SU419891A1 - Арифметическое устройство в системе остаточных классов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к обласги вычислительной техиики и иредиазначено дл  исно.чьзовани  в цифровых вычислительных машинах , использующих форму представлени  чисел в системе остаточных классов.

Известно арифметическое устройство, содержит два регистра дл  размещени  операндов, комплект таблиц, схемы передачи операндов на комплект таблиц в пр мом коде, схемы передачи вычитаемого на комплект таблиц в дополнительном коде, дешифраторы умножени , регистр дл  храиени  выходной ннформации и устройство контрол  и определени  знака.

Нелдостатками известного устройства  вл ютс : необходимость использовани  искусственной формы представлени  чисел, иеполное использование диапазона представл емых чисел , певозможпость проведени  онераций и над мантиссами, и над знаками чисел.

С целью расширеии  .функциональиых возможиостей и повышени  быстродействи  устройство дополнительно содержит схему определени  знака и управлени  схемами передач операидов, логическую схему «Р1ЛИ, а в регистры записи операидов и в регистр хране ии  результата операции введены дополнительные разр ды знака числа, выходы знаковых разр дов регистров записи операпдов соединены со схемой определепи  знака и управ2

лени  схемой передачи оиераидов, выходы которой подсоединены к схемам передачи операндов и к иерво.му входу схе.мы «ИЛИ, выход схемы «ИЛИ соедннен со знаковым разр дом регистра хранени  результата онерации , а второй вход с.чел-ы «ИЛИ соединен с выходом схемы коптро.т .

Иа чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содерл ит: схему выдачи результата операции в пр мом коде 1, схему выдачи результата операции в дополпительном кодо 2, регистр храненн  результата операции с разр дом знака 3, схе.му «ИЛИ 4, схему контрол  5, блок пам ти (комплект таблиц) б, схему передачи первого операнда на гюмплект таблиц в нр мом коде 7, схему передачи первого операида на комплект таблнц в донолнительном коде 8, дешнфратор у.множени  (первого операнда) 9, схему передачи второго операнда на ко.мплект таблнц в нр мом коде 10, схе.му передачн второго операнда на комплект таблиц в дополнительном коде 11, дешифратор умнол ени  (второго онеранда) 12, схему определенн  знака н управлени  схемами передач операндов 13, регнстр первого операида с разр дом знака 14, регпстр второго операнда с разр дом знака 15, схему контрол  и определени  знака результата 16.

Устройство работает следующим образом.

При выполнении арифметических онераций на регистры операндов 14 и 15 занос тс  операнды , выбираемые по адресам ai и а2 командного слова соответственно.

На схему определени  знака и управлени  схемами передач операндов 13 поступает информаци  о знаках операндов с регистров размещени  операндов 14 и 15 и символы команд («умножение, «сложение, «вычитание ) со схемы управлени .

В зависимости от символа команды и знаков операндов схема онределени  знака и управлени  схемами передач операндов 13 разрешает передачу информации с регистров размещени  операндов 14 и 15 в блок пам ти таблиц б в пр мом коде через схемы передачи операндов в блок пам ти таблиц в пр мом коде 7 и 10 или в дополнительном коде через схемы передачи операндов в блок пам ти таблиц в дополнительном коде 8 и 11, или (при умножении) через дещифраторы умножени  9 и 12. Кроме того, указанна  схема 13 формирует знак результата операции умножени , операции сложени , если знаки операндов одинаковые, и операции вычитани , если знаки операндов разные. Результат операции с блока пам ти таблиц 6 передаетс  на регистр хранени  результата операции 3 и на схему контрол  5, где осуществл етс  нулевизацп  полученного кода по всем основани м, обеспечивающим рабочий диапазон и выработку сигналов Y 0 или у и и 0 или . Сигналы или управл ют выдачей информации с регистра хранени  результата операции 3 в пр мом коде через схему выдачи результата операции в пр мом коде 1 или в обратном коде через схему выдачи результата операции в дополнительном коде 2.

Оба операнда передаютс  в блок пам ти таблиц в пр мом коде при выполнении операции умножени  (через дешифраторы умножени ), при сложении, если операнды имеют одинаковые знакн, при вычитании, если знаки операндов разные (через схемы передачи операндов в пр мом коде). Если при вынолнении операции сложени  первый операнд положителен , а второй отрицателен и при выполнении онераций вычитани  оба операнда положительны , то первый операнд передаетс  в пр мом, а второй .- в дополнительном коде. Если при выполнении операции сложени  первый операпд отрицателен, а второй положителен и при выполнении операции вычитани  оба операпда отрицательны, то первый операнд передаетс  в дополнительном, а второй - в пр мом коде. Управление передачей операндов в том или ином коде осуществл етс  схемой определени  знака и управлени  схемами передач операндов. При передаче обоих операндов в пр мом коде знак результата определ етс  в схеме определени  знака и управлени  схемами передач операндов или в устройстве контрол , где осуществл етс  кроме этого и. контроль правильности результата .

Контроль н определение знака требуют информационной избыточности, дл  чего используетс  контрольное основание pk. Если в блок нам ти оба операнда переданы в пр мом коде или число, переданное в пр мом коде, больше числа, переданного в дополнительном коде , то в устройстве контрол  в результате ну10 левизации по всем основани м, обеспечивающим рабочий диапазон, будет получена цифра по контрольпому основанию и будет выработан сигнал . Если же число, нереданное в донолнительном коде, больше числа,

5 переданного в пр мом коде, то и результат операции будет получен в дополнительном ьпде . При этом в результате нулевизации по контрольному основанию будет получена цифра: dk (mod pk) и будет выработан

0 сигнал В случае, если в результате нулевизации цифра по контрольному основанию будет нолучена отлична  от нул  и от dk, то устройство контрол  и определени  знака результата выработает сигнал , свидетельствующий о том, что результат операции неправильный , т. е. вышел за пределы рабочего диапазона.

Сигнал 7 0 обеспечивает выдачу 15езультата онераций с регистра хранени  результата операции в пр мом коде, а сигнал ---в дополнительном коде. В носледнем случае, поскольку результат на указанном регистре был получен в дополнительном коде, то информаци  будет выдана в пр мом коде.

5 Введение знака числа, кроме расширени  диапазона представлени  чисел, упрощени  арифметических операций и повышени  удобства дл  программиртов и обслуживающего персонала, открывает возможности по выполнению операций над знаками чисел или только над их мантиссами (например, формирование знака, действи  над модул ми чисел, сдвиг арифметический и т. д.) Кроме того, в р де случаев операци  нулевизации оказываетс  излишней, что приводит к уменьшению времени выполнени  операции. Исключение операции нулевизаци  может производитьс  программно (при умножении - специальным признаком в коде команды) или аппаратно

0 (при передаче обоих операндов в пр мом коде).

Введение знака требует наличие дополнительного разр да в регистрах арифметического устройства и пам ти машины. Этого можно

5 избежать, исключив из совокупности оснований системы счислени  основание н использу  этот разр д дл  отображени  знака. Это позволит ввести, например, вместо основани  основание р 32, требующее

0 столько же разр дов как и основание . При этом диапазон представлени  может быть расширен в 1,22 раза. Функции основани  дл  выполнени  операции делени  на 10 (округление) может выполн ть младший

разр д основани  32.

Предмет изобретени 

Арифметическое устройство в системе остаточных классов, содержащее два регистра операндов, блок пам ти таблиц, дешифраторы умножени , схемы передачи операндов, регистр храпени  результатов операции, схему контрол , схемы выдачи результатов операции , причем выходы регистров первого и второго операндов соединены через схемы передачи операндов и дешифраторы умножени  с блоком пам ти таблиц, выходы блока пам ти таблиц соединены с входами регнстра хранени  результата операции и входами схемы контрол , выходы схемы контрол  и регистра хранени  результата операции соединены со схемами выдачи результата операций , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возмож 1остей н повышени  быстродействи , устройсгво содержит донолннтельно схему определени  знака и управлени  схемами передач операндов, логическую схему «ИЛИ, а в регистры записи операндов и в регистр хранени  результата операции введеиы дополнительные разр ды знака числа, выходы знаковых разр дов регистров записи операндов соединены со cxeMoii

определени  знака и управлени  схелюи передачи операндов, выходы которой подсоединены к схемам передачи операпдов и к первому входу схемы «ИЛИ, выход схемы «ИЛИ соединен со знаковым разр дом регистра хранени  результата операции, а второй вход схемы «ИЛИ соединен с выходом схемы контрол .