Заявитель:

В. Г. Колосов Б. А. Миловидов Ленинградский политехнический институт И. Калинина
В. Г. Колосов Б. А. Миловидов Ленинградский политехнический институт И. Калинина

ЦИФРОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНО-ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Номер патента: 273523


273523

5
В системе разрядной дешифрации используются формирователи 10, схема которых
аналогична схеме формирователей 16, и ключи 11, подобные ключам 5.
Остальные узлы предлагаемого цифрового вычислительно-логического устройства
соответствуют обычному МОЗУ системы 2,5 0 и поэтому примерами не
сопровождаются. Возможность осуществления нововведенных связей 17—21, 23, 24
для любых схем обычного МОЗУ и возможность построения управляющего устройства,
дающего импульсы на определенных управляющих шинах в определенные моменты
времени, являются очевидными и подтверждение их в виде примеров — излишним.
Для пояснения возможности получения логических функций на матрицах МОЗУ системы
2,5 0 рассмотрим работу одного разряда МОЗУ, схема расположения шин
которого представлена на фиг. 3. Здесь взяты для рассмотрения четыре словарные
шины 31—34, четыре разрядные шины 35—38 и ячейки 39—47, находящиеся на
пересечениях этих шин (шина чтения на фиг. 3 не показана).
Рассмотрим выполнение простейших логических операций — отрицания, дизъюнкции и
конъюнкции — в одном адресе МОЗУ, например в ячейке 40 (см. фиг. 3), которая
находится на пересечении словарной шины 31 и разрядной шины 35. Условимся, что
наличие двух отрицательных импульсов полутонов по шинам 31 и 35 переводит
ячейку 40 в состояние «нуль», наличие двух положительных импульсов — в
состояние «единица», а также, что усилитель чтения чувствителен к
обеим полярностям э.д.с. на шине чтения (последнее совпадает с требованием к
усилителям чтения в обычном МОЗУ системы 2,5 0).
Очевидно, что если в ячейке 40 хранилось число а, то при подаче по шинам 31 и
35 отрицательных импульсов полутонов произойдет обычное считывание, и с шин
чтения на усилители чтения и в регистр числа поступит прямой код числа. Если же
произвести считывание числа не отрицательными, а положительными импульсами
полутонов (по тем же шинам 31 и 35), то на усилители чтения поступит уже
обратный код числа, т. е. осуществится операция а — инверсия числа а.
Операция дизъюнкции ауЬ (Ь — слово, подаваемое в разрядные шины 35 при записи)
получится, если в ячейку 40, где, допустим, уже записано число а, записать
число Ь (без предварительного считывания числа а), для чего в такте записи по
шинам 31 и 35 подать положительные импульсы полутонов; разрядные шины
возбуждаются кодом числа Ь, предварительно записанным в регистр числа 13.
Действительно, в ячейке 40 «единицы» будут записаны в тех разрядах,
которые соответствуют «единицам» слова а или «единицам» слова Ь.
Предварительная запись слова Ь в регистр числа производится в такте
6
считывания, непосредственно предшествовавшем такту записи, в котором
выполняется операция дизъюнкции, в результате считывания ячейки, в которой
хранилось слово Ь (допустим, ячейки 42). Очевидно, что здесь в такте считывания
обращение будет происходить по одному адресу (обращение к ячейке 42), а в такте
записи — по другому (обращение к ячейке 40). Это можно осуществить с помощью
нововведенных управляющих связей 17—21, 23—24, 26, а именно: с помощью
этих связей производится запуск формирователя 16, соответствующего выбираемой
словарной шине, специального ключа 25, а также формирователей 10 и ключей 11
для получения в разрядной шине импульсов определенной полярности в такте
считывания и в такте записи. Заметим, что одновременно с операцией а\Ь в такт
записи может быть осуществлена регенерация числа Ь в ячейку 42, для чего в
такте записи одновременно со словарной шиной 31 возбуждается и шина 32 (т. е.,
управляющее устройство запускает одновременно два формирователя 16. а именно
те, которые соответствуют этим словарным шинам).
Логическую операцию конъюнкции а/\Ь в ячейке 40 можно получить, если в такт
считывания считать число Ь с инверсией, например, на ячейке 42 (где, допустим,
оно хранилось) и в такт записи подать на шины 31 и 35 (обращение к ячейке 40,
где уже записано число а) не положительные, как это происходит при обычной
записи, а отрицательные импульсы полутоков; при этом в тех разрядах, где 6 = 0
(в этих разрядах усилители чтения при считывании Ь с инверсией сработают), на
число а будет действовать полный ток в сторону нуля, который произведет
стирание «единиц» -числа а в этих разрядах, и, таким образом, в ячейке 40, где
раньше было записано число а, теперь окажется слово а/\Ь, т. е. осуществится
логическая операция конъюнкции. Заметим, что в том же такте записи
можно прорегенерировать число Ь в ячейке 42, подав на шину 32 -отрицательный
импульс полутона, ¡ак как в ячейке 42 осуществится -конъюнкция числа с
«единицами», оставшимися там после считывания ячейки 42 с инверсией; таким
образом, здесь в такте записи происходит выполнение логических операций сразу в
двух адресах.
Остановимся несколько подробнее на выполнении в предлагаемом устройстве
логических функций в нескольких ячейках (адресах) одновременно. Если в такте
считывания считать число Ь с некоторой ячейки, то, подавая его в такте записи
по выбранным разрядным шинам (например, по шинам 35 в каждом разряде) с помощью
положительных импульсов полутоков и подавая положительные импульсы полутоков по
выбранным словарным шинам (шины 31, 32, 33, 34), получим выполнение в
соответствующих ячейках (ячейках 40, 42, 44, 46) операции дизъюнкции числа Ь
с числами, хранящимися в этих ячейках. Если


273523

9
и    __ ( О-жонец:
Контроль р— | хоть одна \ переход к такту 1\.
В таблице обозначены: 5—сумма по модулю 2; р = а/\Ь — слово переносов; р1 = =
(а.\Ь)' — слово (аДЬ), сдвинутое на разряд влево; в нечетных тактах (Л,
2Х......)
происходит считывание информации с ячеек на регистр числа 13, в четных тактах
( 12,
22____) производится запись с регистра числа
в выбранную ячейку (ячейки). Как видно из таблицы, для осуществления данного
алгоритма сложения необходимы пять ячеек (ячейки 40—44); в три из них (40, 42,
44) предварительно записывается одно слагаемое—число а и в две другие ячейки
(41 и 43) записывается другое слагаемое — число: Ь. В таблице указаны
полярности импульсов формирователей, возбуждающих словарные и разрядные шины в
определенные моменты времени (такты), по этим импульсам можно составить
программу управляющему устройству; приведено изменение информации в ячейках,
происходящее с каждым тактом, а также приведена информация, поступающая в
регистр числа в такте считывания — для облегчения контроля за правильностью
получаемых промежуточных результатов.
Вычисление суммы сводится к нахождению суммы з по модулю 2, определяемой в
такте 32, и слова переносов р = а/\Ь, определяемого в такте 22\ в такте 41
необходимо произвести сдвиг слова переносов на один разряд влево, для чего в
этом такте подается стробирующий сигнал 28 (см. фиг. 1), при этом информация с
усилителей чтения 12 данного разряда переписывается на формирователи 14
соседнего слова разряда регистра числа 13. В такте 4Х происходит также контроль
слова переносов и при наличии хотя бы одной единицы в слове переносов
стробирующий сигнал 28 производит запуск усилителя контроля 29,
который посылает сигнал в управляющее устройство 22 для направления алгоритма
после такта 42 на формирование такта и продолжение вычисления суммы; в случае,
если слово переносов равно нулю, то алгоритм направляется на окончание
сложения. Окончательный результат сложения оказывается в ячейках 41 и 43.
10
Аналогично возможно построение алгоритма сложения со сквозным переносом, для
реализации которого необходимо применить известные соединения в системе
усилителе]'! чтения и регистра числа, которые на фиг. 1 не показаны.
Выполнение операций сложения двух чисел н сдвига слова позволяет осуществить
выполнение на матрицах МОЗУ системы 2,5 0 и других операций — умножения,
деления и пр., при этом основную часть оборудования предлагаемого
вычислительного устройства составляет однородное оборудование МОЗУ.
Следующим шагом является распространение и на управляющее устройство требования
о реализации его на однородном оборудовании. Эта задача легко решается с
использо-ьанием построения управляющего устройства по одному из известных
способов микропрограммирования, когда микрокоманды — слова управляющих сигналов
— составляются в микропрограммы, хранимые в ячейках того же МОЗУ. Это
дополнительно позволяет менять характер и набор операций
вычислительного устройства программным путем.
Предмет изобретения
Цифровое вычислительно-логическое устройство, содержащее магнитное оперативное
запоминающее устройство (МОЗУ), блок сдвига слов, блок управления, дешифраторы,
формирователи, усилители, вентили, ключи и регистр числа, отличающееся тем,
что, с целью повышения быстродействия, и надежности устройства, в нем выход
каждого реверсивного формирователя подсоединен к одному концу соответствующей
словарной шины, противоположные объединенные концы соседних словарных шин
подключены к реверсивным ключам, входы реверсивных формирователей и реверсивных
ключей подсоединены к соответствующим выходам блока управления, входы
ключей формирователей и вентилей, подсоединенных к выходам соответствующих
ступеней разрядных дешифраторов, подсоединены также к соответствующим выходам
блока управления.