Вычислительное устройство

 

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый, второй, третий и четвертый регистры, первую, вторук третью, четвертую группы элементов И, группу элементов ИЛИ, сумматор, блок деления, блок распределения импульсов, причем первый выход блока распределения импульсов соединен с управляющим входом сумматора, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока распределения импульсов соединены с первыми входами элементов И соответственно первой, второй , третьей и четвертой групп, вторые входы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с соответствующими разрядными выходами первого, второго, третьего и четвертого регистров, выходы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствующими разрядными входами сумматора, -шестой выход блока распределения импульсов соединен с первым управляющим входом блока деления, второй управляющий вход которого соединен с седьмым выходом блока распределения импульсов и первым управляющим входом четвертого регистра, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом второго регистра и восьмым выходом блока распределения импульсов, девятый выход которого соединен с вторым управляющим входом второго регистра и первым управляющим входом третьего регистра, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом первого регистра и десятым выходом блока распределенияимпульсов, одиннадцатый выход которого соединен с вторым управляющим входом первого регистра , третий управляющий вход которого соединен с двенадцатым выходом блока распределения импульсов, тринадцатый выход которого соединен с i третьим управляющим входом второго регистра, третий управляющий вход (Л третьего регистра соединен с четырнадцатьам выходом блока распределения импульсов, пятнадцатый выход которого соединен t четвертым управляющим входом третьего регистра, первые информационные входы первогр и третьего регистров соединены с первой информационной шиной устройства , первые информационные входы второго и четвертого регистров Р соединены с второй информационной пшной устройства, вторые информа05 цйонные входы первого, второго и 05 4::. третьего регистров соединены с выходом сумматора, информационным входом блока деления, отличаю щ е а с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач заосчет полученной возможности вычисления значений функций от трех переменных , в него введены пятый, шестой, седьмой регистры, пятая и шестая группы элементов И, причем шестнадцатый выход блока распределения импульсоб соединен с третьим управляющим входом четвертого регистра, второй информационный вход четвертого .регистра соединен с вторым информационным входом третьего регистра,

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) MS1) С 06 F 7/552

1 ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВЪ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3454419/18-24 (22) 23.04.82 (46) 07.06.84. Бюл. 9 21 (72) В.П. Бородин, В.М. Гиндеров, Т.В. Попова и В.H. Радкевич (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 627477, кл. G 06 F 7/552, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

М 985784, кл. G 06 F 7/552, 1981 ,(прототип) . (54)(57) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО содержащее первый, второй, третий и четвертый регистры, первую, вторук третью, четвертую группы элементов

И, группу элементов ИЛИ, сумматор, блок деления, блок распределения импульсов, причем первый выход блока распределения импульсов соединен с управляющим входом сумматора, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока распределения импульсов соединены с первыми входами элементов И соответственно первой, второй, третьей и четвертой групп, вторые входы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с соответствующими разрядными выходами первого, второго, третьего и четвертого регистров, выходы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствующими разрядными входами сумматора, шестой выход блока распределения импульсов соединен с первым управляющим входом блока деления, второй управляющий вход которого соединен с седьмым выходом блока распределения импульсов и первым управляющим входом четвертого регистра, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом второго регистра и восьмым выходом блока распределения импульсов, девятый выход которого соединен с вторым управляющим входом второго регистра и первым управляющим входом третьего регистра, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом первого регистра и десятым выходом блока распределения. импульсов, одиннадцатый выход которого соединен с вторым управляющим входом первого регистра, третий управляющий вход которого соединен с двенадцатым выходом блока распределения импульсов, тринадцатый выход которого соединен с третьим управляющим входом второго регистра, третий управляющий вход третьего регистра соединен с четырнадцатым выходом блока распределения импульсов, пятнадцатый выход которого соединен с четвертым управляющим входом третьего регистра, первые информационные входы первого и третьего регистров соединены с первой информационной шиной устройства, первые информационные входы второго и четвертого регистров .соединены с второй информационной шиной устройства, вторые информа ционные входы первого, второго и третьего регистров соединены с выходом сумматора, информационным .входом блока деления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач заосче полученной возможности вычисления значений функций от трех переменных, в него введены пятый, шестой, седьмой регистры, пятая и шестая группы элементов И, причем шестнадцатый выход блока распределения импульсов соединен с третьим управляющим входом четвертого регистра, второй информационный вход четвертого

) регистра соединен с вторым информационным входом третьего регистра, 1096640 первый информационный вход которого соединен с информационным входом пятого регистра, первый управляющий вход которого соединен с первым уп-. равляющим входом шестого регистра, с семнадцатым выходом блока распределения импульсов и первым управляющим входом седьмого регистра, выход которого является выходом устройства, второй управляющий вход седьмого регистра соединен с восемнадцатым выходом блока распределения импульсов, восьмой выход которого соединен с вторым управляющим входом шестого регистра, второй управляющий вход пятого регистра соединен с.вторым управляющим входом третьего регистра, выход блока деления соединен

Изобретение относится к автома тике и вычислительной технике и может быть использовано для создания автоматизированных систем обработки топографическях данных. 5

Известно устройство для вычисления квадратного корня из суммы квадратов двух чисел, содержащее регистры операндов, сумматор, группы элементов И, группы элементов ИЛИ 1Q регистр сдвига и распределитель импульсов f13 .

Наиболее близким по технической сущности н предлагаемому является вычислительное устройство, содержа- 15 щее первый, второй, третий и чет, вертый регистры, первую, вторую, третью, четвертую группы элементов И, группу элементов ИЛИ, сумматор, блок давления, блок распределения щ импульсов, причем первый выход блока распределения импульсов соединен с управляющим входом сумматора, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока распределения импульсов соединены с первыми входами элементов И соответственно первой, второй третьей и четвертой групп, вторые входы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с соответствующими разрядными выходами первого, второго, третьего и четвертого регистров, выходы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с вхо дами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствующими разрядными входами сумматора, шестой выход блока распределения импульсов соединен с первым управляющим входом блока 4(} с третьим информационным входом первого регистра, информационный вход шестого регистра соединен с первым информационным входом второго регистра, первые входы элементов И пятой и шестой групп соединены с соответствующими разрядными выходами пятого и шестого регистров, выходы элементов И пятой и шестой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, девятнадцатый и двадцатый выходы блока распределения импульсов соединены с вторыми входами элементов И соответственно пятой и шестой групп, двадцать первый выход блока распределения импульсов соединен с четвертым управляющим входом первого регистра.

2 деления, второй управляющий вход которого соединен с седьмым выходом блока распределения импульсов и первым управляющим входом четвертого регистра, второй управляю- . щий вход которого соединен с первым управляющим входом второго регистра и восьмым выходом блока распределения импульсов, девятый выход которого соединен с вторым управляющим входом. второго регистра и первым управляющим входом третьего регистра, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом первого регистра и десятым выходом блока распределения импульсов, одиннадцатый выход которого соединен с вторым управляющим входом первого регистра, третий управляющий вход которого соединен с двенадцатым выходом блока распределения импульсов, тринадцатый выход которого соединен с третьим управляющим входом второго регистра, третий управляющий вход третьего регистра соединен с четырнадцатым выходом блока распределения импульсов, пятнадцатый выход которого соединен с четвертым управляющим входом третьего регистра, первые информационные входы первого и третьего регистров соединены с первой информационной шиной устройства, первые информационные входы второго и четвертого регистров соединены с второй информационной шиной устройства, вторые информационные входы первого, второго и третьего регистров соединены с выходом сумматора и информационным входом блока деления (2) .

109б640

Недостатком известных устройств является ограниченный класс решаемых задач.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач за счет полученной возможности вычисления значений функций от трех переменных.

Данная цель достигается тем, что в вычислительное устройство, содержащее первый, второй, третий и четвертый регистры, первую, вторую, третью, четвертую группы элементов И, группу элементов ИЛИ, сумматор, блок деления, блок распределения импульсов, причем первый выход блока распределения импульсов соединен с уп- 15 равляющим входом сумматора, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока расйределения импульсов соединены.. с первыми входамИ элементов И соответственно первой, второй, третьей и четвертой групп, вторые входы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с соответствующими разрядными выходами первого, второго, третьего и четвертого регистров, выходы Элементов

И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствующими разрядными входами сумматора, шестой выход блока распределения импульсов соединен с первым управляющим входом блока деления, второй управляющий вход которого. соединен с седьмым выходом блока распределения импульсов и первым управляющим входом четвертого регистра, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом второго регистра и восьмым выходом блока 40 распределения импульсов, девятый выход которого соединен с вторым управляющим входом второго регистра и первым управляющим входом третьего регистра, второй управляющий вход 45 которого соединен с первым управляющим входом первого регистра и десятым выходом блока распределения импульсов, одиннадцатый выход которого соединен с вторым управляющим входом 5О первого регистра, третий управляющий вход которого соединен с двенадцатым.. выходом блока распределения импуль сов, тринадцатый выход которого соединен с третьим управляющим входом второго регистра, третий управляющий вход третьего регистра .соединен с четырнадцатым выходом блока распределения импульсов, пятнадцатый выход которого соединен с четвертым управляющим входом третьего регистра, первые информационные входы перного и третьего регистров соединены с первой информационной шиной устрой ства, первые информационные входы второго и четвертого регистров сое- 65 динены с второй информационной шиной устройства, вторые информационные входы первого, второго и третьего регистров соединены с выходом сумматора, информационным входом блока деления, введены пятый, шестой, седьмой регистры, пятая и шестая группы элементов И, причем шестнадцатый выход блока распределения импульсов соединен с третьим управляющим входом четвертого регистра, второй информационный вход четвертого регистра соединен с вторым информационным входом третьего регистра, первый информационный вход которого соединен с информационным входом пятого регистра, первый управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом шестого регистра, с семнадцатым выходом блока распределения импульсов и первым управляющим входом седьмого регистра, выход которого является выходом устройства, второй управляющий вход седьмого регистра соединен с восемнадцатым выходом блока распределения импульсов, восьмой выход которого соединен с вторым управляющим входом шестого регистра, второй управляющий вход пятого регистра соединен с вторым управляющим входом третьего регистра, выход блока деления соединен с третьим информационным. входом первого регистра, информационный вход шестого регистра соединен с пер;вым информационным входом второго регистра соединен с первым информационным входом второго регистра, первые входы элементов И пятой и шестой групп соединены с соответствующими разрядными выходами пятого и шестого регистров, выходы элементов И пятой «и шестой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, девятнадцатый и двадцатый выходы блока распределения импульсов соединены с вторыми входами элементов И соответственно пятой и шестой групп, двадцать первый выход блока распределения импульсов соединен с четвертым управляющим входом первог регистра.

На фиг. 1 дан фрагмент топографической карты; на фиг. 2 — разрез

A-A на фиг. t (проекцйя разреза местности, изображенной на топографической карте); на фиг. 3 — структурная схема устройства; на фиг. 4 — врВменная диаграмма работы устройства.

Вычислительное устройство (фиг.3) содержит первый — седьмой регистры

1 — 7, первую — шестую группу 8 — 13 элементов И, группу 14 элементов ИЛИ сумматор 15, блок 16 распределения импульсов, блок 17 деления, входные шины 18 и 19.

Работа устройства основана на следующем.

1096640 ()- iah)+(L -ab)

1 е 3

10 последовательно.

60

Объекты, расстояние между которыми измеряют, определены координатами Х1, У и Х, У . Топографическая карта есть проекция местности на плоскость. Следовательно, заданным объектам соответствуют точки и 2 на топографической карте (фиг. 1) . Так как топографическая карта выполнена в ортогональной системе координат Х, У, то топографическое расстояние (< между объектами можно определить. из прямоугольного треугольника по теореме Пифагора где (Х,-Х2) -. разность абсцисс точек 1 и 2) (У, -У ) - равность ординат точек 1 и 2. 20

Определенное таким образом топографическое расстояние не равно истинному расстоянию между объектами и может значительно от него отличаться. 25

Для определения истинного расстояния между объектами необходимо рассмотреть объекты в плоскости, перпендикулярной плоскости карты и пересекающейся с ней по линии, на которой 0 расположены точки 1 и 2. Таким обра". зом, получаем проекцию разреза местности на плоскость, описываемую ортогональной системой координат L,h (фиг. 2), где )l — высота расположения над уровнем моря. Как видно на фиг. 2, расстояние между точка,ми 1 и 2 есть не что иное, как гипотенуза треугольника, один из катетов которого равен топографическому расстоянию L между точками 1 и 2, вто-(О рой катет равен разности высот расположения объектов (точек 1 и 2) над ур»овнем моря (6 h = "„- )l ) .

Следовательно, расстояние Ь между объектами можно определить 45 по формуле

L ° »»АЯ» т

» где . — расстояние меиду объентамит — топографическое расстояние т между объектами 50

dh — разность высот расположения объектов над уровнем моря.

Устройство функционирует в соответствии с приближенной зависи- 35 мостью т,б ГА ° б» ъ(я) (Н| О,я(д((а() 2 (1А1 l8l) l Ilal - В I

А t ü

Ъ

Ь что для случая определения топографического расстояния имеет вид

2(1х„-х,> с,- )) 11х„- х,>- lv,-ч,ll и а для случая, определения расстояния имеет вид

Устройство функционирует в соответствии с выражениями (1} и (2) Устройство устанавливается в исходное состояние сигналом, вырабатываемым при включении питания и поступающим на сброс блока 16 распределения импульсов. Схема выработки сигнала при включении питания на чертежах не показана.

Управляющий сигнал Т1 поступает через выходы 0, 6, ь,,2, блока 16 на входы обнуления регистров

1 -i7, сумматора 15 и блока 17 деления, устанавливая их в исходное состояние. По сигналу Т2 (выход e ) происходит запись с входной шины f8 координат первой точки (Х, У,,ll,) соответственно в регистры 1, 3 и 5.

Но сигналу ТЗ (выход k ) происходит запись со второй входной шины 19 координат второй точки (Х, У,h>) соответственно в регистры 2, 4 и 6.

Сигнал Т4 (выход 3 ), поступая на управляющий вход группы 8 элементов

И, разрешает прохождение информации из регистра 1 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15. Сигнал Т5 (выход u ),,поступая на управляющий вход группы 9 элементов И, разрешает прохождение информации с инверсных выходов регистра 2 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор, "де происходит сложение

11х! 4. (х )) -1)х„l- lx,l1-1 х А-х l .

Если в результате сложения появилась единица переполнения, то она прибавляется к младшему разряду содержимого сумматора 15, в противном случае содержимое сумматора инвертируется.

Одновременно сигнал Т5 через выход 8 поступает на вход обнуления регистра 1, устанавливая его в исходное состояние. Сигнал Т6 (выход к ) поступая на вход регистра 1, раэрешает запись в него содержимого сумматора 15. Сигнал Т7 (выход ), поступая на вход обнуления сумматора 15, устанавливает его в исходное состояние. Сигнал Т8 (выход n ), поступая на управляющий вход группы 10 элементов И, разрешает прохождение

1096640

25

35

50

) " 1 т ) 1" г ) .

65 информации из регистра 3 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15.

Сигнал Т9 (выход м ), поступая на управляющий вход группы 11 элементов

И, разрешает прохождение информации с инверсных выходов регистра 4 через 5 ,< группу 14 элементов ИЛИ в сумматор

15, где происходит сложение

)1М (-v )) = И <1-) vг1) = 1>< - г l

Одновременно сигнал Т9 через выход б поступает на вход обнуления регистров 2 и 3, устанавливая их в исходное состояние.

Сигнал Т10 (выход )< ), поступая 15 на вход регистра 2, разрешает запись в него содержимого сумматора 15.

Сигнал Т11 (выход ), поступая на управляющий вход группы 8 элементов

И, разрешает прохождение информации 20 из регистра 1 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение

) 1 <- << г ) < 1 х, - х г 1 ) = l x < - х 2 1 < 1 < х г 1

Сигнал Т12 (выход б ), поступая на вход регистра 3, разрешает запись в него содержимого сумматора

15. Сигнал Т13 (выход « ), поступая на управляющий вход регистра 3, осуществляет сдвиг содержимого регистра на один разряд влево. Таким образом в регистре 3 содержится значение равное

2(1х,- к,1.)v,- v,l), <

Одновременно сигнал Т13 через выход <) поступает на вход обнуления сумматора 15, устанавливая его в исходное состояние. Сигнал Т14 (выход p ), поступая на управляющий вход группы 8 элементов И, разрешает прохождение информации из регистра 1 через группу 14 элементов

ИЛИ в сумматор 15. Сигнал Т15 (выход ц), поступая на управляющий вход группы 9 элементов И, разрешает прохождение информации с инверсных выходов регистра 2 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор

15, где происходит сложение

))Х,- Хг)+()Y<-1г1)) =)< Х,-Х,1-3V V !) .Сигнал Т16 (выход n ),. поступая на управляющий вход группы 10 элеменТов И, разрешает прохождение информации из регистра 3 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение

)11Х<- хг <-1Y<-vill+ 2(1x„- хг)+1 < Чг)Я=

=2(1х,-хг)<1 с< v,1)illx -x,l-)v,- Чгll.

По сигналу Т17 (выход р ) содержимое сумматрра 15 поступает в блок

17 деления, где осуществляется деление двоичного числа на три.

Таким образом в блоке деления содержится число

ЦХ х 1 1Ч Ч l)+i(X Х 11V у 11 равное топографическому расстоянию между объектами (L ), Одновременно сигнал Т17 через выходы О и 6 поступает на входы обнуления регистра 1 и регистров 2 и 3 соответственно, устанавливая их в исходное состояние.

Сигнал Т18 (выход с ), поступая на управляющий вход регистра 1, разрешает запись в него содержимого блока 17 деления.

Одновременно сигнал Т18 через выход < поступает на вход обнуления сумматора 15, устанавливая его в исходное состояние. Сигнал Т19 (выход 1 ), поступая на управляющий вход группы 12 элементов И, разрешает прохождение информации из регистра 5 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15. Одновременно сигнал Т19 через выход 3 поступает на входы обнуления регистра 4 и блока 17 деления, устанавливая их в исходное состояние. Сигнал Т20 (выход ц ), поступая на управляющий вход группы 13 элементов И, разрешает прохождение информации с Инверсных выходов регистра 6 через группу 14 элементов

ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение

Сигнал Т21 (выход

Сигнал "22 (выход g ), поступая на управляющий вход группы 8 элементов И, разрешает прохождение информации из регистра 1 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение

По сигналу Т23 (выход о ) происходит запись в регистр 3 содержимого сумматора 15. Сигнал Т24 (выход n ), поступая на управляющий вход регистра 3, осуществляет сдвиг содержимого на один разряд влево. Таким образом

1096640

10 в регистре 3 содержится значение равное 2 "г <")

Одновременно сигнал Т24 (выход g ) поступает на вход обнуления сумматора 15, устанавливая его в исходное состояние, Сигнал Т25 {выход p), поступая на управляющий вход группы 8 эле- 10 ментов И, разрешает прохождение информации иэ регистра 1 через группу

14 элементов ИЛИ в сумматор 15.

Сигнал Т26 (выход й), поступая на управлякиций вход группы 11 элементов 15

И, разрешает прохождение информации с инверсных выходов регистра 4 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение !4+(- Ч)-la,- Ì.

Сигнал Т27 (выход к ), поступая ,на управляющий вход группы 10 элементов И, разрешает прохождение информации из регистра 3 через группу

14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение !

1).,- Ч.г(т s)1=2(,.аМ q, àÌ. за

По сигналу Т28 (выход р) содердимое сумматора 15 поступает в блок

17 деления, где осуществляется деление двоичного числа на три. Таким образом в блоке деления содержится число

2(lò ah)+ ILò- ah) равное расстоянию между объектами(ч,i

Сигнал Т29 (выход х ), поступая на управляющий вход регистра 7, разрешает запись в него содержимого блока

17 деления.

Информация из регистра 7 может быть использована для дальнейшей обработки или выводится на регистрирующие или отображающие элементы.

Предлагаемое устройство позволяет расширить класс решаемых задач за счет полученной воэможности вычисления значений функций от трех переменных. Это позволяет испольэовать устройство, например, для определения расстояния между:меящу объектами, расположенными на различных высотах над уровнем моря. Использование предлагаемого устройства позволяет автоматизировать процесс обработки топографической информации, процесс проектирования транспортных, энергетических и трубопроводных сетей, упростить инженерные расчеты при трассировке сетей и при построении радио и проводной связи.

1096fi40

109б 640

Составитель С. Нитиевский

Редактор С. Пекарь Техред Л.Микеш Корректор А. Тяско

Заказ 3826/36 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная. 4