Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

— если на входах сумматора появляется только один импульс (1 + 0 или 0 + 1), то на выходе «сумма» импульс появится — теперь на входе И₁, кроме напряжения, как и прежде поступающего с НЕ, появляется еще один сигнал — с ИЛИ, этих двух сигналов, с ИЛИ и с НЕ, уже достаточно для того, чтобы сработал элемент И₁ и на его выходе, то есть на выходе «сумма», появился импульс (1 + 0 = 1; 0 + 1 = 1); элемент И₂ все еще не срабатывает: на его входе один импульс, а этого мало;

— если на входах сумматора одновременно появятся два импульса (1 + 1), то на выходе «сумма» будет «ноль»: хотя к И₁, как и раньше, пройдет сигнал с ИЛИ, но исчезнет сигнал с НЕ. Потому что под действием двух одновременных входных импульсов (1 + 1) сработает наконец И₂ и при этом на входе НЕ появится сигнал, а на выходе исчезнет. И таким образом из-за исчезновения сигнала на выходе НЕ не сработает И₁, а значит, на выходе «сумма» окажется «ноль». Вот этого как раз мы и добивались, чтобы при появлении «единиц» одновременно на обоих входах сумматора на его выходе «сумма» был «ноль». Потому что 1 + 1 = 10, то есть в первом разряде при сложении должен появиться «ноль», а во второй нужно перенести «единицу». «Ноль» на нужном месте у нас уже появился, что же касается «единицы», то ее снимают с выхода «перенос», то есть с выхода И₂, и направляют в линию задержки ЛЗ. Там эта «единица» ждет, пока на входах сумматора появятся импульсы или паузы следующего разряда («…ноль пишем, один в уме…»), и в нужный момент добавляется к ним. Чтобы решить эту задачу до конца, приходится собирать несколько более сложную схему, но это уже, как говорится, детали. Принцип действия сумматора остается без изменений: выполняя определенные логические операции, он складывает любые двоичные числа, перенося при необходимости «единицу» в следующий разряд и безошибочно формируя последовательность импульсов и пауз, в которых отображен результат сложения, записана сумма двух чисел. Если добавить к сумматору простейшее устройство вывода информации, например перо с электромагнитным приводом, то получится законченная электронная счетная машина для выполнения операции «сложение».

Эта условная машина введена в наш рассказ с той же целью, с какой вводился планер в рассказ о самолете, — «для выяснения некоторых принципов». Но если честно, то наша примитивная машина в сравнении с настоящими ЭВМ — это даже не планер, а, наверное, не больше чем бумажный голубь. И главное, принципиальное отличие нашего учебного компьютера от настоящих современных ЭВМ состоит в том, что в этих машинах имеется совершенная система автоматизации счета. Именно эта автоматизация работы с числами придает электронным счетным машинам совершенно новые качества, позволяет им самостоятельно решать чрезвычайно сложные задачи.

Т-274. Оперативная память, введенная для того, чтобы упростить выполнение арифметических операций, радикально меняет возможности компьютера. Счетная машина с сумматорами может производить не только сложение, но и вычитание, пользуясь для этого так называемыми обратными числами. Обратное число получают из обычного двоичного числа, заменив все «нули» на «единицы», а «единицы» на «нули». Математики научились заменять вычитание прибавлением обратного числа с некоторыми дополнительными операциями, которые легко может выполнить суммирующая машина.

С помощью сумматора в принципе можно и умножать. В нашей простейшей машине для этого нужно вместо электромагнитного пера (устройство вывода информации) установить перфоратор. Теперь полученная сумма будет представлена новой перфолентой (Р-161;1), и для умножения эту перфоленту нужно будет запускать на вход машины и свести умножение к последовательному сложению. Применительно к десятичной системе это, например, может выглядеть так — 4∙6 = 6 + 6 + 6 + 6 = 24; последовательность действий: 6 + 6 = 12, результат вновь подаем на вход машины и производим операцию 12 + 6 = 18; результат вновь подаем на вход машины и производим операцию 18 + 6 = 24. Подобным же образом легко выполнить суммирование нескольких чисел, например суммирование 2 + 7 + 4 + 5 + 1 произвести так: 2 + 7 = 9; 9 + 4 = 13; 13 + 5 = 18 и, наконец, 18 + 1 = 19.

Р-161

Конечно, суммировать несколько слагаемых или умножать таким способом довольно сложно, нужно каждый раз получать перфоленту с промежуточным результатом, перебрасывать ее с выхода на вход и начинать повторное считывание. В попытке упростить операцию умножения или многократного сложения мы сейчас введем еще один элемент, который, как потом выяснится, может вообще в корне изменить принцип работы машины, резко поднять ее математическую квалификацию. Мы введем в машину память.