Сигнал о некоторых понятиях кибернетики - Полетаев И.А.
Скачать (прямая ссылка):
Следует упомянуть о том, что числа в машине могут быть представлены различными способами. В регистре, имеющем, например, 40 двоичных разрядов, можно каждый разряд регистра закрепить за определенным разрядом числа. В этом случае, скажем, разряд единиц будет всегда
191
фиксироваться на одном и том же триггере. Такой способ записи называется записью с фиксированной запятой. Его преимуществом является простота выполнения элементарных операций сложения и вычитания чисел, которые производятся так, как описано выше. Недостатком этого способа записи является то, что он ограничивает число значащих разрядов и вынуждает прибегать к округлениям. Другим способом записи является запись с пла-
Рис. 7.21. Схема преобразователя.
Преобразователь выдает напряжение на выходиой шине с номером, равным числу, поданному иа входы в виде двоичной поразрядной записи. Например, перевод всех входных переключателей в верхнее положение (положение /) вызывает появление напряжения только на выходиой шине 7. Схема может служить для преобразования двоичных чисел в восьмеричные.
вающей запятой. При этом записывается максимальное число разрядов независимо от порядка числа, причем первая значащая цифра ставится сразу после запятой, а порядок числа записывается отдельно. В этом случае перед сложением двух чисел требуется дополнительная операция «выравнивания порядков», что является недостатком этого способа. Его достоинство — в большой точности записи.
Следующая таблица дает представление об этих двух формах записи различных чисел. Для простоты число разрядов взято равным 6 и числа записаны в десятичной системе счисления.
192
Число Запись с фиксирован Запись с плавающей запя
ной запятой той
3571,25 3571,25 0,357125-104
357,125 0357,18 0,357125* 103
35,7125 0035,71 0,357125-102
3,57125 0003,57 0,357125-101
0,357125 0000,36 0,357125»10°
0,00357125 0000,00 0,357125-10-2
Устаиовка входного переключателя в одно на восьми положений вызывает появление иа выходных шинах напряжений, изображающих в двоичной записи иомер
положения переключателя.
Управление и память
Электронные машины позволяют вести расчеты с огромной быстротой не только потому, что скорость вычислений в них высока, но еще и потому, что в них все промежуточные операции, необходимые при решении задачи, производятся автоматически с большой скоростью. К числу таких операций относятся: запись промежуточных резуль--
13 И. А. Полетаев 193
татов вычислений, подача исходных данных и промежуточных результатов для последующих вычислений, установка порядка операций, выбор необходимых данных и т. д. Все решение задачи от начала до конца идет самостоятельно, без участия человека, и с большой скоростью.
Такая полностью автоматическая работа достигается в результате того, что схема машины с каждым тактом ее работы изменяется, в ней производятся переключения с помощью устройств типа схемы совпадений, которые заставляют машину переключаться с одного действия на другое. Переключения производятся специальным управляющим устройством, встроенным в машину и работающим по заданной ему оператором программе. Управляющее устройство командует всеми узлами рабочей части машины, заставляя их посредством переключений в очень короткое время перестраиваться для выполнения новой операции.
Наличие управляющего устройства, которое воздействует на вентили в различных узлах машины, приводит к тому, что машина оказывается способной выполнять различные операции. Для каждой операции управляющее устройство меняет схему машины, отпирая одни и запирая другие шины. Оно, таким образом, воздействует на структуру машины, изменяя ее для каждой операции. При этом установленная данной командой управляющего устройства схема операции однозначно соответствует этой операции и только ей. Команда управляющего устройства представляет собой такие же импульсы напряжения, как и те, которые представляют числовые данные; поэтому команды могут быть также записаны условно в виде числа в двоичной системе счисления. Команды передаются по особым шинам, но хранятся в записанном виде в таких же устройствах памяти, в каких хранятся и числовые данные задачи.
Кроме арифметического устройства и устройства управления, в машине обязательно имеются устройства «памяти» или запоминающие устройства, а также устройства ввода и вывода данных.
Запоминающее устройство обычно бывает двух видов: оперативное (или внутреннее) и внешнее. Первое обладает небольшой емкостью, но является быстродействующим; записать число и снять число можно за короткое время. Второе обладает большой емкостью, но требует большего времени для считывания. Требования быстродействия и большой емкости технически противоречивы, и потому приходится идти на такое разделение устройств памяти.