|
параллельного сложения кодов чисел сразу по всем разрядам имел столько
одноразрядных сумматоров, сколько двоичных разрядов содержал код числа.
Складываемые числа A и B поступали в сумматор из запоминающих устройств и
сохранялись там с помощью триггеров. Регистры также состояли из ряда
соединенных между собой триггеров T1, T2, T3, Т'1, Т'2 и т.д., в которые код
числа подавался из записывающего устройства параллельно для всех разрядов.
Каждый триггер хранил код одного разряда, так что для хранения числа, имеющего
n двоичных разрядов, требовалось n электронных реле. Коды чисел, хранящиеся в
регистрах, складывались одновременно по каждому разряду с помощью сумматоров S1,
S2, S3 и т.д., число которых было равно числу разрядов. Каждый одноразрядный
сумматор имел три входа. На первый и второй входы подавались коды чисел A и B
одного разряда. Третий вход служил для передачи кода переноса из предыдущего
разряда.
В результате сложения кодов данного разряда на выходной шине сумматора
получался код суммы, а на шине «перенос» код "1" или "0" для переноса в
следующий разряд. Пусть, например, требовалось сложить два числа A=5 (в
двоичном коде 0101) и B=3 (в двоичном коде 0011). При параллельном сложении
этих чисел на входы A1, A2 и A3 сумматора соответственно подавались коды A1=1,
A2=0, A3=1, A4=0 и B1=1, B2=1, B3=0, B4=0. В результате суммирования кодов
первого разряда в сумматоре S1 получим 1+1=0 и код переноса "1" в следующий
разряд. Сумматор S2 суммировал три кода: коды A2, B2 и код переноса из
предыдущего сумматора S1. В результате получим 0+1+1=0 и код "1" переноса в
следующий третий разряд.
Сумматор S3 складывает коды третьего разряда чисел A и B и код переноса
"1" из второго разряда, то есть будем иметь 1+0+1=0 и снова перенос в следующий
четвертый разряд. В итоге сложения на шинах «сумма» получим код 1000, что
соответствует числу 8.
В 1951 году Джой Форрестер внес важное усовершенствование в устройство
ЭВМ, запатентовав память на магнитных сердечниках, которые могли запоминать и
хранить сколь угодно долго поданные на них импульсы.
Сердечники изготовляли из феррита, который получался смешением окиси
железа с другими примесями. На сердечнике имелось три обмотки. Обмотки 1 и 2
служили для намагничивания сердечника в том или ином направлении с помощью
подачи на них импульсов различной полярности. Обмотка 3 являлась обмоткой
выхода ячейки, в которой индуцировался ток при перемагничивании сердечника. В
каждом сердечнике путем его намагничивания хранилась запись одного импульса,
соответствующая одному разряду какогонибудь числа. Из сердечников, соединенных
в определенном порядке, всегда можно было с большой скоростью выбрать нужное
число. Так, если через обмотку сердечника подавали положительный сигнал, то
сердечник намагничивается положительно, при отрицательном сигнале
намагничивание было отрицательным. Таким образом, состояние сердечника
характеризовалось записанным сигналом. При считывании через обмотку подавался
сигнал определенной полярности, например положительный. Если перед этим
сердечник был намагничен отрицательно, то происходило его перемагничивание — и
в выходной обмотке (по закону электромагнитной индукции) возникал электрический
ток, который усиливался усилителем. Если же сердечник был намагничен
положительно, то изменения его состояния не происходило — и в выходной обмотке
электрический сигнал не возникал. После выборки кода необходимо было
восстановить первоначальное состояние сердечника, что и осуществлялось
специальной схемой. Этот вид запоминающего устройства позволял производить
выборку чисел за несколько микросекунд.
Большие объемы информации хранились на внешнем носителе, например на
магнитной ленте. Запись электрических импульсов здесь была аналогична записи
звука на магнитофон: через магнитные головки пропускали импульсы тока, которые
намагничивали соответствующие места проходившей ленты. При считывании поле
остаточного намагничивания, проходя под головками, наводило в них электрические
сигналы, которые усиливались и поступали в машину. Точно так же информация
записывалась на магнитный барабан, покрытый ферромагнитным материалом. В этом
случае информацию можно было найти быстрее.
87. ТРАНЗИСТОР
Изобретение в конце 40х годов XX века транзистора стало одной из
крупнейших вех в истории электроники. Электронные лампы, которые до этого в
течение долгого времени были непременным и главнейшим элементом всех радио — и
электронных устройств, имели много недостатков. По мере усложнения
радиоаппаратуры и повышения общих требований к ней, эти недостатки ощущались
все острее. К ним нужно отнести прежде всего механическую непрочность ламп,
малый срок их службы, большие габариты, невысокий КПД изза больших тепловых
потерь на аноде. Поэтому, когда на смену вакуумным лампам во второй половине XX
века пришли полупроводниковые элементы, не обладавшие ни одним из перечисленных
изъянов, в радиотехнике и электронике произошел настоящий переворот.
Надо сказать, что полупроводники далеко не сразу открыли перед человеком
свои замечательные свойства. Долгое время в электротехнике использовались
исключительно проводники и диэлектрики. Большая группа материалов, занимавших
промежуточное положение между ними, не находила никакого применения, и лишь
отдельные исследователи, изучая природу электричества, время от времени
проявляли интерес к их электрическим свойствам. Так, в 1874 году Браун
обнаружил явление выпрямления тока в месте контакта свинца и пирита и создал
первый кристаллический детектор. Другими исследователями было установлено, что
|
|