Файл: Караваев, Н. И. Электронные цифровые вычислительные машины и программирование учеб. пособие.pdf

- 9 -

-при умножении - не менее 15 верных десятичных раз­ рядов ;

-при делении и извлечении квадратного корня - не

менее 13 верных десятичных разрядов;

-при вычислении sinx.coSXне менее 10-12 верных десятичных разрядов;

-при вычислении asctgx -точность не хуже 0,013 секунды.

Стационарные геодеяические части в настоящее время

производят вычисления с помощью современных универсальных электронных вычислительных машин большой производитель­ ности. Это позволяет в короткие сроки производить уравни­ вание обширных геодезических сетей. Характеристики одной из таких машин /М-220/ приведены в таблице 1 .

Поступает электронная вычислительная техника и на вооружение полевых частей. Это специализированная топо­ графическая электронная машина. Она способна решать целый ряд геодезических и астрономических задач с большой скоростью. Применение этой машины существенно ускорило обработку полевых наблюдений. Есть все основания полагать, что ЭВМ в частях ВТС будут нвходить все более широкое применение. Будут совершенствоваться как сами вычислитель­ ные средства, так и методы их использования.

Рассмотрим вкратце принцип работы ЭЦВМ.

При решении любой задачи цифровые вычислительные машины производят операции над числами, представленными в виде последовательности цифр. Для изображения каждой

цифры применяются элементы, которые могут находиться в од­ ном иа нескольких устойчивых состояний. Например, цифре 1 ставится в соответствие закрытая электронная лампа или замкнутые контакты реле, а цифра 0 - открытая электрон­ ная лампа или разомкнутые контакты реле. Для изображения числа используется набор таких элементов.

Решение задач на цифровой вычислительной машине о с ­ новывается на численных методах, которые позволяют свести

- 11 -

Основу арифметического устройства составляет сумматор, вы­ полняющий операцию сложения, все другие операции чаще все­

программы решения задачи. Обычно запоминающее устройство состоит из двух отдельных устройств: внутреннего, или опе­ ративного запоминающего устройства /ОЗУ/, и внешнего запо­ минающего устройства.

Внутреннее запоминающее устройство обычно хранит толь­ ко те данные, которые необходимы для ближайшего ряда вы­ числений. Внутреннее ОЗУ имеет высокое быстродействие и относительно небольшую емкость. Внешнее запоминающее уст­ ройство обладает практически неограниченной емкостью, но быстродействие его значительно меньше, чем оперативного ЗУ. Внешнее ЗУ является резервом для внутреннего ЗУ и не­ посредственно в вычислениях не участвует. При решении за­ дачи иифо чащ'.я с внешнего запоминающего устройства груп­ пами передается в ОЗУ машины. Для согласования работы опе­ ративного и внешнего ЗУ и ускорения обмена информацией между ними в некоторых универсальных ЭЦВМ используется промежуточное /буферное/ запоминающее устройство. По своим характеристикам /быстродействию и емкости/ буферное ЗУ за­ нимает промежуточное место между внешним и оперативным запоминающими устройствами.

В специализированных ЭЦВМ /и некоторых универсальных/ используются долгоаременные запоминающие устройства /ДЗУ/. Долговременные запоминающие устройства предназначены для

памяти. Каждой ячейке памяти присваивается определенный номер; номер ячейки памяти называется адресом.

ответствии с заданной программой. Устройство управления обеспечивает:

-автоматический ввод информации в ЭЦВМ и вывод резуль­ татов ;

-обращение к запоминающему устройству и обмен информа­ цией между устройствами машины;

-управление выполнением операций;

-задание временного ритма работы машины.

Составной частью устройства управления является пульт ручного управления и сигнализации /пульт управления/. Пульт управления предназначен для пуска и останова машины и контроля за ходом решения задачи. Используя элементы, расположенные на пульте управления, можно осуществлять контроль за работой устройств машины и проверить правиль­

электрические сигналы и передачи в запоминающее устройст­

зования числового материала, представленного в виде элек­ трических сигналов, к виду, удобному для дальнейшего ис­ пользования. В универсальных ЭЦВМ результаты решения за­ дачи печатаются с помощью цифропечатающих устройств или выдаются в виде пробивок на перфокартах. В специализиро­ ванных ЭЦВМ результаты могут быть выданы на печать, высве­ чены на световом табло или представлены в виде управляю­ щих сигналов.

При решении задачи очередность операций, выполняемых машиной, определяется программой.

П р о г р а м м а - последовательность команд, обес­ печивающая автоматическое выполнение операций при реше­ нии задачи.

-13 -

Ко м а н д а - информация, представленная специаль­ ным числом и определяющая, какую операцию и над какими числами должна выполнить машина. В общем случае команда состоит из нескольких групп цифр. Одна группа является ко­ дом операции и определяет характер /или вид/ операции; другие группы цифр являются адресами и указывают, из ка­ ких ячеек памяти необходимо взять числа для выполнения операции и куда направить результат.

Команды программы хранятся в запоминающем устройстве машины так же, как и обычные числа, т . е . каждая команда в определенной ячейке памяти. Из запоминающего устройства команды в определенной последовательности выдаются в уст­ ройство управления.

Очередная команда в устройстве управления расшифро­ вывается и поступает на те устройства машины, которые при­ нимает участие в ее выполнении. В соответствии с адресами, ухааанншш в каманде, из запоминающего устройства выбира­ ется числа и поступают, например, в арифметическое устрой­ ства, в камрам над числами производится операция, опре­ деляемая кедам операции. Результат операции поступает снева в запоминающее устройство, в ячейку, номер которой усаран в соответствующем адресе команды. На этом ааканчивается выполнение данной команды, и устройство управления навлекает и» памяти машины следующую команду. Такова сущ­ ность пшянцмата программного управления, который лежит в основе соввлмемыых цифровых вычислительных машин.

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ ОСНОВНЫЕ УСТРОЙСТВА ЭЦВМ И ПРИНЦИП ИХ ДЕЙСТВИЯ

Г Л А В А 1

АРИФМЕТИЧЕСКИЕ И ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН

$ 1 . 1 . СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ЭЦВМ

Понятие о позиционных системах счисления

Системой счисления называется способ изображения чи­ сел с помощью цифровых знаков /цифр/, выражающих опреде­ ленные количественные понятия.

В настоящее время наибольшее распространение получи­ ли п о з и ц и о н н ы е системы счисления. В позицион­ ных системах счисления значения цифр зависят от их места /повиции/ при записи числа. Например, в десятичной сис­ теме счисления при записи числа 3773 крайняя справа циф­ ра 3 означает три единицы, а крайняя слева - три тысячи; вторая справа цифра 7 означает семь десятков, а вторая слева - семь сотен. Количество различных цифр, используе­ мых в данной системе счисления для изображения чисел, на­ зывается основанием системы. Основание системы счисления является целым положительным числом, большим единицы.

При записи числа каждая цифра записывается на определен­ ном месте /позиции/. Каждая позиция, с присвоенным ей порядковым номером, называется разрядом числа. В пози­ ционной системе счисления каждому разряду присваивается определенный вес. Для определения значения числа необхо­ димо цифру каждого разряда умножить на соояветствующий данному разряду вес и просуммировать полученные произве­ дения.