История вычислительной техники в лицах

Арифметический узел предназначен для выполнения четырех арифметических действий: сложения, вычитания, умножения, деления.

Числа, над которыми производятся действия, представляются в двоичной системе. Каждая цифра двоичного числа выражается одним из состояний соответствующей триггерной схемы.

Объем числа составляет 24 двоичных разряда, т. е. число представлено в виде цепочки из 24-х триггеров, которую в дальнейшем мы будем называть регистром. Принята система представления чисел в виде модуля и знака. Т. е. в регистре хранится модуль числа, и, кроме того, в него введен 25-й триггер, одно из положений которого соответствует знаку (+), другое — знаку (-).

Для удобства вычислений принято, что наивысший разряд числа соответствует 2–1, т. е. вычисления производятся над дробными числами.

Такое допущение не сужает диапазон решаемых задач, так как при использовании чисел, превышающих по модулю единицу, они могут быть приведены к дроби нужной величины путем соответствующего изменения масштабов исходных данных и результатов.

Иногда может возникнуть необходимость изменения масштаба в процессе решения задачи. Такая возможность также имеется, так как при получении в процессе вычислений чисел, превышающих по модулю единицу, АЦВМ автоматически останавливается на том этапе, где получено это число.

Выбор дробной системы удобен тем, что при умножении двух чисел произведение может только уменьшиться. Поэтому при умножении не может получаться число, превышающее по модулю единицу. Число, модуль которого больше единицы, может теперь получаться в некоторых случаях деления, но деление встречается в вычислениях гораздо реже, чем умножение. Кроме деления такое число может, очевидно, получаться при сложении и вычитании.

III-2. Выполнение действий

При использовании цифровых методов вычислений оказывается, что для выполнения всех четырех арифметических действий необходимо и достаточно, чтобы в АУ могла осуществляться только одна основная операция — сложение и некоторые вспомогательные действия. В двоичной системе эти действия, так же как и сложение, выполняются наиболее просто и представляют:

1. Сдвиг модуля числа в сторону высших или низших разрядов («влево» или «вправо»);

2. Взятие дополнения от модуля числа, состоящее в замене всех цифр числа на обратные им («0» на «1» или «1» на «0»).

Легко видно, что сдвиг числа влево или вправо соответствует умножению или делению его на 2.

Дополнение Р числа А есть число, связанное с исходным числом А-соотношением

Р = 1-2^-24 - А

Вычитание производится как сложение уменьшаемого с дополнением вычитаемого.

Умножение, очевидно, выполняется в виде последовательных сложений и сдвигов, т. е. точно так же, как при обычном умножении «столбиком».

Применение двоичной системы упрощает таблицу умножения, которая имеет вид:

0x0=0 0x1=0 1x1=1

Деление производится последовательным вычитанием и сдвигом.

III-3. Блок-схема АУ (далее даются лишь названия разделов. — Прим. авт.)

III-4. Местный программный датчик (МПД).

IV. Магнитное запоминающее устройство.

IV-1. Назначение магнитной памяти (МП).

IV-2. Описание работы блок-схемы МП.

V. Электростатическое запоминающее устройство (память).

VI. Главный программный датчик (ГПД).

VI-1. Введение

VI-2. Назначение ГПД.

VI-3. Блок-схема ГПД и цикл работы АЦВМ.

VI-4. Блоки, входящие в ГПД.

а) Генератор тактирующих импульсов (лист «ГПД-ГТИ»)

б) Блок пуска и синхронизации (лист «ГПД-ПС»)

в) Распределитель импульсов (лист «ГПД-РИ»)

г) Блок формирования импульсов (лист «ГПД-ФИ»)

д) Регистр адреса (лист «ПТД-РА»)

е) Пусковой регистр (лист «ГПД-ПР»)

ж) Селекционный регистр (лист «ГПД-РС»)

з) Регистр сравнения (лист «ГПД-РС»)

и) Блок операций и шифра (лист «ГПД-ОШ»)

к) Клапанный блок (лист «ГПД-РС»)

л) Блок выбора памяти (лист «ГПД-ВШ») Блок операции сравнения (лист «ГПД-ОС»)

VII. Устройство ввода и вывода (УВВ)

VII-1. Назначение.

VII-2. Описание блок-схемы.

а) Операция «ввода».

б) Операция «вывод».

Конструкция и источники питания АЦВМ

Конструктивно АЦВМ выполнена в виде трех стоек, расположенных по бокам прямоугольной вентиляционной колонны. На стойках расположены соответственно главный программный датчик, арифметический узел и запоминающее устройство. Временно для удобства работы блок электронной памяти перенесен на четвертую стойку.

Вентиляционная колонна имеет отверстия для обдува блоков. Обдув необходим ввиду большой мощности, потребляемой стойками.

Телетайп и трансмиттер расположены на отдельном столе и при помощи разъемных кабелей соединяются со стойками. Фотографии стоек приведены на рис. 6 и 7. Монтаж всех схем осуществлялся на стандартных панелях двух типов (двадцати двух и десятиламповые панели).

Полное число ламп (баллонов) в АЦВМ — 730. По узлам они распределяются следующим образом:

1. Арифметический узел — 330 ламп

2. Магнитная память — 120 ламп

3. Электронная память — 80 ламп

4. Главный программный датчик и устройство для ввода и вывода — 200 ламп