Устройство для сложения-вычитания десятичных чисел

 

332459

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Соввтваи

Социалисти1есва

Республик

За висимое от от. свидетельства №

Заявлено 17.V1.1967 (№ 1167688/26-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14Л1!.1972. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 25.IV.1972

М. Кл. G 06f 7/50

Комитет по делаю иаасретвний и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.325.5 (088.8) Авторы изобретения

В. Я. Пыхтин, А. Н. Василевский и P. А. Реморо

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛО)КЕН ИЯ-ВЫЧИТАН ИЯ

ДЕСЯТИЧНЫХ ЧИСЕЛ

Устройство может быть использовано в арифметических устройствах электронных вычислительных машин.

Известны устройства для сложения-вычитания десятичных чисел, выполненные на сумматоре с разбиением его на тетради, сложение,в которых выполняется в два этапа: на первом этапе определяются нескорректированные коды групповых сумм и на основании наличия межгрупповых переносов и значений нескорректированных групповых суммкоды их корректировки, а на втором этапе получают скорректированную сумму как результат сложения полученных кодов групповых сумм и корректировок.

Предлатаемое устройство позволяет просто и с наименьшей затратой оборудования и времени решить проблему получения о братного кода десятичного числа и применить новый способ коррекции, упрощающий и ускоряющий алгоритм десятичного сложения.

В рассматриваемом устрокстве предлатается перед исполнением операции сложения (вычитания) двух десятичных чисел исключить непосредственный перевод отрицательного десятичного числа в обратный код. Вместо обратного кода отрицательного числа берется его инверсия (поразрядное дополнение до 15): — Я=15 — Д= (9 — Д) +6, т. е. число будет участвовать в операции с избытком 6.

В этом случае десятичный перенос легко осуществляется с,помощью переноса из самого старшего раз ряда двоичного представления десятичного разряда, т. е. операция

5 сложения над числами производится целиком по правилам двоичной арифметики. Коррекция положительного результата (прямой код) в десятичных разрядах, где возник перенос, происходит автоматически (вместо «10»

10 переносится «16», т. е. исключаются шесть избыточных единиц); из десятичных разрядов, где не возник перенос, необходимо вычесть избыточные шесть единиц.

Вычитание шести (0110) заменяется при15 бавлением десяти (1010) по модулю шестнадцать (игнорируется единица переноса в соседний старший, разряд) .

Если результат получился отрицательный, его нобходимо проинвертировать. Перед ин20 вертированием результата в тех разрядах, где,возник перенос, необходимо произвести коррекцию — прибавить шесть (0110), так как перенос в этом случае равносилен вычитанию «16» вместо «10». Последующее инвер25 тирование автоматически исключает избыточные шесть единиц, которые были введены инвертированием в начале о перации. Так, например, складываем А+ (— В), где А и В— десятичные одноразрядные числа. Резуль50 тат — отрицательный. Имеем: А+ (B) инв. =

=А-+- (15 — В) = (А —, (15 — В) ) инв. =15 — 4+ -(15 — В) = — Л-(-В = (Л- -(— В) ).

332459

Таким образом, в этом алгоритме совмещается перевод числа в обратный код с коррекцией,результата двоичного сложения.

Для чисел с одинаковыми знаками предлагается производить операцию в прямом коде и для отрицательных чисел, чтобы избежать введения дополнительного десятичного разряда,в случае переполнения с целью сохранения верного знака результата и применения однотипной коррекции.

Коррекция в этом случае такая же, как и п ри операциях над положительными числами, т. е. прибавляется шесть в тех разрядах,,где возник перенос или где числа )9. В этом случае перед операцией знаки гасятся, знак результата запоминается, Переполнение фиксируется знаковыми разрядами сумматора, т. е. используются цепи двоичной арифметики.

Примеры:

1. 19 — 88= — 69 (11.0110.1001)

+ 00.0001.1001

11.1000.1000 а) инвертирование (— 88) 11.0111.0111 б) операция

+ 00,0001.1001

11.0111.0111 в) 11.1001.0000

0110 — коррекция

11.1001.0110

r) 11.0110.1001 — инвертирование

2. — 19 + 88 = 69 (00.0110.1001)

11. 0001. 1001

00.1000,1000 а) инвертирование (— 19) — >- 11.1110.0110 б) операция + 11.1110.0110

00.1000.1000 — 00.0110. 1110

00.0110, 1111

1010 — коррекция

00.0110.1001

3. — 19 — 88 = — 107 (11.0001.0000.0111) а) операция 00.0001.1001 Знаки операн00.1000.1000 дов гасятся, 00.1010.0001 знак результа0110.0110 та запоминает1

01.0000.0111 ся

Фиксируется переполнение

На фиг. 1 схематично изображен алгоритм выполнения операций устройством для сложения (вычитания) десятичных чисел; на фиг. 2 — схема для сложения (вычитания) десятичных чисел.

В предлагаемой схеме двоично-десятичного сумматора используются все цепи двоичного

4 регистра с небольшим добавлением оборудования, учитывающим специфику вы полнения операций десятичной арифметики.

Схема содержит: а) триггер знака сумматора 1 и сгруппированные потетрадно триггеры двоичных разрядов сумматора — тетрады 2,—,позволяющие представить десятичный разряд в коде

«8421»; б) триггер знака двоичного регистра 8 и триггеры тетрад 4 двоичного регистра; в) схему двоичного сложения, содержащую вентили 5 и шину б сигнала двоичного сложения; г) схему десятичного переноса, состоящую из триггеров 7 запоминания десятичного переноса и вентилей 8 запрета десятичного переноса при коррекции «1010»; д) схему коррекции «0110», состоящую из вентилей 9 и шины 10 сигнала коррекции

«0110»; е) схему коррекции «1010», состоящую из вентилей 11 и шины 12 сигнала коррекции

«1010»; ж) схему образования сигналов коррекции, состоящую из триггера 18 анализа одинаковых знаков. первой потенциальной схемы совпадения 14, организующей потенциал коррекции «1010», инвертора 15, выдающего потенциал коррекции «0110», .вентилей 16 и 17, шины 18 сигнала кор рекции; з) схему запоминания знака результата, состоящую из триггера 19 запоминания знака результата, вентиля 20, второй потенциальной схемы совпадения 21 и шины 22 сигнала передачи знака результата; и) шину 28 потенциала коррекции «0110»; к) шину 24 переноса соответствующей тетрады.

Единичный выход триггера 18 анализа одинаковых знаков подключен на вход потенциальной схемы совпадения 14, второй вход которой соединен с нулевым выходом триггера 1 знака сумматора; нулевой выход триггера 18 соединен с одним из входов потенциальной схемы совпадения 21, второй вход которой соединен с единичным выходом триггера 1 знака сумматора, а выход — с потенциальны м,входом вентиля 20, на импульсный вход которого подключена шина 22 сигнала передачи знака результата; выход вентиля

20 соединен с единичным входом триггера 19 запоминания знака результата. Выход потенциальной схемы совпадения 14 соединен со входом вентиля 1б, импульсный вход которого соединен с шиной 18 сигнала коррекции; выход вентиля 1б соединен шиной 12 сигнала коррекции «1010» с импульсными входами вентилей 11 потенциальные входы которых соединены с нулевыми выходами триггеров

7 запоминания десятичного лереноса, выходы вентилей 11 соединены с единичными входами триггеров тетрад 4 двоичного регистра.

На вторые единичные входы триггеров тетрад

4 двоичного регистра подключены импульс332459

15 ные выходы вентилей 9, потенциальные входы которых соединены с единичными выходами триггеров 7 запоминания десятичного переноса, а импульсные соединены шиной 10 коррекции «0110» с выходом вентиля 17; импульсный вход .вентиля 17 соединен с шиной

18 сигнала коррекции, а потенциальный вход его соединен с шиной 28 потенциала коррекции «0110» с выходом инвертора 15, на вход которого подключен выход потенциальной схемы сов падения 14.

Шина б сигнала двоичного сложения соединена с импульсными входами вентилей 5, потенциальные входы которых подключены к единичным выходам триггеров тетрад 4 двоичного регистра; выходы вентилей 5 соединены с одним из единичных входов триггеров тетрад 2 сумматора; на вторые единичные входы этих триггеров подключены выходы с вентилей 8, потенциальные входы которых соединены шиной 28 потенциала коррекции

«0110» с выходом инвертора 15, а импульсные — с шиной 24 переноса соответствующей тетрады и с единичными входами триггеров 7 запоминания десятичного переноса.

Прием и выдача операндов в регистры сумматора может осуществляться по любой из известных схем приема и выдачи чисел.

Перед началом операции сложения (вычитания) анализируются знаки принятых в регистры операндов. При н а личин одинаковых знаков операндов последние гасятся, а знак запоминается в специальном триггере 19 при подаче сигнала запоминания знака результата на вентиль 20. При разных знаках операндов триггер 18 анализа одинаковых знаков устанавливается в единичное состояние. Отрицательное число перед началом о перации инвертируется.

Сигнал двоичного сложения по шине б подается на вентили 5 и в случае высокого потенциала единичного выхода триггера тетрад

4 двоичного регистра поступает на единичный вход соответствующего триггера тетрад 2 сумматора. В случае образования десятичного переноса в тетраде 2 сигнал переноса по шине 24 устанавливает в единичное состояние соответствующий триггер переноса 7.

В зависимости от знака результата и состояния триггера 18 анализа одинаковых знаков вырабатываются потенциалы коррекции:

«1010» — потенциальной схемой совпадения

14 или «0110» — инвертором 15. Поступающий после двоичного сложения сигнал коррекции по шине 18 опрашивает вентили 1б и

17. В случае высокого потенциала на потенциальной схеме совпадения 14 вырабатывается сигнал коррекции «1010», который по шине 12 поступает на импульсные входы вентилей 11 и при- наличии высокого потенциала нулевого выхода триггера 7 корректирует значение соответствующей тетрады на величину 1010. Возникающий в корректируемой тетраде перенос - игнорируется: сигнал переноса по шине 24 не пропускается вентилем

ЗО

8 из-за низкого уровня на потенциальном входе этого вентиля от инвертора 15.

При низком потенциале на схеме соьпадения 14 вентиль 17, высокий уровень на потенциальном входе которого обеспечивается инвертором 15, вырабатывает сигнал коррекции «0110». Этот сигнал по шине 10 опрашивает вентили 9 и при наличии высокого уровня на потенциальном входе — высокий потенциал единичного выхода триггера 7 запоминания переноса — корректирует «0110» в соответствующей тетраде.

Отрицательный результат при единичном состоянии триггера анализа одинаковых знаков 18 инвертируется.

Предмет изобретения

Устройство для сложения-вычитания десятичных чисел, содержащее регистр одного числа со знаковым разрядом и с разбиением на тетрады, схемы запоминания переносов, схему запоминания знака результата, вентили коррекции, отличающееся тем, что, сцелью совмещения перевода чисел в обратный код с коррекцией результата и совмещения в одном устройстве двоичного и двоично-десятичного сумматоров, шина сигнала двоичного сложения соединена с импульсными входами вентилей двоичного сложения, потенциальные входы которых подключены к единичным выходам триггеров тетрад регистра, а выходы их соединены с одним из единичных входов триггеров тетрад сумматора, вторые единичные входы этих триггеров соединены с выходами вентилей запрета десятичного переноса при коррекции «1010», потенциальные входы которых подсоединены к выходу инвертора коррекции «0110», шины переноса от каждой тетрады соединены так>ке с единичными входами триггеров запоминания десятичного переноса, выходы триггеров запоминания десятичного переноса соединены с управляющими входами вентилей коррекции; единичные — с

:вентилями коррекции «0110», а нулевые — с вентилями коррекции «1010»; импульсные входы вентилей коррекции «1010» соединены через вентиль с выходом первой схемы совпадения, а импульсные входы вентилей коррекции «0110» — через вентиль к инвертору, на вход которого,подключен выход первой схемы совпадения, входы первой схемы совпадения соединены: один — с нулсвым BbIYQдом триггера знака сумматора, другой — с единичным выходом триггера анализа одинаковых знаков, нулевой выход триггера анализа одинаковых знаков соединен с одним из входов второй схемы совпадения, другой вход второй схемы совпадения соединен с единичным выходом триггера знака сумматора, а выход второй схемы совпадения подключен к потенциальному входу вентиля передачи знака, импульсный вход которого соединен с шиной сигнала передачи знака результата, а выход — с единичным входом триггера знака результата.

332459

Hem

1Ин3ертиро ание оп рицотепьного испо

2 ДЯвицное сп общение нак резцльтата ф г

em оррещия, 1 розряоах, гае непа переноса, с игнорирооанием переноса от коррес иии

4 иг. 1

Фиг Г

Составитель И. Долгушева

Техред А Камышникова Корректор T. Китаева

Редактор Б. Федотов

Заказ 10)8/9 Изд. № 358 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

1 апоминание знака результата, гашение знокоа ооииное сложение оррекция. 011й о те розрябы, Ие есть перенос ипи сумма 1й

1/6рре а ия „й11й разрядах, еое ес пь перенос. .ййоертироооние резупь тата