Устройство для суммирования двоичных чисел

 

УСТРОЙСТВО ДНЯ СУММИРОВАНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ, содержащее накапливающий сумматор, счетчик, три элемента И, два элемента ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ и элемент НЕ, причем входы и выходы накапливающего сумматора соединены соответственно с разрядами входа устройства и с младшими разрядами выхода устройства, выходы разрядов счетчикасоединены со старшими разрядами выхода устройства, знаковый выход счетчика соединен со знаковьм выходе устройства, выход переноса накапливающего сумматора соединен с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен со знаковым входом устройства. первые входы первого и второго элемента И соединены с входом задания режима устройства, выходы первого и второго элементов И подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу переноса накапливающего сумматора , второй вход первого элемента И соединен со знаковым входом устройства , знаковый выход счетчика и выходы разрядов счетчика соединены с входами второго элемента ИЛИ и с входами третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента Hj а выход второго i элемента ИЛИ соединен с третьим входом первого элемента И, о т л и ч.а (Л ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит элемент задержки, причем выход переноса накапливающего сумматора соединен с третьим входом второго элемента И и через элемент задержки - с входом сложения счетчика, вход вычисо тания которого соединен с выходом 00 СП элемента ЗАПРЕТ и через элемент НЕ соединен с четвертым ёходом первого элемента И.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3739837/24-24 (22) 11.05.84 (46) 15.12.85. Бюл. К 46 (71) Тернопольский финансово-экономический институт (72) М.А. Дуда и З,И. Домбровский (53) 681.325.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1022153, кл. 6 06 F 7/50, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 1103223, кл. G 06 F 7/50, 1 983. (54)(57)УСТРОЙСТВО.ДЛЯ СУММИРОВАНИЯ

ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ, содержащее накапливающий сумматор, счетчик, три элемента И, два элемента ИЛИ, элемент

ЗАПРЕТ и элемент НЕ, причем входы и выходы накапливающего сумматора соединены соответственно с разрядами входа устройства и с младшими разрядами выхода устройства, выходы раз-: рядов счетчика соединены со старшими разрядами выхода устройства, зна" ковый выход счетчика соединен со знаковьы выходом устройства, выход переноса накапливающего сумматора соединен с инверсным входом элемента

ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен со знаковым входом устройства, первые входы первого и второго элемента И соединены с входом задания режима устройства, выходы первого и второго элементов И подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу переноса накапливающего сумматора, второй вход первого элемента

И соединен со знаковым входом устройства, знаковый выход счетчика и выходы разрядов счетчика соединены с входами второго элемента ИЛИ и с входами третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, а выход второго элемента ИЛИ соединен с третьим входом первого элемента И, о т л и ч.аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит элемент задержки, причем выход переноса накапливающего сумматора соединен с третьим входом второго элемента И и через элемент задержки — с входом сложения счетчика, вход вычитания которого соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ и через элемент HE соединен с четвертым входом первого, элемента И.

1 1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь1 зовано в арифметических устройствах специализированных вычислительных машин.

Цель изобретения — упрощение устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства для суммирования двоичных чисел.

Устройство содержит накапливающий сумматор 1, счетчик 2, элементы

И 3-5, ИЛИ 6 и 7, НЕ 8, ЗАПРЕТ 9, элемент задержки 10. Кроме того, на схеме показаны вход 11 устройства, знаковый вход 12 устройства, вход

13 задания режима устройства, выход

14 младших разрядов устройства, выход 15 старших разрядов устройства, знаковый выход 16 устройства, выход

17 переноса накапливающего сумматора 1.

Устройство для суммирования двоичных чисел работает следующим образом.

Каждое число, поступающее на входы 11 и 12 устройства, представлено и информационными и одним знаковым разрядами, а результат — m+ и информационными и также одним знаковым разрядами, где и и m — количество разрядов в накапливающем сумматоре

1 и счетчике 2 соответственно. При этом числа кодируются дополнительными или обратными кодами. Устройство позволяет суммировать массивы чисел путем алгебраического сложения очередного (к+1)-го и+1 разрядного, включая знаковый разряд, входного слагаемого, поступающего на входы

11 и 12 устройства, с результатом сложения предыдущих к чисел, хранящихся в накапливающем сумматоре 1 и счетчике 2. Входные слагаемые могут быть положительными или отрицательными. Устройство, содержащее ш+п информационных разрядов, в самом неблагоприятном случае (суммируются числа только одного знака и максимальные по модулю) допускает сложение 2 (п+!)- разрядных чисел, включая знаковый разряд входных двоичных чисел.

Если числа представлены дополнительным кодом, то на вход 13 задания режима устройства подается сигнал "О", вследствие чего на входе переноса сумматора 1 всегда нуль.

Если очередное поступившее на входы 11 и 12 устройства число поло198511 2

Если при сложении младших и разрядов образуется перенос, то единичный сигнал на выходе 17 переноса сумматора 1 закрывает элемент ЗАПРЕТ

9 и через элемент задержки 10 поступает на вход сложения счетчика 2, прибавив единицу к (п+1)-му разряду накопленной суммы.

Если поступающие числа представлены обратным кодом, то на вход 13

35 задания режима устройства подается

"1". При этом устройство функционирует аналогично, однако на вход переноса сумматора 1 поступает циклический перенос в следцющих случаях: поступающее число отрицательное, на выходе элемента НЕ 8 елиничный сигнал (единичный сигнал на выходе элемента ЗАПРЕТ 9 еще не успеет образоваться). и в разрядах накопленной

45 суммы с (и+1)-го по m-й, включая знаковый разряд, есть хотя бы одна еидиница, те.е. если поступающее число равно 1, 11 ...1, хх...х, а накопленная сумма равна у,уу...у, 50 хх...х, где у †. разряды, хотя бы один из которых отличен от нуля. В этом случае единичный сигнал будет на выходе элемента И 3; во всех разрядах счетчика 2 еди55 ницы, а поступающее число положительное, т.е. накопленная сумма равна

1,11...1, хх...х, а поступающее число равно 0,00...0, zx...õ, и при

f5

25 жительное, то оно складывается в сумматоре l с младшими разрядами на-" копленной суммы. Если при сложении возникает единица переноса на выходе 17 переноса сумматора 1, то через элемент 10 задержки сигнал об этом поступает на суммирующий вход счетчика 2 и к (и+!)-му разряд . накопленной суммы будет прибавлена единица.

Если очередное поступившее на входы ll и 12 устройства число отрицательное, то на знаковом входе 12 устройства будет "1", которая через элемент ЗАПРЕТ 9 (сигнал переноса на выходе 17 переноса сумматора 1 еще не успевает образоваться) поступает на вычитающий вход счетчика 2, имитируя сложение накопленной суммы с числом, в разрядах которого с (и+1)го по ш-й единицы. Значения разрядов с 1-го по и-й поступают по разрядным входам ll устройства на вход сумматора !.

3 )1 этом имеется сигнал на выходе 17 переноса сумматора 1, т.е. перенос в (и+))-й разряд. В этом случае единичный сигнал будет на выходе элемента

И 4; во всех разрядах счетчика 2 нули, а поступающее число отрицательное, т,е. накопленная сумма равна

0,00...0, хх...х, а поступающее число равно 1,11...1, хх...х, и при этом имеется сигнал на выходе 17 переноса сумматора 1, т.е. перенос в (и+1)"й разряд. В этом случае единичный сигнал будет на выходе элемента И 4, так как до появления единичного сигнала на выходе 17 переноса сумматора 1 из счетчика 2 вы читается единица, вследствие чего нем образуется число 1,11...1.

Пусть, например, заданы двоичные числа А=+0011 и В=+110 или A=. + 0011 100 и В=+110, где А — результат k-го суммирования, в котором

m=4 n=3, а В-(к+1 )-е и -разрядное (n=3) слагаемое.

При представлении чисел в дополнительном коде получаем Ад п =Апр=

=0,0011 100 и В„,=В„ =0,110 или

При этом в накапливающем сумматоре

1 и в первом случае будет сформирована сумма 1100, а во втором случае

1010.

В обоих случаях входное число В положительное, на входе 13 задания режима устройства нулевой сигнал, а на выходе 17 переноса накапливающего сумматора 1 единичный сигнал, вследствие чего на выходе элемента ИЛИ Ь. будет нулевой сигнал, а к содержимому счетчика 2 через элемент 10 задержки прибавляется единица. В результате в накапливающем сумматоре

1 и счетчике 2 в первом случае будет число С„о„ =Спр0,0100 100, а во втором случае число С оп =1,1101 010.

При представлении чисел в обратном коде получаем А р =А„ =0,0011 1)0 и В, р =Впр=0,110 или Ао р =1,1100 011 или В =-Вп =0,110. При этом накап-ливающем сумматоре 1 в ервом случае будет сформирован код 1100, а во втором .1001.

В обоих случаях входное число В положительное, а на выходе 17 переноса накапливающего сумматора 1 едиь ничный сигнал. При этом в обоих случаях на входе 13 задания режима

98511 устройства единичный сигнал, а в счетчике 2 находится число,.не равное числу ),ill...l, вследствие чегс на выходе, элемента И 5, а следовательно, и элементов И 4, ИЛИ 6 будет нулевой сигнал и единица младmего разряда к содержимому накапливающего сумматора l прибавляться не будеч . !

О В обоих случаях через элемент задержки 10 к содержимому счетчика

2 прибавляется единица. В результате в накапливающем сумматоре 1 и счетчике 2 в первом случае будет число С,6 =Спим=0,0100 100, а во -втором случае число С, =1,1101, 001 °

Представляя числа А и В в десятичной системе счисления, получим А=+30 и В=+6 или А=-28 и В=+6. При этом

20 в первом случае С=А+В(+30)+(+6)=+36, которое в двоичной системе счисления равно С„ =С =0,0100 100, а во втором случае С=А+В=(-28)+(+6)=-22, которое в двоичной системе счисления равно Сдо„=1,1101 010 или С „ =

=1 110) 00)

Пусть, например, заданы двоичные

:числа А=+0011 011 и В=+011 или А=

=-0011 111 и В=+100.

При представлении чисел в дополнительном коде получаем А„,„-A« =

=О,OQ)l 011 и В =В„ =0,011 или А, „=

=1,1100 001 и В о„ =Впр 0,100. При*

З5 этом в накапливающем сумматоре 1 в первом случае будет сформирован код

110, а во втором случае код 101.

В обоих случаях входное число В положительное, на входе 13 задания

40 режима устройства нулевой сигнал, а на выходе 17 переноса накапливающего сумматора 1 также нулевой сигнал, вследствие чего на выходе элемента

ИЛИ 6 и на входе сложения счетчика 2

45 будут нулевые сигналы, При этом содержимое счетчика 2 не изменяется.

В результате в накаливающем сумматоре 1 и счетчике 2 в первом случае будет число С,„ =С„ =0,0011 110, 50 а во втором случае число С

=1,1100 101.

При представлении чисел в обратном коде полу аем Аобр =Апр =0,0011 011 и Во р =Впр=0,011 или Ар р 1,1)00 000

55 и В, =В„ =0,100. При этом в накапливающем сумматоре 1 в первом случае будет сформирован код 110, а во втором случае код 100.

Составитель А. Степанов .Техред Л.Мартяшова Корректор М. Максимишинец

Редактор M. Дылын

Заказ 7722/48 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Гзсква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

% 1

В обоих случаях входное число В положительное, а на выходе 17 переноса накапливающего сумматора ) нулевой сигнал, вследствие чего содержимое счетчика 2 не изменяется. При этом в обоих случаях на входе 13 задания режима устройства единичный сигнал, а в счетчике 2 находится число, не равное числу 1,11)...1, вследствие чего на выходе элемента

198511 d

И 5, а следовательно, и элементов

И 4, ИЛИ 6 будет нулевой сигнал и единица младшего разряда к содержимому накапливающего сумматора 1 прибавляться не будет. В результате в накапливающем сумматоре I и счетчике

2 в первом случае будет число С =Сцен = 0,00!1 110, а во втором случае число Со =

Р ., 1100 100.