История вычислительной техники в лицах

1) арифметическое устройство; 2) устройство управления; 3) оперативное запоминающее устройство; 4) устройство ввода; 5) устройство вывода; 6) запоминающее устройство на магнитном барабане.

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

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 возможностьню наращивания до 4096 слов блоками по 512 лов; — оперативное запоминающее устройство команд — 512 слов, с возможностьмо 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 каналпы 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 %. Bpeмя 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 тоока с максимальной амплитудой 2,5 в. Точность преобразования — 3 %. Время вывода — 200 мксек. Четыре канала для вывода цифровой полноразрядной информации иили информации в виде напряжения (по желанию потребителя). Время вывода — 200 мксек. Внешнее устройство ввода-вывода: Преобразование угла поворота вала в код с точностью 0,05 или 0,01 % < (по желанию потребителя) и каналы ввода и преобразования информации i от датчиков вал-код, объединенные в блоки по 8 каналов в каждом. Вреемя преобразования и ввода — 200 мксек. Каналы для ввода и вывода одноразрядной цифровой информации, объединенные в блоки по 40 каналов в каждом. Время ввода и вывода — 200 мксксек. Каналы для ввода и вывода полноразрядной цифровой информации, объединенные в блоки по 8 каналов в каждом. Время ввода и вывода — 200 мкасек. Каналы для ввода информации в виде напряжения постоянного тока, изменяющегося от 0 до -10 в, объединенные в блоки по 32 канала к каждом. Время ввода и преобразования — 300 мксек. Точность преобразования — 0,2 % (те же каналы по желанию потребителя могут быть использованы для ввода информации в виде постоянного тока, изменяющегося в диапазоне 0–5 ма, при этом остальные характеристики сохраняются). Каналы для вывода информации в виде напряжений постоянного или переменного токов (по желанию потребителя) с амплитудой, изменяющейся от -5 до +5 в, объединенные в блоки по 8 каналов в каждом. Точность преобразования — 0,4 %. Время преобразования и вывода — 200 мксек. Каналы для вывода информации в виде напряжения постоянного тока с амплитудой, изменяющейся от 0 до -15 в, объединенные в блоки по 8 каналов в каждом. Точность преобразования — 2 %. Время преобразования и ввода — 200 мксек. Каналы для выдачи управляющих сигналов усилителям шаговых двигателей, объединенные в блоки по 8 каналов с каждом. Каналы для ввода информации в виде напряжения, изменяющегося в диапазоне 0-50 вм. Время преобразования — 32 мсек. Точность преобразования — 0,4 %. К одному преобразователю можно подключить до 16 релейных коммутаторов на 32 канала каждый. Количество каналов — по желанию потребителя, но не должно превышать 2048. Устройство для ввода информации с перфоленты и вывода информации на перфоленту на основе телеграфного аппарата СТА-2М. Устройство печати, использующее электрическую печатающую машинку ЭУМ-23. Автоматическая система прерывания для обеспечения работы в реальном масштабе времени. Количество каналов прерывания до 30 (по желанию потребителя). Генератор циклов для организации работы в реальном масштабе времени и для подсчета количества внешних импульсов. Количество входов — 8.

Электронные часы, показывающие время в часах, минутах и секундах в течение суток.

Перечисленные выше каналы связи машины с управляемым объектом могут наращиваться в количестве, требуемом потребителю, но так, чтобы количество входных каналов не превышало 2048, не считая каналов милливольтовых уровней (это же условие относится и к выходным каналам).