История вычислительной техники в лицах - Борис Николаевич Малиновский

то команда выполняется без изменения адреса, если 1, то к адресу прибавляется число, находящееся в регистре модификации, если -1, то это число вычитается из адреса. Особое значение имеет младший (пятый) разряд адреса: у адреса полного слова в этом разряде -1, у адреса старшего полуслова 0, у адреса младшего полуслова 1.

В командах, относящихся к магнитному барабану или к устройствам ввода и вывода, первый разряд указывает, какая треть матрицы должна использоваться

для записи (считывания) передаваемой информации. Остальные четыре разряда адресной части команды либо обозначают номер зоны на барабане, либо используются для конкретизации команды: ввод или вывод. В функциональном отношении машина разделяется на шесть устройств:

1) арифметическое устройство;

2) устройство управления;

3) оперативное запоминающее устройство;

4) устройство ввода;

5) устройство вывода;

6) запоминающее устройство на магнитном барабане.

Преимущества троичной системы счисления

Главное преимущество троичного представления чисел перед принятым в современных компьютерах двоичной состоит не в иллюзорной экономности троичного кода, а в том, что с тремя цифрами возможен натуральный код чисел со знаком, а с двумя невозможен. Несовершенство двоичной арифметики и реализующих ее цифровых машин обусловлено именно тем, что двоичным кодом естественно представимы либо только неотрицательные числа, либо только неположительные, а для представления всей необходимой для арифметики совокупности — положительных, отрицательных и нуля — приходится пользоваться искусственными приемами типа прямого, обратного или дополнительного кода, системой с отрицательным основанием или с цифрами +1, -1 и другими ухищрениями.

В троичном коде с цифрами +1, О, — 1 имеет место естественное представление чисел со знаком (так называемая симметричная, уравновешенная или сбалансированная система), и «двоичных» проблем, не имеющих удовлетворительного решения, просто нет. Это преимущество присуще всякой системе с нечетным числом цифр, но троичная система самая простая из них и доступна для технической реализации.

Арифметические операции в троичной симметричной системе практически не сложнее двоичных, а если учесть, что в случае чисел со знаком двоичная арифметика использует искусственные коды, то окажется, что троичная даже проще. Операция сложения всякой цифры с нулем дает в результате эту же цифру. Сложение +1 с -1 дает нуль. И только сумма двух +1 или двух -1 формируется путем переноса в следующий разряд цифры того же знака, что и слагаемые и установки в текущем разряде цифры противоположного знака.

Пример: 111011101010 + 111011110100 = 101110011110

В трехвходном троичном сумматоре перенос в следующий разряд возникает в 8 ситуациях из 27, а в двоичном — в 4 из 8. В троичном сумматоре с четырьмя входами перенос также происходит только в соседний разряд.

Операция умножения еще проще: умножение на нуль дает нуль, умножение на 1 повторяет множимое, умножение на -1 инвертирует множимое (заменяет 1 на -1, а -1 на 1). Инвертирование есть операция изменения знака числа.

Следует учесть, что комбинационный троичный сумматор осуществляет сложение чисел со знаком, а вычитание выполняется им при инвертировании одного из слагаемых. Соответственно троичный счетчик автоматически является реверсивным.

Важным достоинством троичного симметричного представления чисел является то, что усечение длины числа в нем равносильно правильному округлению. Способы округления, используемые в двоичных машинах, как известно, не обеспечивают этого.

Н.П. Брусенцов.

Приложение 16

Управляющий комплекс для народного хозяйства УМ1-НХ

Управляющая машина для народного хозяйства УМ1-НХ — малогабаритная управляющая машина, построенная на полупроводниковых приборах.

Машина УМ1-НХ может применяться в народном хозяйстве для решения задач управления и контроля в различных отраслях промышленности.

Для расширения областей применения УМ1-НХ, решения задач комплексной автоматизации объектов разработано многоканальное устройство ввода-вывода, образующее вместе с машиной комплекс УМ1-НХ.

КРАТКИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1. Система счисления — двоичная.

2. Представление чисел — с фиксированной запятой.

3. Разрядность: чисел — 15 двоичных разрядов (14 + 1 знаковый); команд — 20 двоичных разрядов.

4. Адресность — переменная (одно-, двух- и трехадресная).

5. Быстродействие: 5000 сложений в секунду; 1000 умножений или делений в секунду.

6. Объем запоминающих устройств с произвольной выборкой:

Внутренняя память:

— оперативное запоминающее устройство чисел — 256 слов;

— постоянное запоминающее устройство констант — 512 слов;

— постоянное запоминающее устройство команд — 2048 слов.

Внешняя память (входит в состав внешнего устройства ввода-вывода):

— оперативное запоминающее устройство чисел — 512 слов, с возможностью наращивания до 4096 слов блоками по 512 слов;

— оперативное запоминающее устройство команд — 512 слов, с возможностью наращивания до 4096 слов блоками по 512 слов.

7. Система команд состоит из 32 команд. В состав системы команд входит ряд специальных операций, обеспечивающих обмен информацией между машиной и объектами управления и работу в реальном масштабе времени.

8. Устройство ввода-вывода включает в себя следующие устройства и каналы связи с объектом управления:

Внутреннее устройство ввода-вывода (входит в состав машины).

Восемь каналов для ввода информации в виде напряжения постоянного тока, изменяющегося от -5 до +5 в. Точность преобразования — 0,4 %. Время преобразования — около 600 мксек.

Восемь каналов для ввода информации в виде угла поворота вала. Точноссть преобразования — 0,05 %. Время преобразования и ввода — 200 мксек.

Канал для ввода полноразрядной цифровой информации. Время ввода — 20000 мксек. Четыре канала для вывода информации в виде напряжения переменного тока с максимальной амплитудой 2,5 в. Точность преобразования — 3 %. Время вывода