Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Методы ускорения выполнения операций используются либо в элементарных операциях, либо в полных операциях арифметического устройства. Особенно результативно ускорение элементарной операции суммирования, потому что она большей частью входит в алгебраическое сложение или вычитание, деление, умножение и др.

В последовательных арифметических устройствах ускорение суммирования получается переходом к последовательно-параллельным схемам; соответственно в параллельных – использованием схем, применяющих статистический характер переносов, схем «с мгновенным переносом» и т. п. Наиболее изучены методы ускорения умножения. В последовательных приспособлениях они базируются главным образом на введении дополнительных сумматоров, которые позволяют одновременно суммировать несколько частичных произведений; в пределе наличие n сумматоров последовательного типа (или n/2 логических схем и сумматоров) позволяет произвести умножение за 2 n тактов. В параллельных арифметических устройствах используются методы ускорения умножения аппаратные и логические 1-го и 2-го порядка. Логические методы базируются на модификации множителя; увеличение количества аппаратуры при их применении касается только местного устройства управления и не зависит от числа разрядов в перемножаемых числах; практический и теоретический предел возможностей логических методов – уменьшение среднего числа суммирований при осуществлении одного умножения до 1/3 на каждый двоичный разряд множителя. Аппаратные методы 1-го порядка базируются на введении вспомогательных сумматоров, вспомогательных цепей запоминания переносов или замещении цепей сдвига цепями деления и умножения на особые множители; количество вспомогательного оборудования пропорционально количеству разрядов; число тактов суммирования в процессе умножения трансцендентно может быть уменьшено до одного (независимо от числа разрядов множителя), однако в действительности этот предел не достижим. Аппаратные методы 2-го порядка базируются на построении пирамид сумматоров; объем оборудования пропорционален квадрату количества разрядов, время умножения равносильно 2—3 тактам суммирования. Подобные методы разрабатываются для ускорения операции деления.

Главные тенденции в развитии арифметических устройств связаны с использованием микроэлектроники. Вследствие чего применяются матричные схемы для прямого суммирования и умножения десятичных цифр, параллельно-параллельные и сверхпараллельные сумматоры, аппаратные методы 2-го порядка для ускорения деления и умножения, другими словами, построения с большим числом повторяющихся элементов и систематическими связями между ними. Ищутся также новые способы кодирования чисел, которые упрощают выполнение операций, иные методы ускорения операций, исправления ошибок и аппаратного контроля. При этом ставятся цели повышения быстродействия, увеличения надежности, уменьшения стоимости потребляемой мощности и габаритов.

Арифмометр – настольная вычислительная машина, предназначенная для выполнения арифметических действий. Машина для математических вычислений была сконструирована Б. Паскалем в 1641 г., тем не менее первую действующую машину, выполняющую 4 математических действия, сконструировал немецкий часовой мастер Ган в 1790 г. Петербургский механик В. Т. Однер в 1890 г. начал изготовление русских счетных машин, ставших прообразом последующих моделей арифмометров.

Арифмометр.

Арифмометр оснащен механизмом, предназначенным для установки и передачи чисел в счетчик, счетчиком результата, счетчиком оборотов, устройством для сброса результата, электрическим или ручным приводом. Он наиболее эффективен при осуществлении операций деления и умножения.

С развитием вычислительной техники арифмометры заменяются более современными клавишными вычислительными машинами.

Бареттер – стабилизатор силы тока, устройство в виде заполненного водородом стеклянного сосуда, внутри которого размещена тонкая железная проволока, другими словами нить. Сила электрического тока, протекающего по ней, остается стабильной в некоторых пределах при перемене на ее концах электрического напряжения. Бареттер используют в радиоэлектронных устройствах.

Видеоадаптер – электронная плата, обрабатывающая видеоданные (графику и текст) и управляющая работой дисплея. Он задает количество цветов и разрешающую способность дисплея.

Видеоадаптер имеет в своем составе видеопамять, модуль BIOS и регистры ввода-вывода. Устройство подает в дисплей сигналы развертки изображения и сигналы управления яркостью лучей.

Винчестер – накопитель на жестком магнитном диске (дисках), являющийся основой постоянной внешней памяти ПК. Состоит из трех частей: в состав первой входят один либо несколько дисков, на магнитную поверхность которых наносятся данные; второй блок представляет собой механическое устройство, предназначенное для перемещения считывающих головок и вращения дисков; третий блок – это электроника, которая управляет обработкой данных механическим устройством.

Вычислительная машина – устройство либо совокупность устройств, которые предназначены для автоматизации и механизации процесса обработки информации (вычислений).

В соответствии с применяемой формой представления информации машины можно разделить на два класса: дискретного действия – цифровые и непрерывного действия – аналоговые.

Из-за универсальности цифровой формы представления информации электронные вычислительные машины являются самым лучшим типом устройства обработки данных.

Необыкновенные свойства ЭВМ – автоматизация вычислительного процесса, основанного на программном управлении, огромная скорость выполнения логических и арифметических операций, возможность хранения значительного объема различной информации, способность решения обширного круга задач обработки данных и математических задач – делают подобные машины мощным средством научнотехнического прогресса.

Главное значение ЭВМ состоит в том, что в первый раз с их возникновением человек получил устройство для автоматизации процессов обработки информации. В большинстве случаев ЭВМ позволяют значительно повысить эффективность умственного труда. Внедрение ЭВМ сильно повлияло на многие области техники и науки, вызвало процесс их компьютеризации и математизации.