Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Сума́тор (англ. adder) — вузол комп'ютера, призначений для утворення суми двох операндів; цифрова схема, яка виконує додавання чисел.
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 доповнювальному кодах. Операції множення та ділення перетворюються на реалізації багаторазового додавання та зсуву. Тому суматор є важливою частиною арифметико-логічного пристрою.
Функція суматора позначається літерами SM або Σ.
Ознаки та типи суматорів
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.
Робота паралельних суматорів
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, надходять 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 надходять на входи восьмирозрядного суматора паралельно (одночасно), а самі байти — послідовно, в напрямку від молодших до старших байтів з врахуванням запам'ятованого перенесення.
Робота комбінаційних суматорів
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 мікроконтролерів, до 32-128 і більше — для продуктивних процесорів.
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.
Характеристики суматорів
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 однорозрядної схеми додавання визначається загальною кількістю логічних входів використаних елементів;
- вартість багаторозрядного суматора визначається загальною кількістю використаних мікросхем;
- потужністю, що споживається.
Класифікація суматорів
Залежно від форми подання інформації розрізняють суматори аналогові і цифрові
За способом реалізації
- механічні.
- електромеханічні.
- електронні.
- пневматичні.
За принципом дії
- На лічильниках, які рахують кількості імпульсів вхідного сигналу.
- Функціональні, що видають на виходах значення логічної функції суми по модулю і логічної функції розряду переносу:
- логічні, кожен раз обчислюють функцію розряду суми по модулю і функцію розряду переносу.
- табличні, з таблицями заздалегідь обчислених значень функції розряду суми по модулю і значень функції розряду переносу записаних у постійний запам'ятовувач (PROM) або оперативну пам'ять
Табличні суматори були застосовані в обчислювачах, побудованих на реле в США до Другої світової війни.
За архітектурою
- Чвертьсуматори — бінарні (двохоперандні) суматори за модулем без розряду переносу, що характеризуються наявністю двох входів, на які подаються два однорозрядних числа, і одним виходом, на якому реалізується їх арифметична сума по модулю.
- Напівсуматор — бінарні (двохоперандні) суматори за модулем з розрядом перенесення, які характеризуються наявністю двох входів, на які подаються однойменні розряди двох чисел, і двох виходів: на одному реалізується арифметична сума по модулю в даному розряді, а на іншому — перенесення в наступний (старший) розряд.
- Повні суматори — тернарні (трьохоперандні) суматори за модулем з розрядом перенесення, які характеризуються наявністю трьох входів, на які подаються однойменні розряди двох складаються чисел і перенесення з попереднього (більш молодшого) розряду, і двома виходами: на одному реалізується арифметична сума по модулю в даному розряді, а на іншому — перенесення в наступний (більш старший розряд). Такі суматори з самого початку орієнтовані тільки на показові позиційні системи числення.
- Накопичувальні суматори — забезпечені власною внутрішньою пам'яттю.
За способом дії
- Послідовні (однорозрядні), в яких обробка розрядів чисел ведеться по черзі, розряд за розрядом, на одному і тому ж однорозрядного обладнанні.
- Паралельні (багаторозрядні), в яких складові складаються одночасно в усіх розрядах, і для кожного розряду є своє обладнання.
- Паралельно-послідовні, в яких одночасно паралельно послідовно складаються розряди декількох пар чисел.
За способом організації перенесення
- З послідовним переносом (Ripple-carry adder, Схема послідовного перенесення).
- З прискореним груповим переносом (з передбаченням перенесення) (Carry-lookahead adders, CLA-adders).
- З пропуском перенесення (Carry-skip adder).
- Суматор з умовним складанням (Conditional sum adder).
- З перемиканням перенесення (з вибором перенесення) (Carry-select adder).
- Зі збереженням перенесення (Carry-save adder).
Див. також
 | Це незавершена стаття про апаратне забезпечення. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Suma tor angl adder vuzol komp yutera priznachenij dlya utvorennya sumi dvoh operandiv cifrova shema yaka vikonuye dodavannya chisel Zagalna harakteristika sumatorivPoznachennya sumatora na elektronnih shemah Realizaciya sumatora na dvoh napivsumatorah Povnij dvijkovij sumator Sumatorom nazivayetsya funkcionalnij vuzol komp yutera priznachenij dlya dodavannya dvoh n rozryadnih sliv chisel Operaciya vidnimannya zaminyuyetsya dodavannyam sliv v obernenomu abo dopovnyuvalnomu kodah Operaciyi mnozhennya ta dilennya peretvoryuyutsya na realizaciyi bagatorazovogo dodavannya ta zsuvu Tomu sumator ye vazhlivoyu chastinoyu arifmetiko logichnogo pristroyu Funkciya sumatora poznachayetsya literami SM abo S Oznaki ta tipi sumatoriv Sumator skladayetsya z okremih shem yaki nazivayutsya odnorozryadnimi sumatorami voni vikonuyut usi diyi z dodavannya znachen odnojmennih rozryadiv dvoh chisel operandiv Sumatori klasifikuyut za takimi oznakami sposobom dodavannya paralelni poslidovni ta paralelno poslidovni kilkistyu vhidnih klem napivsumatori odnorozryadni abo bagatorozryadni sumatori organizaciyeyu zberigannya rezultatu dodavannya kombinacijni nakopichuvalni kombinovani sistemoyu chislennya pozicijni dvijkovi dvijkovo desyatkovi trijkovi ta nepozicijni napriklad u sistemi zalishkovih klasiv rozryadnistyu dovzhinoyu operandiv 8 16 32 64 rozryadni sposobom podannya vid yemnih chisel v obernenomu abo dopovnyuvalnomu kodah a takozh yih modifikaciyah chasom dodavannya sinhronni ta asinhronni Robota paralelnih sumatoriv U paralelnih n rozryadnih sumatorah znachennya vsih rozryadiv operandiv postupayut odnochasno na vidpovidni vhodi odnorozryadnih pidsumovuyuchih shem U poslidovnih sumatorah znachennya rozryadiv operandiv ta perenesennya yaki zapam yatovuvalisya v minulomu takti nadhodyat poslidovno v napryamku vid molodshih rozryadiv do starshih na vhodi odnogo odno rozryadnogo sumatora V paralelno poslidovnih sumatorah chisla rozbivayutsya na chastini napriklad bajti rozryadi bajtiv nadhodyat na vhodi vosmirozryadnogo sumatora paralelno odnochasno a sami bajti poslidovno v napryamku vid molodshih do starshih bajtiv z vrahuvannyam zapam yatovanogo perenesennya Robota kombinacijnih sumatoriv U kombinacijnih sumatorah rezultat operaciyi dodavannya zapam yatovuyetsya v registr rezultatu V nakopichuvalnih sumatorah proces dodavannya poyednuyetsya zi zberigannyam rezultatu Ce poyasnyuyetsya vikoristannyam T trigeriv yak odnorozryadnih shem dodavannya Organizaciya perenesennya praktichno viznachaye chas vikonannya operaciyi dodavannya Poslidovni perenesennya shemno stvoryuyutsya prosto ale ye povilnodiyuchimi Paralelni perenesennya shemno realizuyutsya znachno skladnishe ale dayut visoku shvidkodiyu Rozryadnist sumatoriv znahoditsya v shirokomu diapazoni 4 16 dlya mikrokontroleriv do 32 128 i bilshe dlya produktivnih procesoriv Sumatori z postijnim intervalom chasu dlya dodavannya nazivayutsya sinhronnimi Sumatori v yakih interval chasu dlya dodavannya viznachayetsya momentom faktichnogo zakinchennya operaciyi nazivayutsya asinhronnimi V asinhronnih sumatorah ye specialni shemi yaki viznachayut faktichnij moment zakinchennya dodavannya i povidomlyayut pro ce v pristrij keruvannya Na praktici perevazhno vikoristovuyutsya sinhronni sumatori Harakteristiki sumatoriv Sumatori harakterizuyutsya takimi parametrami shvidkodiyeyu chasom vikonannya operaciyi dodavannya tS yakij vidrahovuyetsya vid pochatku podachi operandiv do oderzhannya rezultatu neridko shvidkodiya harakterizuyetsya kilkistyu dodavan v sekundu FS 1 tS tut rozumiyemo operaciyi registr registr tobto chisla zberigayutsya v registrah ALP aparaturnimi zatratami vartist odnorozryadnoyi shemi dodavannya viznachayetsya zagalnoyu kilkistyu logichnih vhodiv vikoristanih elementiv vartist bagatorozryadnogo sumatora viznachayetsya zagalnoyu kilkistyu vikoristanih mikroshem potuzhnistyu sho spozhivayetsya Klasifikaciya sumatorivZalezhno vid formi podannya informaciyi rozriznyayut sumatori analogovi i cifrovi Za sposobom realizaciyi mehanichni elektromehanichni elektronni pnevmatichni Za principom diyi Na lichilnikah yaki rahuyut kilkosti impulsiv vhidnogo signalu Funkcionalni sho vidayut na vihodah znachennya logichnoyi funkciyi sumi po modulyu i logichnoyi funkciyi rozryadu perenosu logichni kozhen raz obchislyuyut funkciyu rozryadu sumi po modulyu i funkciyu rozryadu perenosu tablichni z tablicyami zazdalegid obchislenih znachen funkciyi rozryadu sumi po modulyu i znachen funkciyi rozryadu perenosu zapisanih u postijnij zapam yatovuvach PROM abo operativnu pam yat Tablichni sumatori buli zastosovani v obchislyuvachah pobudovanih na rele v SShA do Drugoyi svitovoyi vijni Za arhitekturoyu Chvertsumatori binarni dvohoperandni sumatori za modulem bez rozryadu perenosu sho harakterizuyutsya nayavnistyu dvoh vhodiv na yaki podayutsya dva odnorozryadnih chisla i odnim vihodom na yakomu realizuyetsya yih arifmetichna suma po modulyu Napivsumator binarni dvohoperandni sumatori za modulem z rozryadom perenesennya yaki harakterizuyutsya nayavnistyu dvoh vhodiv na yaki podayutsya odnojmenni rozryadi dvoh chisel i dvoh vihodiv na odnomu realizuyetsya arifmetichna suma po modulyu v danomu rozryadi a na inshomu perenesennya v nastupnij starshij rozryad Povni sumatori ternarni trohoperandni sumatori za modulem z rozryadom perenesennya yaki harakterizuyutsya nayavnistyu troh vhodiv na yaki podayutsya odnojmenni rozryadi dvoh skladayutsya chisel i perenesennya z poperednogo bilsh molodshogo rozryadu i dvoma vihodami na odnomu realizuyetsya arifmetichna suma po modulyu v danomu rozryadi a na inshomu perenesennya v nastupnij bilsh starshij rozryad Taki sumatori z samogo pochatku oriyentovani tilki na pokazovi pozicijni sistemi chislennya Nakopichuvalni sumatori zabezpecheni vlasnoyu vnutrishnoyu pam yattyu Za sposobom diyi Poslidovni odnorozryadni v yakih obrobka rozryadiv chisel vedetsya po cherzi rozryad za rozryadom na odnomu i tomu zh odnorozryadnogo obladnanni Paralelni bagatorozryadni v yakih skladovi skladayutsya odnochasno v usih rozryadah i dlya kozhnogo rozryadu ye svoye obladnannya Paralelno poslidovni v yakih odnochasno paralelno poslidovno skladayutsya rozryadi dekilkoh par chisel Za sposobom organizaciyi perenesennya Z poslidovnim perenosom Ripple carry adder Shema poslidovnogo perenesennya Z priskorenim grupovim perenosom z peredbachennyam perenesennya Carry lookahead adders CLA adders Z propuskom perenesennya Carry skip adder Sumator z umovnim skladannyam Conditional sum adder Z peremikannyam perenesennya z viborom perenesennya Carry select adder Zi zberezhennyam perenesennya Carry save adder Za sistemoyu chislennya Dvijkovi Trijkovi Visimkovi Desyatkovi ShistnadcyatkoviDiv takozhBuleva algebra Aditron Ce nezavershena stattya pro aparatne zabezpechennya Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi