Вычислительное устройство

Авторы патента:

G11C11/02 - с использованием магнитных элементов

опи ать

255993

С А Й

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сома Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 19.VI.1968 (М 1252506/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 04.Х1.1969. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 27Х.1970

Кл. 21ат, 37/04

МПК G 11с

УДК 681.327.66 (088.8) Комитет оо делам изобретееий и открытий ори Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. Г. Колосов, А. Г. Леонтьев, В. Ф. Мелехин, Б. А. Миловидоа и В. H. Тисеико

Заявитель

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Уже Известны вычислительные устройства, содержащие магнитное оперативное запоминающее устройство (МОЗУ), выходы усилителей чтения которого через диоды подключены к |формирователям строба, регистр регенерации, контрольные формирователи и реверсивные ключи, выходы которых соединены с соответствующими адресными шинами МОЗУ.

В описываемом устройстве с целью расширения функциональных возможностей выход каждого усилителя чтения через диод соединен со входом, подготовки соответствующего реверсивного ключа,в режиме записи и далее вЂ” со входом дополнительного формирователя строба, а через другой диод вЂ” со входом подготовки реверсивного ключа в режиме считывания и далее вЂ” со входом формирователя стр оба.

На чертеже, представлена необходимая часть вычислительного устройства,на МОЗУ с линейной выборкой и приведены дополнительные связи, обеспечивающие возможность транспонирования мариц двоичных символов.

Матрица магнитных сердечников условно разделена на две неравные части: универсальную 1 и .функциональную 2, называемую в дальнейшем функциональным устройством (ФУ). Адресная шина 3 каждой числовой линейки ФУ соединена с выходом реверсивного ключа 4.

Разрядные шины 5 соединены со,входами усилителей чтения б, а также с выходами ключей 7 регистра регенерации. Выход каждого усилителя чтения через диод 8 подключен ко входу;подготовки соответствующего ключа регистра регенерации, после чего вЂ” ко входу контрольного ключа 9 и далее вЂ” к выходу формирователя строба 10; через диод 1(вЂ” ко входу подготовки ключа регистра регенерации со10 седнего старшего разряда, а затем к выходу формирователя строба 12; через диод 13вЂ” ко входу установки соответствующего реверсивного ключа 4 в режим записи, после чеговЂ” к дополнительному формйрователю,строба 14;

15 через диод 15 вЂ” ко входу установки соответствующего реверсивного ключа в режим считывания, после чего вЂ” к дополнительному формирователю строба 1б.

Выход усилителя чтения старшего (левого)

20 разряда через диод 11,подключен ко входу подготовки формирователя 17, после чеговЂ” к формирователю строба 12.

Строб подается в виде импульсного, питания на оконечный каскад усилителя чтения.

25 Помимо отмеченных входов, реверсивные ключи имеют еще несколько входов для установки в любое из возможных состояний сигналом из управляющего устройства либо с выхода усилителей чтения через дополнительный

30 формирователь строба при использовании ми255993

Таблица 1

Операция

19,21, 30

20,22, 25,27

Считывание (т+1)-й линейки ФУ с записью слова в регистр регенерации со сдвигом влево подготовка реверсивного ключа (т+1) в режим записи

N+m; а,да„„, ..., а„„, 50

21,30

22,25, 31 а,а„„...а„, 55

60 с прибавлением единицы и ввод (N+i+1) в дсшйфратор адреса МОЗУ, подготовка формирователей строба 10 и

14, возврат к 1 вЂ” 1

26,25:

65 кропрограммирования. На чертеже эти дополнительные входы реверсивйых ключей условно обозначены общей позицией 18.

Реверсивные ключи, соединенные с усилителями чтения, апрашиваются специальными импульсами считывания 19 и записи 20, остальные вЂ” им пульсами 21 и,22.

Контрольный ключ 9 имеет вход для управляющего импульса 28.

Ключи 7 регистра регенерации имеют дополнительные входы подготовки 24 для ввода информации извне, а также, цепь считывания специальным управляющим сигналом 25.

Формирователи стробов 10, 12, 14 и 1б имеют,входы подготовки управляющими сигналами соответственно 2б вЂ” 29, считываемыми управляющим им.пульсом 80, Контрольный формирователь 17 имеет вход считывания управляющим импульсом 81.

Реверсивные .ключи, как и в известном устройстве на МОЗУ с линейной выборкой, в зависимости от:предварительной установки могут формировать на выходе:

1 ,в такт записи + вЂ” ; вЂ” 1, в такт считывания +I; вЂ” 1, где 1 вЂ” полный ток считывания м агнитного сердечника; знак (+) соответствует на правлению тока, устанавливающего сердечник в состоя,ние «1»; знак (вЂ” ) соответствует направлению тока, устанавливающего сердечник в состояние «О».

Работа устройства

1. Траспонирование матрицы двоичных символов

Пусть дана матрица, двоичных символов а„а„, ° .., а, М= а„,а,, а . ), хранимая в универсальной части МОЗУ в ячейках

1 + 1 а11а12 ° ° ° s ать

Требуется .получить матрицу а11а21 ... атт а, аз ... а

Рассмотрим, выполнение указанного лреобразования с помощью, предлагаемого устройства.

Исходное состояние:

1) В линейках ФУ 1 вЂ”:т записаны нули (отсчет линеек на чертеже ведется снизу).

2) В (m+ 1) -й линейке ФУ записана константа О... 01. .

3) В счетчике адресов записано число N +1, и в дешифратор МОЗУ введен адрес К+1.

4) Подготовлены формирователи стробов 10 и 14.

Алгоритм преобразования .приведен в табл. 1.

Слово, считанное из (N+i)-й ячейки МОЗУ, в такте I вЂ” 1 регенерируется в этой ячейке в такте 1 вЂ” 2, а также записывается iHB реверсивные ключи 1 вЂ”:m.

В такте II вЂ” 2 это слово, заполненное на реверсивных ключах, записывается .в те разряды

И линеек ФУ, в разрядных шинах которых присутствует ток, обусловленный срабатыванием соответствующего ключа регистра регенерации. В первом цикле алгоритма это первый разряд, соответствующий константе 00 ... 01, 15

Считывание (N+i)-й ячейки

МОЗУ и запись слова в регистр регенерации и на реверсивные ключи с установкой ик в режим записи, подготовка (rn + 1) -й реверсивного ключа в режим считывания и записи

Регенерация (N+ i) -й ячейки МОЗУ. Подготовка формирователя строба 10

Считывание (т+1)-й ячейки ФУ с записью слова в регистр регенерации без сдвига

Опрос реверсивнылх ключей тактовым импульсом записи, считывание регистра регенерации, запись слова, запомненного реверсивными ключами 1 вЂ”:т в i-ый разряд линеек 1 â€”;in ФУ. Запись слова, считанного с регистра регенерации, в (т+1)-ю линейку ФУ. Подготовка реверсивного ключа (т+1) в режим считывания, Подготовка формирователя строба 12

Запись в (т + 1)мо ячейку слова из регистра регенерации

Считывание контрольного формирователя: 1 вЂ” конец преобразования

Ф17=

0 вЂ” считывание счетчика адресов

255993

В соответствии с изложенным содержимое линеек ФУ, реверсивных ключей и регистра регенерации меняется следующим образом.

Исходное состояние

Подготовка реверсивного ключа

Разряды линейки

¹ линейки ФУ считывание запись

О.

m+1 т т вЂ” 1

Регистр регенерации

Контрольный формирователь Ф17

Первый цикл алгоритма

Разряды ливенки такт 1 вЂ” 1/I вЂ” 2 № линейки ФУ

m вЂ” 1 считывание запись

О/О

О/О о/о

1/О

О/О

О/О т+1

m т вЂ” 1

О/О

О/0 а»/а„

Регистр регенерации

Контрольный формирователь Ф17

О/О а,т/О а» т вЂ” 1/О а„/О а„/О такт П вЂ” 1/П вЂ” 2! считывание т вЂ” 1 запись

m+1

m т вЂ” 1

1/О а, m/О а„m-I/О

О/1

О/О

О/1

О/а m

О/а,п

О/О

О/0 а»/О О/О

О/О

О/а„

Регистр регенерации

Контрольный формирователь Ф 17

-1 0/О 1/О

О/О

¹ линейки ФУ такт Ш вЂ” 1/Ш вЂ” 2

Разряды линейки запись считывание т вЂ” 1 т+1

17Е т вЂ” 1

О/О

0/О

О/О а, п/а, а„„,/аiт-z

О/О а»/а»

1/1 а,и/а,т а» м/ани-и

1/О

О/О

1/1

О/О

О/1

О/Оо/о

255993

Продолжение табл. 2

Регистр регенерации

О/О

1/О

О/О

Последний цикл ал гори тма

Такт III вЂ” 1/1П вЂ” 2 т вЂ” 1

Считывание

Запись

О/О

m+1 т т вЂ” 1

1/О

О/О

О/О ат т/amm

amm вЂ” 1/атт-1

О/О а2т/ 2m а2т-1/a2m-1

0/О а,т/а1т а1т-1/а1т-1 ат вЂ” 1m/aò-1т ат-1m-1/ атвЂ” - 1т вЂ” 1

am-Ь1/ат-1,1

О/0

О/О ат1/ат1 а21/a21 а„/a11

Регистр регенерации

1 О/О 0/О

1/О

О/О O/O

1 при i=m вЂ” /г+1

0 .при i+m вЂ” k+1

Адрес

О... О У+1

0...0 N+2

О... О И+3

0...0 N+4

0...0 N+5

0...0 И+6

0...0 И+7

0...0 N+8

0...0 N+9

Контрольный формирователь Ф17

Контрольный формирователь Ф17 записанной в (т+1)-й линейке ФУ. В тактах

III вЂ” 1, 111 вЂ” 2 в результате сдвига единица в (m+1)-й ячейке передвигается .на один разряд влево. Поэтому во втором цикле алгоритма слово записывается во второй разряд линеек ФУ и так далее.

В такте III-2 контролируется конец преобразования матрицы. Если импульс на выходе контрольного формирователя 17 отсутствует (условно Ф17=0), это значит, что еще не во все разряды линеек ФУ записаны слова-столбцы, т. е. что матрица М записана еще не полностью.

Если в такте III вЂ” 1 сдвигаемая единица выходит за разрядную сетку и подготавливает контрольный формирователь, это значит, что матрица М записана полностью. Поэтому срабатывание формирователя 17 (условно

Ф17=1) фиксирует конец преобразования.

Преобразование может быть выполнено по следующему алгоритму (см. табл. 1).

В соответствии с изложенным содержимое линеек ФУ, реверсивных ключей и регистра регенерации оленяется следующим образом (см. табл. 2).

Для транспонирования матрицы mXm ïîтребуется Зт циклов обращения к ЗУ.

Возможно преобразование неквадратной матрицы mXk при k(m, В этом случае в ячейку т+1 записывается константа А=

30 =а1а2, ..., ат

35 В рассмотренном выше алгоритме в качест:ве счетчика адресов атредполагалось использование .специального счетчика.

Транспонирова ние мат рицы может быть

40 использовано, например, для преобразования информации при выводе на построчную печать.

Рассмотрим .подробнее вывод на построчную печать К-разрядных десятичных чисел в коде 1 из 10, Код 1 из 10 получается ia процессе пре45 образования двоичных чисел в десятичные.

Это,преобразование может выполняться вычислительным устройством на МОЗУ (см. упомянутую заявку) программным путем. Для простоты рассмотрим случай, когда каждый

50 десятичный разряд в коде 1 из 10 записан в отдельную линейку МОЗУ. Все слово хранится в К линейках. Например,.при К=9 число А =517731421 представлено магрицей М:

Путем транспонирования М= (mXk) в ФУ получим М .

255993

Цифра

К=9 раэрядов

М линейки

ФУ

0 0...0

0 О. .0

0 0...0

1 0...0

0 0...0

9 а

ki 0 .. ° 01

Ф,= 0 ...010 й, = 0 ... 0100

2=10 ... О, S

Psg+> вЂ” а, Р, .

Матрицу М можно использовать для построчной печати.

Для этоГо необходимо синхроим пульсами ог цифрового бара бана соответственно считать линейки ФУ (первую,:вторую и т. д.), а сигналы с выхода К усилителей чтения с помощью дополнительного комплекта диодов и формирователя строба подать на входы формирователей, работающих на электромагниты печати. При печати очередной цифры (например, 5) срабатывают электромагниты в тех разрядах, где должна быть эта цифра, что отмечено единицей в транспонированной матрице.

II; Многоканальный счет

Задачу многоканального счета можно представить следующим образом. В некоторый момент времени iso каналам, число которых не должно превышать т, поступает входная информация в виде двоичного символа в каждом канале. Поступившее одноразрядное двоичное число в каждом канале необходимо прибавить к накопленному ранее числу.

Пусть накапливаемые числа записаны в т линеек ФУ в виде слов-столбцов. Таких слов хранится m: а

А,= ап, i=1,2, ...,m.

Эти слова образуют матрицу: ит П-1> m ° ° s 1т

Л= а,а 1,р, ...,а„

Совокупность двоичных символов, поступивших извне по т каналам, обозначим вектором-строкой P,= (P Êï 2 ., Р1). Словастолбцы А> суммируются с соответствующими числами Р, поразрядно. При этом для каждого Разряда выявляются сумма S,; и перенос в следующий разряд Pl,I+1 по следующим логическим формулам:

Первый индекс вЂ” номер .столбца, второй номер строки.

Слово Р, условно можно считать <переносом» в первый разряд.

Рассмотрим алгоритм многоканального счета.

В исходном состоянии в т+1 ячейку ФУ вводится константа Й,=0...1, в т+2, m+3 за. писывается поступившее в регистр регенера ции по входам 24 слово Р1, готовятся форми. рователи строба 1б (сигналом 29) и 10 (сигналом 2б).

25 В :процессе выполнения алгоритма путем сдвигов константа К преобразуется. Обозначим:

j вЂ” текущий номер разряда, к которому при бавляется перенос.

Алгоритмы многоканального суммирования с одноразрядным числом представлен в табл. 3.

В таблице используется способ выполнения логических функций в МОЗУ с линейной,выборкой.

Запись слова В в линейку Х с (V) выполняется следующим образом.

4 В разрядной шине формируется импульс тока +0 5 I, если в соответствующий разряд записывается единица, и О, если записывается нуль. В адресной шине формируется импульс тока +0,5 I. При этом хранимое ранее в линейке X слово А не стирается. В результате после записи слова В в (Х) получим слово

С = СС i ... С,, где С, = a

В линейку Х с (° ) слово В записывается следующим образом.

B разрядных шинах, где b, =1, формируется импульс тока +0,5 I; в адресной шине формируется импульс вЂ” I. Оставшееся в линейке Х слово С удовлетворяет равенству С, = а,b,.

Для .считывания с инверсией в адресной шине формируется им пульс тока +1, устанавливающий все сердечники в единицу. При этом на усилители чтения;полный сигнал поступает

65 лишь в тех разрядах, где записан нуль.

255993

Таблица 3

Реверс. ключи

+at

Регистр регенерации

Операция цепь цепь запи- считыси вания

Pij

О а11 о к, К1

31 а;1

Kj. о к, 22

О ац

О. Рцац

Риац

Рцац Pifll

Рц Va;j

P;gal

Sij (PijVai j .Pij ai j

К. +1

Sij

К1 -О21

-О

К1-ь1

Sij

S;j

Sij

Pjj+I

Kj+r ключом 9.

Pi j+ I

Kf+i

Sij

Pi 1+i

Исходное состояние

Считывание (m+I)-й линейки

ФУ с записью в регистр регенерации и на реверсивные ключи с установкой их в режиме считывания

Запись в (m+1)-ю линейку

Х с (V), подготовка формирователя строба 10

Считывание j-й линейки ФУ

Запись в (m+2) с (), в (m+3) с (V), подготовка формирователя строба 10

Считывание (m+2) с инверсией

Запись в (m+2) с (.), (m+ +3) с (.), подготовка формирователей строб 12, 14

Считывание (т+1)-й линейки и запись в регистр регенерации со сдвигом и на реверсивные ключи с установкой в режим записи.

Запись в (m+ 1)-ю линейку с (V), подготовка формирователя строба 10

1 Считывание (m+3) Запись в j-ю линейку с (V), подготовка формирователя строба 10

Считывание (m+2) с инверсией, контроль условия

" «=0 вЂ” конец

V Pij. i =, О возврат к первому циклу (подго= товка формирователей стробов 10 и 16, подготовка реверсивного ключа (m+1) -й ячейки в режим считывания и записи по входу И

Запись в (m+2) с (.), в (m+3) с (Ч) CC

Я х са

"х а, х х

Содержание линеек фУ

; вЂ” разряд 1=2,2,...,m

1 ш+1 m+2 m+3

К1 Рц ц

255993

14 предварительно транспонированы. Можно показать, что такой способ параллельного суммирования двух групп чисел по сравненшо с нх последовательным суммированием в вычислительном усгройстве на МОЗУ в четыр е вЂ” пять р аз быстрее.

I I I. Ш и ф р а ц и я

Требуется преобразовать код 1 из К (k(m) в некоторый код из двоичных символов:

Код1 из К

0 ... 01=А, 0 ... IО=А2

SmI.Sm-i,i, - Su а„а,, ..., а„=С, а12ам, ° ° а..а = Сз

1 ... ОО=А„ а„а,„,, а, =С, Для выполнения такого преобразования

20 константы С,вЂ”:С„записываются в линейках (1 вЂ”:К) ФУ:

Из таблицы видно, что для преобразования первого разряда числа в коде 1 из К требуются два обращения к МОЗУ.

Таблица 4

Алгоритм преобразования

Реверсивные ключи

Регистр регенерации

Управляющие сигналы

Операция № такта № цикла запись считывание

Исходное состояние

28, 29

Подготовлены формирователи стробов 14, 16

Считывание А; в коде

1 из 1х из МОЗУ с записью на реверсивные ключи 1 вЂ”;.К и установкой их в режим считывания и записи

Подготовка формирователя строба 1д

19, 31

20, 25

А;

Считывание С

Регенерация С; в ФУ возможностей устройства за счет осуществления операции транспонирования матриц двоичных символов, выход каждого усилителя чтения через диод соединен сО входом .подго55 товки соответствующего реверсивного ключа в режиме записи и далее со входом дополнительного формирователя строба, через другой диод вЂ” со входом подготовки реверсивного ключа в режиме счнаывания н далее со входом формирователя строба.

Необходимые импульсы тока в адресных шинах формируются реверсивными ключами 4.

Из приведенной таблицы видно, что для многоканального суммирования с одноразрядными числами требуется от б до бт обращений к МОЗУ.

После цикла суммирования в матрице ФУ записаны числа

SmmSm вЂ” I, m ° ° ° ° S1m

S, Ъ

m,т-l m-1, m-1 е ° ° ° э 1, m-1

Если счет ведется не с нуля, а с некоторых значений, которые хранятся в %+I, У+2, ..., N+m линейках МОЗУ, предварительно следует транспонировать матрицу, образованную этими числами, а затем перейти к многоканальному счету.

Аналогично может быть разработан алгоритм параллельного суммирования двух групп слов (по т чисел в каждой группе). Матрицы, соответствующие каждой группе, должны быть

Предмет изобретения

Вычислительное устройство, содержащее магнитное оперативное запоминающее устройство (МОЗУ), выходы усилителей чтения .которого через диоды подключены к формирователям строба, регистр регенерации, контрольные формирователи и реверсивные ключи, выходы которых соединены с соответствующими адресными шинами МОЗУ, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных

Код из двоичных символов

255993

Составитель В, М. Щеглов

Редактор 8. Б. Федотов Техред Л. Я. Левина Корректор Е. Н. Миронова

Заказ 1676/7 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/6.

Типография, пр. Сапунова, 2

Похожие патенты:

Способ изготовления покрытия // 254892

Блок разъемных сердечников // 253870

Запоминающее устройство // 253143

Способ считывания информации // 253141

Феррорёзонансный триггер1 п // 248770

Постоянное запоминающее устройство // 242970

Дешифратор адресов чисел магнитного запоминающего устройства // 242494

Способ измерения импульсных магнитных параметров ферритоеых плат // 238667

Патент 235402 // 235402

Магнитный деи1ифратор // 207489

Энергонезависимая ячейка памяти // 2215337

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике

Способ стирания записи с магнитного носителя и устройство для его осуществления // 2217816

Изобретение относится к технике стирания записи с магнитных носителей, таких, как жесткие и гибкие диски, магнитооптические диски, магнитные ленты и др