд с клапана сквозного переноса подается сигнал по цепи поразряд­ ного переноса через усилитель У и линию задержки ЛЗ на счет­ ный вход следующего триггера. При этом переходе триггера в ну­ левое положение образуется сигнал переноса, однако он не может пройти через клапан В и так как стробирующий сигнал разрешения переноса отсутствует. В случае, если несколько триггеров подряд будут в положении «1», импульс переноса пройдет через все кла­ паны В2 этих разрядов на вход того триггера, который находится в положении «О», переключая поочередно в нулевое положение триггеры пройденных разрядов. Задержка переноса из младших

111

разрядов в старший в данной схеме будет определяться лишь за­ держкой, создаваемой В2, и имеет весьма малую величину. Время суммирования значительно сокращается.

§ 33. УСТРОЙСТВО УМНОЖЕНИЯ

Арифметическое устройство ЭЦВМ кроме сумматора содержит еще ряд блоков, обеспечивающих выполнение различных опера­ ций, в частности, умножение. Рассмотрим работу множительного устройства накапливающего типа. Предварительно разберем про­ цесс умножения двух двоичных чисел со сдвигом частных произ­ ведений влево или вправо.

Из приведенных примеров умножения обоих вариантов видно, что частное произведение равно множимому, если в соответствую­ щем разряде множителя стоит единица или нуль, если соответ­ ствующий разряд множителя равен нулю.

Поэтому умножение фактически состоит из последовательных сдвигов множимого и сложения частных произведений, получаемых в результате сдвига.

стра подключено по одному вентилю В. Из группы вентилей будут открыты те, которым соответстёуют триггеры регистров Р\ и Р2, находящиеся в состоянии кода 1.

Регистр множителя Р2— триггерный п-разрядный регистр с воз­ можностями сдвига.

112

При подаче на его триггеры сдвигающего импульса СИ множи­ тель сдвигается на один разряд вправо.

Множитель вводится в регистр Р2 параллельным кодом (как и множимое — в регистр Рi). Сумматор, входящий в состав устрой­

Для образования первого частного произведения на регистр Р2 подается сдвигающий импульс СИ, который сдвигает множитель на один разряд вправо. Если в младшем разряде множителя име­ лась единица, то при сдвиге на выходе регистра Р2 образуется им­ пульс, который поступает на входы вентилей В и записывает в сум­ матор код множимого как первое частное произведение. Если же в младшем разряде множителя имелся нуль, то при сдвиге на вы­ ходе регистра импульс не образуется и в сумматоре ничего не за­ писывается. Затем в сумматоре производится сдвиг первого част­ ного произведения на один разряд вправо. Для этого на триггеры сумматора подается сдвигающий импульс СИ.

После сдвига первого частного произведения в сумматоре, на регистр Р2 подается второй сдвигающий импульс, под действием которого из регистра Р\ передается на сумматор второе частное произведение. В сумматоре эти два частные произведения сумми­ руются, и под действием сдвигающего импульса эта сумма сдви­ гается на один разряд вправо. Затем на регистр Р2 подается оче­ редной сдвигающий импульс, а с регистра Р{ в сумматор посту­ пает третье частное произведение. Последнее суммируется с полу­ ченной ранее суммой.

Если множитель имеет п разрядов, то после п таких суммиро­ ваний и сдвигов на сумматоре устанавливается значение произве­ дения перемножаемых чисел. На этом операция умножения закан­ чивается.

Г Л А В Л 6

ВХОДНЫЕ И ВЫХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОННЫХ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН

§34. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Квходным и выходным устройствам ЭЦВМ относятся комплект внешних устройств, устройство ввода информации в машину, устройство вывода информации, а также преобразователи непре­ рывных величин в дискретные и дискретных в непрерывные.

Спомощью комплекта внешних устройств в ЭЦВМ осущест­ вляется запись на носитель информации исходных данных и про­ грамм решения задачи, которая предварительно составляется ма- тематиком-программистом на специальном бланке.

Устройство ввода является одной из составных частей ЭЦВМ; оно предназначается для автоматического ввода исходных данных программ решения задачи в оперативное запоминающее устрой­ ство. Устройство ввода непосредственно связано с устройством

управления и с оперативным запоминающим устройством ЭЦВМ. В некоторых машинах (например «Минск-1») устройство ввода связано с оперативным запоминающим устройством через ариф­ метическое устройство.

К выходным устройствам ЭЦВМ относятся такие устройства, с помощью которых осуществляется вывод результатов вычислений и запись последних печатным или перфорационным способом. Вы­ ходные устройства имеют прямую связь с арифметическим устрой­ ством, устройством управления и оперативным запоминающим устройством ЭЦВМ.

В управляющих ЭЦВМ входные и выходные устройства уком­ плектовываются преобразователями для представления на входе непрерывных величин в дискретные, а на выходе дискретных ве­ личин — в непрерывные.

Рассмотрим подробнее входные и выходные устройства ЭЦВМ.

114

§ 35. ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ЭЦВМ

Внешнее устройство предназначается для набивки программы вычислений и цифровых данных на перфоленту или перфокарту. В комплект внешних устройств ЭЦВМ обычно входят следующие устройства и блоки.

1. Клавишное устройство КУ, предназначенное для набора ис­ ходных данных и программы решения задачи в десятичной или восьмеричной системе счисления, а также для преобразования кода набранного числа в электрические сигналы и передачи этих сигналов во входное перфорирующее устройство, чтобы затем пе­ ренести их на носитель информации в двоично-восьмеричной или двоично-десятичной системе. Клавишное устройство машины «Урал» показано на рис. 72.

Блок клавиатуры предназначен для набора числового материа­ ла в десятичной или восьмеричной системе. Он состоит из девяти цифровых секций и секции управления. Каждая цифровая секция

«Пр», при нажатии на которую каретка пишущей машинки пере­ мещается влево на один шаг; клавишу исполнения «И», при нажа­

фораторе пробивается набранная цифра); клавишу возврата „53“. предназначенную для возврата цифровых и знаковых клавиш в ис­ ходное состояние.

115

2.Блок печати, предназначенный для перфорации информации,

атакже для печатания на стандартном бланке числового мате­ риала, необходимого для контроля набираемых па клавиатуре

чисел.

Клавишные рычаги пишущей машины приводятся в действие с помощью соленоидов, прикрепленных к основанию пишущей ма­ шинки. Сигналы на соленоиды поступают через соответствующие контакты реле, которые срабатывают при нажатии на клавиши.

Электрическая схема клавишного устройства включает деши­ фраторы перевода чисел из десятичной системы в двоично-десятич­ ную или из восьмеричной — в двоично-восьмеричную.

Каждый дешифратор включается контактами одной цифровой секции клавиатуры. Перестройка дешифратора происходит при на­

жатии той пли иной клавиши, так как при этом замыкаются опре­ деленные контакты дешифратора.

Принципиальная схема дешифратора КУ на один разряд пока­ зана на рис. 73. Контакты клавишных секций при нажатии клавиш переключают цепи от кулачков Я ь Я2, Я3 и Я4 перфоратора, кото­ рые, замыкаясь, последовательно выдают сигналы на четыре шины, на сетку лампы и затем на реле Р. При каждом поступлении сиг­ нала лампа открывается, и перфоратор пробивает отверстие в со­ ответствующей строке. Например, при нажатии клавиши с циф­ рой 7 замыкаются контакты Кю, К и и К 12, на сетку лампы посту­ пают сигналы от кулачков Я ь Я2 и Я 3, и перфоратор пробивает на перфоленте три отверстия по первой, второй п третьей строкам. При нажатии клавиши с цифрой 9 будет пробито только два от­

н т. д. При этом каждой десятичной цифре будет соответствовать двоичная комбинация отверстий на перфоленте.

Таким образом, одним из основных устройств входного устрой­ ства, является ПфУ. (перфорирующее устройство), предназначен­ ное для автоматической пробивки отверстий на носителе инфор­ мации в соответствии с числом на клавишах и способом размеще­ ния числовой информации на носителе.

3. Контрольно-считывающее устройство КСУ, предназначенное для автоматического контроля идентичности пробивок на двух сравниваемых носителях информации, а также для размножения

116

§ 3(>. НОСИТЕЛИ ИНФОРМАЦИИ

Носитель информации должен удовлетворять следующим ос­ новным требованиям:

1)он должен быть рассчитан на использование в течение дли­ тельного времени, стоимость его должна быть небольшой;

2)запись должна отличаться большой плотностью, она не дол­ жна стираться при длительном хранении;

3)должна быть обеспечена надежность считывания.

Вкачестве носителей информации входных и выходных устройств ЭЦВМ до настоящего времени наиболее широко исполь­ зуются перфоленты и перфокарты. В ряде новейших образцов ЭЦВМ все более широкое применение получает ферромагнитная лента, обладающая рядом преимуществ по сравнению с перфокар­ тами и перфолентами.

Перфокарта представляет собой прямоугольный лист тонкого эластичного картона с одним срезанным углом. Срез угла позво­ ляет легко выявить карту, неправильно лежащую в приемнике вводного устройства. Устройство перфокарты показано на рис. 74. Поле перфокарты разбито на 12 горизонтальных строк и на 80 вертикальных колонок. Числа и команды, разряды которых пред­ ставлены двоичными цифрами 0 и 1, записываются пробивкой от­ верстий в местах пересечения строк и колонок. Отверстие означает единицу в соответствующем разряде, отсутствие отверстия — ноль.

Числа на перфокарте записываются построчно в двоично-деся­ тичной или в двоично-восьмеричной системе, т. е. для каждого числа имеется своя строка. Поэтому в строке перфокарты для каждого разряда десятичного числа отводится четыре позиции, и каждая десятичная цифра записывается в виде четырехразрядного двоичного числа-тетрады. На рис. 74 показан порядок размещения числа 0,9 8 7 5 6 4 0 2 3 10“ 19 в двоично-десятичном изображении, представленного в нормальной форме.

Числа на перфокарте могут быть представлены и в двоично­ восьмеричной системе. В этом случае каждая восьмеричная цифра изображается на перфокарте в виде трехразрядного двоичного числа (триады), для чего в той строке, в которую записывается восьмеричное число, отводится по три позиции для каждого раз­ ряда.

Десятичные и восьмеричные цифры на перфокарте имеют вид, показанный на рис. .75.

Достоинство перфокарты — в удобстве ее перестановки, т. е. в изменении порядка вводимого в машину материала. Если про­ бивка на перфокарте сделана неправильно, перфорируется новая карта, что не вызывает особых затруднений. Недостаток перфо­ карт — малая скорость считывания информации, которая при фо­ тодиодном считывании не превышает 200 чисел в секунду.

118