СУММАТОР

СУММАТОР (от позднелат. summo
-складываю, от лат. summa - сумма, итог), осн. узел арифметического
устройства ЦВМ, посредством к-рого осуществляется операция сложения
чисел. При поразрядном сложении десятичных чисел (напр., 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.

Рис. 1. Схема полусумматора: x,
у - слагаемые; S - сумма; с - перенос в старший разряд.

Простейшее из них, часто наз. полусумматором
(ПС), в случае сложения двоичных чисел может быть собрано, напр., 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 логич. элементов.
ПС производит суммирование двух чисел x и у
с образованием
цифр суммы S и переноса c
(см.
табл. 1). Однако для реализации многоразрядных С. необходимо иметь суммирующее
устройство на 3 входа (для суммирования трёх чисел -слагаемых
xy), на
выходах к-рого образуется сумма Si и перенос
c(+i в старший разряд.
Работа такого С. отражена в табл. 2, а пример схемы дан на рис. 2.

Таблица 1

Таблица 2

Рис. 2. Схема сумматора на 3 входа
из двух полусумматоров (ПС) и элемента "или"; x- слагаемые; сSi
- сумма; с.

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
арифметич. операций применяют не одноразрядные С., а групповые, вычисляющие
значения суммы и переноса сразу для группы разрядов.

Кроме осн. операции - суммирования,
большинство С. используется для операций умножения и деления, а также для
логических операций (логич. 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. H., Нестеров П. В., Цифровые вычислительные
машины, М., 1974. Л.Н.Столяров.