Релейный вычислительный автомат

 

Pk 98799

Класс 42m, 14

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Н. И. Бессонов

РЕЛЕЙНЫЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ АВТОМАТ

Заявлено 31 декабря 1949 г. аа Ы 409978 в Гостехнику CCCP

Описываемое изобретение относится к области математических машин для решения задач линейной алгебры и касает=я схемы релейно-. го вычислительного автомата для производства всех арифметических действий в двоичной системе счисления, содержащего устройство для одновременного ввода всех цифр обоих сомножителей и сумматор для накопления алгебраической суммы произведений.

В известных релейных автоматических вычислительных машинах произведение получается путем последовательного суммирования частных произведений и требует числа тактов, равного числу частичных произведений без единицы. Кроме того, устройство для суммирования частных произведений обычно включает в себя специальные узлы для переноса десятков.

Описываемый релейный вычислительный автомат отличается тем, что, с целью ускорения вычислений путем сокращения необходимого для получения произведения чи=ла тактов без увеличения количества реле, схема содержит группу реле множимого и группу реле множителя, своими контактами включающими одновременно руппу реле частных произведений, в каждом из которых число разрядов на единицу меньше, чем в предыдущем, а также соответствующее количе:тво гpY011 реле для последовательного попарного суммирования суммы част4х произведений.

Элементарная ячейка сумматора для попарного суммирования частных произведений, с целью получения каждой суммы за один такт без увеличения количес1ва реле. приходящихся на один разряд слагаемых, выполнена в виде дифференциального реле, одна из обмоток которого включается при нечетности суммы цифр в соответствующих разрядах слагаемых, а вторая — при наличии передачи единицы в данный разряд из предыдугцих разрядов с;:..:атора.

На фиг. представлена блок-схема релейного вычислительного автомата; на фиг. 2 — временная кулачковая диаграмма; на фиг. 3 — схема для восприятия множимого и множителя; на фиг. 4 — таблица частных произведений и схема последовательного попарногс их суммирования; на фиг. 5--.релейная схема для образования частных произведении; на фиг. б — релейная схема попарного г.уммирования сумм часгных Ilpoизведении; на фиг. 7 — релейная схема накопителя сумм произведений.

Релейный вычислительныи автомат (фиг. 1) состоит из блока ввода чисел БВЧ; блока арифметических действий БАД; блока запоминания чисел ЬЗЧ; блока перфорации и печати чисел БП и ПЧ; н блока управления БУ.

БВЧ имеет два входа чисел и представляет собой механическое устройство, состояшее из двух подаюших механизмов табуляторного типа, расположенных на одном .столе с общим ьалом и обшим приводом.

ВАД имеет множительное МУ и накопительное НУ релейные устройства. Схемы их даны на фиг. 4 — б. БЗЧ представляет собой релейное устройство, = тоящее из о-.дельных ячеек, число которых определяется характером вычислений. Каждая ячейка «запоминает» одно двоичное число, в данном случае 21-разрядное; кроме того, ячейка «запоминает» знак числа.

Каждый разряд ячейки имеет реле. Реле в возбужденном состоянии показывает наличие значащей цифры в данном разряде. После того, как в ячейку. будет поставленодвоичное число, реле ячейки (возбудившиеся) становятся на самопитание и продолжают оставаться под током до тех, пор, пока не будет в эту ячейку направлено новое число.

В этом случае ячейка «запоминает» новое число и автоматически

«стирает» старое число.

БП и ПЧ вЂ” механическое устройство, состояшее из стандартного репродуктора и отдельного стандартного печатающего механизма табуляторного типа; БУ представляет собой релейное устройство с двумя входами. В первый вход БВ / помешаются перфокарты, на которых нанесены как числа, так и команды. Команды поступают на блок управления, который, по мере надooHocTi включает или выключает тот или иной блок автомата. Во второй вход БВЧ помещаются перфокарты, на которых нанесены только числа, с которыми производятся вычисления.

Управление автоматом производится с помошью кулачков, примерная последовательность действия которых дана на фиг. 2 в виде так называемой временной диаграммы. Кулачки кулачковых контактов вращаются синхронно с главным валом подающих механизмов БВЧ, а следовательно, и с подачей перфокарты.

Основными элементами предлагаемого автомата являются электромагнитные реле, применяемые в счетно-аналитических машинах и телефонии. Для получения произведения (или суммы произведений) автомат воспринимает множимое и множитель с перфокарты или с каких-. лиоо устройств, »а которых они могут быть зафиксированы. Для этого может быть использовано воспринимающее устройство, применяемое в счетно-аналитических машинах. В дальнейшем, для определенности, числа предполагаются шестиразрядными в десятичной системе счисления, что соответствует 21-му разряду в двоичной системе счисления.

Разрядность чисел может быть, однако, увеличена до требуемой.

Множимое воспринимается через систему реле К (фиг. 3), состоящую из 21 группы. Первая группа имеет одно реле К1/1; вторая группа — два реле К2/1 и К2/2; третья группа — три реле КЗ/1, КЗ/2 и КЗ/3 и т. д. В двадцать первой группе содержится 21 реле от К21/1 до К21/21.

Каждая группа реле, в зависимости от множимого, может сработать через гнезда и коммутационные шнуры, через щетки от пробивок в перфокарте или. же от какого-либо другого устрои=тва, на котором зафиксировано множимое.. После срабатывания каждая такая группа

¹ 98799

:вкл)Очается на самопнтание через свои кОнтс)кт1>1; !1ервая гp ïl!B через контакт Кl/1-2, двадцать и"рвая —.ерез контакт К21 21-2. После ñðàf)BTI>!!IB íèß ВОс прин и ма !Ощие ереле за м )з! как)т свои к!)нта кт)з! А 21/1-1 и т. л. I: Iц1еelпlIяIх рpеeле U (фиг. 5).

Восприятие множителя осуществляется с помощь)о реле В, Эта группа из 21 реле срабатывает также через комAI),ташюнные гнезда от перфокарты или лругого устройства и также становится на самопитание через свои контакты Bl/1 и т.д. При срабатывании реле В замыкаются контакты Bl/2 — В21/2 в цепях реле U (фиг. 4).

Восприятие )=омножителей происходит одновременно. Например, при перемножении двух чисел:

1!11111!1111111111111 Х 111111111111111111111 все воспринимаю .цие реле К и В окажутся !log током и замкнут все свои кснтакты, все реле U также окажх тся !103, током через релеины» контакты воспринимающих реле К и В и через к1т)ачковыи контакт Я-2, в результате чего образуется ряд частных произведений, которые удобно представить в виде таблицы (фиг. 4 и 5). Далее производится суммирование полученных частных произведений при помощи системы дифференциальных реле 7, имеющих две обмотки противоположного направления и срабатывающих только при наличии тока в одной из обмоток (фиг. б).

Суммирование ча;тных произведений производится за пять одинаковых промежутков времени группами, как указано в таблице на фиг. 4. 3а 1 промежуток складываются: 1-я группа со 2-й, 3-я с 4-й, 5-я с 6-й н т. д. 3а 11 — сумма 1-й и 2-й групп складывается с суммой

3-й и 4-й групп, сумма 5-й и б-й групп с суммой 7-й и 8-й групп и т д.

В рассмотренном примере при суммировании 3-й и 4-й групп долэкно получиться:

111

10l10

Оба реле U3/1 и U4/ l находятся в этом:лучае под током; при этом группы контактов их будут переключены таким образом, что цепь реле T-1 окажется разомкнутои и оно не сработает. что соответствует нулю в низшем разряде суммы; цепь реле Т-2 и соответствующая обмотка его получит питание, а вторая обмотка этого реле окажется разомкнутой и питания нс получит. Таким образом, реле Т-2 будет под током через кулачковый контакт Я-3 и сраоотает, что будет соответствовать единице во втором разряде суммы, Одна из обмоток реле T-3 также будет пол током через контакты реле U3/2 и U4/2, а вторая, пита)оц1аяся через контакты U3, 3 и U4/3, будет обесточена. аким образом, реле Т-3 также сраоотает, что соответствует единиIIe в третьем разряде суммы.

Реле T-4 не сраоотает, потому что в one его обмотки поступает ток — в первую через замкнутые контакты реле U3/3, U4/3 и во вторую— через контакт реле U4/4, это будет соответствовать нулю в четвертол! разряде суммы. Наконец реле T-5 в соответствии с положением контактов реле U3/3, U1!3 и Ь4 4 дает едш)ицу в пятом разряде сумму.

После пятого сложения, в пятой группе реле T будет получено произ):сдсние, которое можно будет передать IIB перфорацию. на запись или использовать для; альне fIllиx в!>)числений. ,для накопления последовательно получаемых произ)зедений предусмотрены реле :-1 (фиг. 7). Г10лученное произведение воспринимается реле О, которое через свои контакты передает его в систему реле,,7 и Е, действующих аналогично реле T. Реле .7 и К двухобмоточные и через № 98799 свои вторичные обмотки, контакты и кулачковый контакт Я-6 могут. вставать на самопитание. Работа этих реле также зависит от состояния реле А, которые включаются на самопитание через свои вторичные обмотки и кулачковый контакт Я-4.

Реле J7 и Е, образовав сумму чисел, фиксированных с помощью реле Н и А, передают его на реле А.

Таким образом, на реле А накапливается сумма произведений, которую можно отперфорировать, отпечатать или направить в какой-либо другой механизм.

Система реле Н, Л, F. и А может выполнять индивидуальное сложение с накоплением суммы на реле А . При помощи этой системы реле можно производить и вычитание, если вместо вычитаемого посылать в систему реле А его дополнение. Например, вместо вычитаемого

00.011.001.011 нужно послать число 11.100.110.100. Единица старшего разряда полученной суммы должна быть передана в первый разряд.

При вычислении суммы произведений затрачивается время на .=рабатывание реле К и В, реле U, пяти групп реле Т, реле Н, Е и А, то есть, десять одинаковых промежутков времени. Так как время срабатывания одной из групп реле составляет около 10 мсек, то для выполнения указанной операции треоуется !

ОХ10мсек- 1ООмсек

Таким ооразом, одно умножение с последующим суммированием в накопителе сумм произведений может быть выполнено за О.! cen.. сложение и вычитание--за 20 мсек.

Предмет изобретения

Релейный вычислительный автомат для производства всех арифметических действий в двоичной системе счисления, содержащий устройство для одновременного ввода всех цифр обоих 1сомножителей и сумматор для накопления алгебраической суммы произведений, о тл и ч а юшийся тем, что, с целью ускорения вычислений за счет сокращения необходимого для получения произведения числа тактов без увеличения количества реле, схема содержит группу реле множимого и группу реле множителя, своими контактами включающими одновременно группу реле частных произведений, в каждом из которых число разрядов на единицу меньшс, чем в предыдущем, а также соответствующее количество групп реле для последовательного попарного суммирования сумм частных произведений.

2. Лвтомат по и. 1, отл и ч а ю щи и с я применением релейной схемы попарного суммирования частных произведений, в которой элементарная ячейка сумматора выполнена в виде дифференциального реле, одна из обмоток которого включается при нечетности суммы цифр всоответствующих разрядах слагаемых, а вторая — при наличии передачи единицы в данный разряд из прсдыду пих разрядов сумматора.

fi3V И! и ПЧ

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор Н. С. Кутафина

Рр. 1?4

Гор. Алатырь, типография ¹ 2 Министерства культуры Чувашской АССР

Информационно-издательский отдел. Подп. и печ. 17/П-1960 г.

Объем 0,86 п. л. Заказ 2339. Тираж 250. 1(ена 1 руо, 25 коп.