РЕГИСТР
— блок ЦВМ типовый, предназначенный для промежуточного хранения слов в процессе выполнения операций, а также для преобразования слов с помощью сдвига. Р. являются передаточными звеньями между запоминающими устройствами ЦВМ и блоками, непосредственно преобразующими информацию. Р. в общем случае выполняют на триггерах и логических элементах. Ввод информации в триггеры Р. и съем ее с триггеров наз. операцией передачи слов между Р. Эту операцию можно осуществить параллельно и последовательно. При последовательном способе выполнения операции все разряды слова передаются поочередно один за другим. Такой способ тождественен операции сдвига (является ее частным случаем). При параллельном способе выполнения операции передачи все разряды слова передаются одновременно. Момент передачи на Р. определяется соответствующим управляющим сигналом
. При вводе в Р.
-разрядного слова выражения для сигналов, представляющих собой вводимую информацию на единичном и нулевом входах триггера разряда Р., можно представить так:
В этом случае новая информация может поступать в Р. независимо от уже содержащейся в нем информации. Для съема информации с Р. используют соответствующие управляющие сигналы, определяющие момент выдачи и тип кода, который выдает слово: прямой код-сигнал и обратный Тогда выходные сигналы Р. при выполнении ими данной операции определяются выражениями: При передаче кода с одного Р. на другой операцию выдачи с первого Р. можно объединить с операцией ввода на второй Р.
Операция сдвига на Р. заключается в перемещении всех цифр на одинаковое количество разрядов в одном направлении. В качестве элементарной операции над словом обычно применяется сдвиг на один разряд. Если слово необходимо сдвинуть на большее число разрядов, эта операция повторяется соответствующее число раз. Р., в которых постоянно осуществляется циклическая операция сдвига, наз. динамическими (они реализуются, как правило, на различного типа линиях задержки). В общем случае при выполнении элементарной операции сдвига значения сигналов переноса на единичном и нулевом входах триггера разряда выражаются следующими ф-циями:
где - прямой и инверсный выходы триггера разряда, управляющий сигнал, производящий сдвиг на к разрядов.
Для получения выражения, описывающего работу Р., построенного из элементов определенной элементной структуры, необходимо систему его переключательных функций выразить в элементных операторах этой структуры, т. е. перевести их в операторную форму (см. Элементный синтез ЦВМ).
Общая блок-схема Р. в потенциально-импульсной элементной структуре ЦВМ представлена на рис. 1. Вентили в триггерах образуют дизъюнкции импульсных сигналов и конъюнкции импульсного и потенциального сигналов с импульсным выходом. Исходя из этих условий тип управляющих сигналов выбирают в зависимости от вида сигналов и операции, которая выполняется над словом. Так, сигнал сдвига должен быть импульсным, сигнал передачи -потенциальным, если код вводимого слова сформирован на импульсных сигналах (напр., при поступлении из запоминающего устройства машины), или импульсным; если Слово представлено потенциальными сигналами (напр., при передаче из другого Р.).
В соответствии с составом операторов импульсной элементной структуры ЦВМ Р. в ней выполняются на импульсных элементах и схемах совпадения и разделения (без свойств запоминания информации) и динамических триггерах, снабженных входными задержками (для обеспечения условий правильного обмена информацией). Характерной чертой импульсной элементной структуры, отражающейся на построении Р., является наличие лишь прямого выхода у триггеров.
1. Блок-схема регистра в импульсно-потенциальной элементной структуре со сдвигом вправо: управляющий потенциал передачи на регистр слова С — импульсно-потенциальное совпадение; Р — импульсное разделение сигналов.
2. Блок-схема разряда регистра в потенциальной элементной структуре: сигналы, управляющие сдвигом.
Поэтому, если необходимо иметь также инверсный выход триггера, в качестве отдельного разряда Р. применяют триггерные каскады, состоящие из двух триггеров, которые всегда устанавливаются в противоположное состояние, образуя тем самым прямой и инверсный выход по отношению к запоминаемому сигналу.
При построении Р. в потенциальной элементной структуре ЦВМ для выполнения условий правильного обмена информацией при сдвиге в каждом разряде также применяются триггерные каскады из двух триггеров. Сдвиг при этом выполняется за два такта