Számtani eszköz
A számtani eszköz egy digitális elektronikus számítógép egyik fő eszköze, amelyben a számok logikai és számtani műveletei kerülnek végrehajtásra.
Végrehajtását a logikai vagy aritmetikai művelet az aritmetikai egység csökken, végül a soros végrehajtását több mikro- vagy elemi műveletek: beállítása „nulla” bármely bit a blokkokat az aritmetikai egység, akik egyetlen rang vagy számkód átállás vezető vagy LSB bit , fogadására az inverz (fordított) kódot, felül kódok, kód kiadását és a t. d.
A számtani műveletek magukban foglalják a gyökér hozzáadása, kivonása, szorzása, osztása és kivonása. A gyökér megosztását és kitermelését, valamint a szám emelését a hatalomhoz, a trigonometrikus függvények meghatározását, logaritmusokat stb. Gyakran standard alprogramokkal végzik. A digitális számítógép fõ mûködése olyan kiegészítés, amelyhez minden más számtani mûvelet lecsökken. Például a szorzás több tényező összegzésére korlátozódik; megosztás - felváltva megtalálja a hányados számjegyeit kivonással és kiegészítéssel.
A digitális számítógép számtani egysége a központi vezérlőegységhez csatlakozik. A memóriaeszközről a kezdeti számok érkeznek a központi vezérlőegység parancsára ("szorzás", "kivonás", "összecsukás" stb.). A számtani egység elvégzi a megfelelő műveleteket, amelyek után a műveletek eredményei ismét átkerülnek a tárolóeszközre. és a művelet végét jelző jelek, a kiürítő rács túlcsordulási jelzői stb., ha szükséges, átkerülnek a központi vezérlőegységbe.
A főbb jellemzői a készítmény és az aritmetikai egység meghatározza a kívánt sebességet, a bit szám a kiválasztott számú rendszer, az algoritmusok és műveletek a gyorsulás alkalmazott típusú áramkörök és a kapcsolatok között (impulzus potenciál, vagy pulzáló potenciál) és bemutatása számok.
Az aritmetikai egység általában áll több regiszter számok tárolása nondurable, logikai áramkörök elvégzésére tervezett egyszerű műveletek számával kiegészítőket és a helyi szabályozási eszköz, amely azt a parancsot kapja a munkát a gép működését a központi vezérlőegység és dolgozott a kívánt parancsokat.
A számok összegzéséhez használt módszerektől függően a szekvenciális párhuzamos, párhuzamos és egymást követő műveletek számtani eszközei megkülönböztethetők. A szekvenciális műveletek számtani eszközeiben a két szám összegzése egyjegyű adderrel történik, amelyen keresztül a legalacsonyabbakkal kezdődő szakaszokban a summandumok összes elérhető bitje áthalad. A párhuzamos műveletek számtani készülékeiben az egyes summák összes bitjét egyidejűleg az adderbe táplálják, az adder számjegyeinek száma megegyezik a summák számjegyeinek számával.
A sorozat-párhuzamos műveletek számtani eszközei köztes forma. A párhuzamos számtani regiszterek triggers vagy hasonló elemekből állnak, és lehetővé teszik a szám összes számjegyének egyidejű elérését. A szekvenciális számtani egységben a regiszterek helyett a késleltetési vonalakat is használják, amelyek szükség esetén a recirkuláció és az erősítők logikai áramkörein keresztül hurkolódnak. A számtani eszköz elemei és sémái elektronikus lámpákat (az eredeti mintákban), félvezető diódákat, tranzisztorokat használnak. ferrit-dióda sejtek és ferrit-tranzisztoros sejtek.
A mikroprogramvezérlésű számtani eszközökben a mikroprogramok tárolására szolgáló ferritrácsokat a helyi vezérlőberendezésben is használják.
A számtani eszközkörök elemeinek alapvető követelményei nagy megbízhatóságúak. technológiai kompatibilitás, azonos típusú elemek felcserélhetősége, a fő jellemzők megismételhetősége a termelésben.
Tekintettel a módszer kódolási számok aritmetikai eszközt készült műveletek decimális vagy bináris rendszer, legalábbis - a terner, vagy bármely más számot rendszer, egy másik számú számjegy, a számok bemutatott formájában lebegő vagy fix pont, vagy mindkettő ezek és mások.
A műveletek végrehajtásának felgyorsításának módszereit vagy elemi műveletekben vagy számtani eszköz teljes műveleteiben használják. Különösen hatásos az elemi összeadódási művelet gyorsulása, mivel többnyire algebrai addíciót vagy kivonást, osztást, szorzást stb.
A szekvenciális számtani eszközöknél az összegzés gyorsulását úgy kapjuk meg, hogy egymás után párhuzamos áramköröket adunk; párhuzamosan - olyan rendszerek alkalmazásával, amelyek a transzferek statisztikai jellegét, a "pillanatnyi átadással" rendelkező rendszereket stb. használják. A szorzás felgyorsításának módszerei a leginkább vizsgáltak. Az egymást követő kiigazításokban elsősorban kiegészítő adderek bevezetésén alapulnak, amelyek lehetővé teszik több résztermék egyidejű összegzését; A határon belül az n szekvenciák (vagy n / 2 logikai áramkörök és sűrítők) jelenléte lehetővé teszi a többszörözést 2n cikluson keresztül. Ezzel párhuzamosan a számtani eszközökben a szorzási hardver és a logika elsődleges és másodrendű gyorsításának módszereit használják. A logikai módszerek a szorzó módosításán alapulnak; a felszerelés mennyiségének növelése, ha alkalmazzák, csak a helyi vezérlőberendezésre vonatkozik, és nem függ a számozott számok számától; a logikai módszerek lehetőségeinek gyakorlati és elméleti korlátja az összegzések átlagos számának csökkenése, ha egy szorzót a szorzó minden egyes bináris számjegyére 1/3-ig végzünk. Az 1. sorrend hardveres módszerei a segédadagoló bevezetése, az átviteli memória segéd láncai vagy a nyíró láncok hasadási láncok általi helyettesítésével, valamint a különleges tényezőkkel való szorzással kapcsolatosak; a segédberendezés mennyisége arányos a számjegyek számával; az összeadódási ciklusok száma a transzplikációs folyamatban egyenként (a tényező számjegyétől függetlenül) csökkenthető, de valójában ez a korlát elérhetetlen. A másodrendű hardveres módszerek az összeadók piramisainak építésén alapulnak; a berendezés mennyisége arányos a számjegyek négyzetével, a szorzás időtartama megegyezik az összegzés 2-3 órájával. Hasonló módszereket fejlesztettek ki a szétválasztási művelet felgyorsítására.
Az aritmetikai eszközök fejlesztésének főbb irányai a mikroelektronika használatával kapcsolatosak. Miáltal a mátrix áramkör használata közvetlen összegzése és szaporodását tizedes jegyre, a párhuzamos, de párhuzamos és sverhparallelnye kiegészítőt, hardver módszerek 2. felgyorsítása érdekében osztás és szorzás, más szóval, az építőipar és a nagyszámú ismétlődő elemeket és rendszeres kapcsolatot közöttük. Vannak olyan új számozási kódolási módok is, amelyek egyszerűsítik a műveletek végrehajtását, a műveletek felgyorsításának más módszereit, a hibák kijavítását és a hardver ellenőrzését. Ugyanakkor a célok a sebesség növelése, a megbízhatóság növelése, az energiafogyasztás és a méretek csökkentése.