Сумматор
Сумматор (от позднелат. surnmo - складываю, от лат. summa - сумма, итог), основной узел арифметического устройства ЦВМ, посредством которого осуществляется операция сложения чисел. При поразрядном сложении десятичных чисел (например, 157, 68 и 9) складывают сначала цифры разрядов единиц всех слагаемых (7 + 8 + 9); результат, если это однозначное число, записывают в разряд единиц итоговой суммы, если же результат - двузначное число (как в данном примере, 7 + 8 + 9 = 24), то в итог записывают только единицы (4), а десятки (2) переносят (добавляют) в разряд десятков слагаемых (5 + 6 + 2). Затем операция сложения повторяется, но уже над десятками, после этого - над сотнями и т. д., до получения итоговой суммы (234). При поразрядном сложении чисел, представленных в двоичном коде, также складываются цифры слагаемых в данном разряде и к полученному результату прибавляется единица переноса (если она имеется) из младшего разряда. В результате формируются (по правилам сложения в двоичной системе счисления) значения суммы в данном разряде и переноса в старший разряд.
Многоразрядный С. для поразрядного сложения обычно состоит из соответствующим образом соединённых одноразрядных суммирующих устройств. Простейшее из них, часто называют полусумматором (ПС), в случае сложения двоичных чисел может быть собрано, например, из 4 логических элементов (рис. 1): "и" (2 элемента типа совпадений схемы), "или" (вентиль электрический), "не" (инвертор). Схема ПС может видоизменяться в зависимости от используемой системы логических элементов. ПС производит суммирование двух чисел х и у с образованием цифр суммы S и переноса с (см. табл. 1). Однако для реализации многоразрядных С. необходимо иметь суммирующее устройство на 3 входа (для суммирования трёх чисел - слагаемых xi и yi и переноса Ci-1 из младшего разряда), на выходах которого образуется сумма Si и перенос Ci+1 в старший разряд. Работа такого С. отражена в табл. 2, а пример схемы дан на рис. 2. ? Таблица 1???????????????????????????? x y S c 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1
Таблица 2 xi yi ci-1 Si ci+1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1
Существует множество вариантов схемной и элементной реализации С., различающихся системой счисления (двоичные, десятичные, двоично-десятичные и др.), числом входов (2-входовые и 3-входовые), способом обработки многоразрядных чисел (последовательные, параллельные, смешанные), способом организации процесса суммирования (комбинационные, накапливающие), способом организации цепей переноса (с последовательным, сквозным, групповым и одновременным переносом). Выбор варианта С. зависит в основном от того, какая система элементов используется в данной ЦВМ, от требуемого быстродействия и экономичности. Быстродействие С.- один из его важнейших параметров. Поэтому в ЦВМ 3-го поколения для ускорения арифметических операций применяют не одноразрядные С., а групповые, вычисляющие значения суммы и переноса сразу для группы разрядов.
Кроме основной операции - суммирования, большинство С. используется для операций умножения и деления, а также для логических операций (логическое умножение и сложение и др.).
Лит.: Карцев М. А., Арифметика цифровых машин, М., 1969; Каган Б. М., Каневский М. М., Цифровые вычислительные машины и системы, М., 1973; Преснухин Л. Н., Нестеров П. В., Цифровые вычислительные машины, М., 1974.
Л. Н. Столяров.