

Полусумматор
Полусумматор — логическая схема, имеющая два входа и два выхода (двухразрядный сумматор, бинарный сумматор). Полусумматор используется для построения двоичных сумматоров. Полусумматор позволяет вычислять сумму A+B, где A и B — это разряды двоичного числа, при этом результатом будут два бита S и C, где S — это бит суммы по модулю 2, а C — бит переноса. Однако, как можно заметить, для построения схемы двоичного сумматора (трёхразрядный сумматор, тринарный сумматор) необходимо иметь элемент, который суммирует три бита A, B и C, где C — бит переноса из предыдущего разряда, таким элементом является полный двоичный сумматор, трёхступенчатая разновидность которого состоит из двух полусумматоров и логического элемента 2ИЛИ.
1.История
1939 год — Джордж Штибиц (Georg Stibits) из компании Bell Laboratories создал первый двоичный полусумматор «Model K Аdder» на двух электромеханических реле[1].
A
B S
C
Двоичный полусумматор
Ненулевой перенос образуется в 1-м случае из 4-х. СДНФ суммы по модулю 2:
S = f(x1; x0) = (x1 x0) _ (x1 x0)
СДНФ бита переноса:
C = f(x1; x0) = x1 x0
2.1.Полусумматор Штибица «Model K
Аdder»
1958 год — в МГУ (мехмат) Н. П. Брусен- |
Полусумматор Штибица «Model K Аdder» состоит: |
цов построил первую электронную троичную |
из двух последовательно соединённых гальваниче- |
ЭВМ «Сетунь» с первым электронным троич- |
ских элементов, по 1,5 Вольта каждый, с суммар- |
ным полусумматором[2]. |
ным напряжением 3 Вольта, двух кнопок для ввода |
|
двух битов аргументов A и B, двух электромагнитных |
|
реле, выполняющих бинарную двоичную логическую |
2. Двоичный полусумматор |
функцию сложения по модулю 2 и бинарную двоич- |
ную логическую функцию бита переноса при двоич- |
|
Двоичный полусумматор может быть определён |
ном сложении, и двух лампочек накаливания с напря- |
жением 3 Вольта для индикации бита суммы по мо- |
|
тремя способами: |
дулю 2 (S) и бита переноса (C)[1][3]. |
1. табличным, в виде таблиц истинности, |
|
2. аналитическим, в виде формул (СДНФ), |
|
3. графическим, в виде логических схем. |
3. Троичный полусумматор |
Так как формулы и схемы могут преобразовываться, |
|
то, одной таблице истинности двоичного полусум- |
Так как существуют две троичных системы счис- |
матора могут соответствовать множества различных |
|
формул и схем. Поэтому, табличный способ опреде- |
ления — несимметричная, в которой в разряде |
ления двоичного полусумматора является основным. |
переноса не бывает значения больше «1» и симмет- |
|
ричная (Фибоначчи), в которой в разряде переноса |
Двоичный полусумматор представляет собой объ- |
возможны все три состояния трита, и, как мини- |
мум, три физических реализации троичных систем |
|
единение двух бинарных (двухоперандных) двоич- |
— трёхуровневая однопроводная, двухуровневая |
ных логических функций: сумма по модулю два — |
двухпроводная (BCT) и двухуровневая трёхбитная |
S и разряд переноса при двоичном сложении — C. |
одноединичная, то и троичных полусумматоров |
|
|
или в другом виде: |
может быть большое множество. |
1

2 |
8 ПРИМЕЧАНИЯ |
Троичный полусумматор в несимметричной троичной системе счисления представляет собой объединение двух бинарных троичных логических функций — «сложение по модулю 3» и «разряд переноса при троичном сложении».
или в другом виде:
Троичный полусумматор в симметричной троичной системе счисления является также и полувычитателем и представляет собой объединение двух бинарных троичных логических функций — «младший разряд (трит) суммы-разности» и «старший разряд (трит) суммы-разности (разряд переноса при сложении-вычитании в троичной симметричной системе счисления)».
4. Четверичный полусумматор
Состоит из двух таблиц размером 4х4. Первая таблица — суммы по модулю 4, вторая таблица — единицы переноса при бинарном (двухоперандном) сложении по модулю 4.
В аппаратных или программных реализациях четверичного полусумматора могут применяться различные системы четверичного кодирования, например система кодирования 1 из 4 с активным ну-
лём ({0,1,2,3}={0001,0010,0100,1000}), как в «мик-
ропроцессоре недвоичной системы кодирования», созданного под руководством академика Хетагурова Я. А. или другие.
«7» обозначает « 1»
Ненулевой перенос образуется в 2-х случаях из 9-ти. Троичный трёхуровневый полусумматор описан в[4].
Троичный двухбитный двухпроводный бинарный (двухоперандный) одноразрядный (BCT) полусумматор, работающий в несимметричной троичной системе счисления приведён в[5], в разделе BCT Addition, в подразделе (f) Circuit diagram и, с ошибочным названием «двухразрядный BCT сумматор», в[6] на рис.3.
5. Десятичный полусумматор
Состоит из двух таблиц размером 10х10. Первая таблица — суммы по модулю 10, вторая таблица — единицы переноса при бинарном (двухоперандном) сложении по модулю 10.[10]
6.Шестнадцатиричный полусумматор
Состоит из двух таблиц размером 16х16. Первая таблица — суммы по модулю 16, вторая таблица — единицы переноса при бинарном (двухоперандном) сложении по модулю 16.
На рисунке справа приведена схема троичного несимметричного полусумматора в трёхбитной одноединичной системе троичных логических элементов, описанного в[7][8].
Троичный зеркально-симметричный одноразрядный полусумматор описан в[9].
7.См. также
Сумматор
8.Примечания
[1]http://www.computerhistory.org/collections/accession/ XD127.80 Computer History Museum
[2]http://www.computer-museum.ru/histussr/setun2.htm
Малая автоматическая цифровая машина «Сетунь». Н. П. Брусенцов, Е. А. Жоголев, В. В. Веригин, С. П. Маслов, А. М. Тишулина
[3]Викизнание. Полусумматор Штибица
[4]http://spanderashvili.narod.ru/PA.pdf Астраханский Государственный Технический Университет, Кафедра «Автоматизированные системы обработки информации и управления», Курсовая работа по дисциплине «Объектно-ориентированное проограммирование» по специальности 220200 «Автоматизированные системы обработки информации и
3
управления», Выполнили Морозов А. В., Спандерашвили Д. В., Алтуфьев М. Ю., Проверил к.т. н., доц. Лаптев В. В., Гл. XXIV Троичный полусумматор. Астрахань 2001 г.
[5]http://www.dcs.gla.ac.uk/~{}simon/teaching/ CS1Q-students/systems/tutorials/tut3sol.pdf CS1Q Computer Systems
[6]http://314159.ru/kushnerov/kushnerov1.pdf Троичная цифровая техника. Ретроспектива и современность
[7]Троичный бинарный сумматор в троичной несимметричной системе счисления в трёхбитной системе троичных логических элементов. А.Куликов
[8]http://andserkul.narod2.ru/troichnie_summatori/ А. С.
Куликов. Троичные сумматоры
[9]Компьютеры Фибоначчи. Троичное зеркальносимметричное сложение и вычитание
[10]М. А. Карцев. Арифметика цифровых машин. Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», 1969, 576 стр. 2. Сумматоры и другие схемы для выполнения элементарных операций. 2.3. Одноразрядные комбинационные сумматоры для десятичной и других систем счисления. Стр.71