適應多種進位代碼的加減法運算器的製作方法

2023-05-13 04:36:56 2

專利名稱：適應多種進位代碼的加減法運算器的製作方法
技術領域：
本發明屬計算機技術領域，是製造一種新型的超高速、大容量計算機的核心技術。
人們希望儘快而準確地進行數學運算，導致了電子數字計算機的發明，它以二值邏輯或二進位代碼為基礎，採用程序內存，按地址存取數據，順序操作的方式，稱馮、諾依曼型計算機(以下簡稱馮型機)，其基本組成包括輸入、輸出、處理、控制、存貯五大部分，具有加減乘除及邏輯運算等基本功能。
過去的20-40年間，計算機的處理能力大體上按每七年一個數量級的速度向上增長，現在的運算速度已達每秒幾百億次，存貯容量已達幾百萬億位，人們為追求速度，儘可能地縮短各個功能組成部分之間的傳遞距離，同時加快器件的反應速度，可以肯定，今後的電子技術還會有飛躍的發展，但技術上的發展總會有一個極限，相對於運算功能，根本的問題是要有個原理上的突破，因此本發明的目的就是突破傳統的二進位運算與存貯體制，設計一種原理上適用於任意進位代碼的加減法運算器(以下簡稱多數制運算器)，進而構成一種新型的計算機。
該運算器以位為單位可逐位串接延伸，每一位適應各種進位代碼(如十進位或六十進位)運算的需要，亦可隨意擴展(附圖以十進位為例說明)。
附圖是一個位片的原理說明斜面上的0-9與底面上的0-9是位片的外部輸入輸出口(管腳);分別用a0-a9b0-b9表示。如兩數相加(見附

圖1)a口與b口分別輸入加數與被加數-a口輸入數橫嚮導通，b口輸入數斜嚮導通，兩數的交點是開關元件(在非雙向可逆的情況下可用與門或三態門);開關的輸入輸出既兩數的輸入與和的運算輸出關係，輸出豎嚮導通，不超過10，豎下向輸出，超過10豎上向輸出，為使超過10的輸出僅輸出其餘數，在10的位置恆定輸入一個減10信號，如兩數之和超過10或等於10，那麼減去這個10可斜下向輸出其餘數，同時產生一個進位信號，如兩數相加，其和不超過10，這個同時恆定輸入的減10信號不起作用，也不產生進位信號，進位信號由個位開始向十位、百位、千位……輸入相加。
兩數相減，同樣是a口與b口同時輸入兩個數，與兩數相加不同，被減數只能從a口輸入，且只能是豎下嚮導通，b口輸入減數，是斜上嚮導通，兩數相交於一個開關元件橫向輸出兩數之差，為防止出現不夠減的情況，在輸入被減數的同時，同時輸入一個加10信號，如輸入一個0，在0及10的位置均有信號，如輸入一個3，在3及13的位置均有信號，其餘類推，如前一個數夠減，則後一個不發生作用，如前一個不夠減，則後一個數發生作用，前一個不發生作用，後一個數與減數發生作用的同時產生一個信號到十位或百位，千位上執行減1操作，相當於數學運算中的借一來10，如在百位上產生的借位信號，則在千位上減1，其餘類推。
附圖1的虛線表示兩數相加進位與不進位的情況，4+5＝9為不進位的情況，7+7為進位的情況及在上一位上加1的情況。
附圖2的虛線表示兩數相減借位與不借位的情況，6-3＝3為不借位的情況，17-8為借位的情況及在上一位數上減1的情況。
附圖3是圖1與圖2的整合圖，為表達方便其進位與借位共同一條線表示既兩數相加的進位信號由圖1上面輸出改為由下端輸出。
運算器的輸入輸出口都是雙向的，即能作輸入，又能作輸出。
上述運算器原理適用任意進位和代碼進行運算(2-60進位)，因而可作成最大60進位，然後加一選擇信號，以適應低於60進位的任意進位數代碼的運算需要。
以本發明為核心構成計算機系統，相對於以二進位數為基礎的馮機，有如下幾個特點一、運算速度大大加快。
二、體系結構及信息處理能力可隨機擴展。
三、適應各種編碼的實時，隨機透明化處理。
四，通過解碼輸入輸出，核心運算器即具有直接信息處理功能，又有大數據存貯的檢索功能。
五、具有可逆性邏輯關係變換或運算功能。
六、適應模擬量信息與數字量信息的統一處理。
七、因運算器無中間運算過程及具有可逆性，因而便於實時、透明、隨機處理信息，便於傳感、檢測、效應器直接交互耦合匹配，體現互為因果性及目的性。
八，以此運算器為核心構成的計算機系統具有檢算同步、檢貯同路、貯算一體化的特點。
與CPU相比，它不僅是個運算器，更主要的它還是個操作數群之間的邏輯關係變換器，因而可能保證知識的表示與利用在硬體邏輯數理結構或存貯結構的基礎上實現統一。
本發明可廣泛地用於計算機網絡及電信通訊，用於控制及大資料庫存貯檢索系統與語言翻譯系統，作為新一代計算機能更有效地模擬人腦思維及人的智能，它的問世將順應資訊時代信息處理的更高功能要求，因而會產生巨大的社會經濟效益。
本發明的實施技術完全與現有計算機科學技術相容。
權利要求
1.一種用於計算機或控制、通訊、存貯器檢索系統的運算處理器，或邏輯關係轉換器，由開關元件和輸入輸出導線組成，其特徵在於它的輸入輸出端是用參量標誌在網絡的斜線、橫線座標上，再按位置及參量的對應關係確定其運算及輸入輸出關係。
2.根據權利要求1所述的器件，其特徵在於其結構，及輸入輸出或運算的值域是可延伸的。
3.根據權利要求1所述的器件，其特徵在於它的運算是不分時的，其每一個結點都唯一地確定特定值輸入與特定運算值的輸入關係。
4.根據權利要求1所述的器件，其特徵在於它的輸入及運算具有雙向可逆性。
5.根據權利要求1所述的器件，其特徵在於它可以以位為單元串接起來，以適應大數值的運算需要。
全文摘要
本發明以開關網絡的方式確定運算及輸入輸出關係，其運算具有可逆性、透明性、實時性，其器件具有可延伸性，可隨機適應各種進位數代碼的處理，以此運算器為核心構成新型計算機，具有檢貯同路、檢算同步、貯算一體化的特點，適應模擬與數字量輸入的實時處理。本發明可廣泛地用於計算機網絡通訊及無過程控制自選通通訊系統，用於控制放大資料庫存貯的檢索系統或語言翻譯系統。
文檔編號G06F7/00GK1084985SQ9311668
公開日1994年4月6日 申請日期1993年9月1日 優先權日1993年9月1日
發明者王迪興 申請人:王迪興