Суматор

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Суматор (adder) — вузол ЕОМ, призначений для утворення суми двох операндів.

{{Загальна характеристика суматорів Суматором називається функціональний вузол комп’ютера, призначений для додавання двох n-розрядних слів (чисел). Операція віднімання замінюється додаванням слів в оберненому або доповню вальному кодах. Операції множення та ділення перетворюються на реалізації багаторазового додавання та зсуву. Тому суматор є важливою частиною арифметично-логічного пристрою. Функція суматора позначається літерами SM або Σ. Суматор складається з окремих схем, які називаються однорозрядними суматорами; вони виконують усі дії з додавання значень однойменних розрядів двох чисел (операндів). Суматори класифікують за такими ознаками: • способом додавання – паралельні, послідовні та паралельно-послідовні; • кількістю вхідних клем – напівсуматори, однорозрядні або багаторозрядні суматори; • організацією зберігання результату додавання – комбінаційні, накопичувальні, комбіновані; • системою числення – позиційні (двійкові, двійково-десяткові, трійкові) та непозиційні, наприклад, у системі залишкових класів; • розрядністю (довжиною) операндів – 8-, 16-, 32-, 64-розрядні; • способом подання від’ємних чисел – в оберненому або доповнювальному кодах, а також їх модифікаціях; • часом додавання – синхронні та асинхронні. У паралельних n-розрядних суматорах значення всіх розрядів операндів поступають одночасно на відповідні входи однорозрядних підсумовуючих схем. У послідовних суматорах значення розрядів операндів та перенесення, які запам’ятовувалися в минулому такті, поступають послідовно в напрямку від молодших розрядів до старших на входи одного одно розрядного суматора. В паралельно-послідовних суматорах числа розбиваються на частини, наприклад, байти, розряди байтів поступають на входи восьми розрядного суматора паралельно (одночасно), а самі байти – послідовно, в напрямку від молодших до старших байтів з врахуванням запам'ятованого перенесення. У комбінаційних суматорах результат операції додавання запам’ятовується в регістр результату. В накопичувальних суматорах процес додавання поєднується зі зберіганням результату. Це пояснюється використанням Т-тригерів як однорозрядних схем додавання. Організація перенесення практично визначає час виконання операції додавання. Послідовні перенесення схемно створюються просто, але є повільнодіючими. Паралельні перенесення схемно реалізуються значно складніше, але дають високу швидкодію. Розрядність суматорів знаходиться в широкому діапазоні 4-16 – для мікро- та мінікомп'ютерів та 32-128 і більше – для універсальних машин. Суматори з постійним інтервалом часу для додавання називаються синхронними. Суматори, в яких інтервал часу для додавання визначається моментом фактичного закінчення операції, називаються асинхронними. В асинхронних суматорах є спеціальні схеми, які визначають фактичний момент закінчення додавання і повідомляють про це в пристрій керування. На практиці переважно використовуються синхронні суматори. Суматори характеризуються такими параметрами: • швидкодією – часом виконання операції додавання tΣ, який відраховується від початку подачі операндів до одержання результату; нерідко швидкодія характеризується кількістю додавань в секунду FΣ = 1/ tΣ, тут розуміємо операції регістр-регістр (тобто числа зберігаються в регістрах АЛП); • апаратурними затратами: вартість одно розрядної схеми додавання визначається загальною кількістю логічних входів використаних елементів; вартість багато розрядного суматора визначається загальною кількістю використаних мікросхем; • споживаною потужністю. }}