Вычислительное устройство

 

ВЬНИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее генератор импульсов, элемент И, накапливающий сумматор, два регистра,вычитающий счетчик, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом вычитающего счетчика и тактовьм входом накапливающего сумматора, выход которого соединен с входом первого регистра , отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия , оно содержит суммирующий счетчик, элемент сравнения, элемент задержки, причем вход накапливающего сумматора соединен с выходом первого регистра, тактовый вход которого соединен с выходом вычитающего счетчика, входом элемента задержки и входом суммирующего счетчика, выходы разрядов которого Соединены с соответствующими входами приема вычитающего счетчика и входами первой группы элемента сравнения, входы (Я второй группы которого соединены с с соответствующими выходами второго регистра, выход элемента задержки соединен с входом разрешения приема вычитающего счетчика, выход элемента сравнения соединен с вторым входом элемента И. ts:) о 00 4 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РКИЪБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1120344 А зов G 06 F 15/31

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ всковзиля

Г" ХМч """ "- ""

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее генератор импульсов, элемент И, накапливающий сумматор, два регистра,вычитающий счетчик, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом вычитаю(21) 3628339/24-24 (22) 25.07.83 (46) 23. 10.84. Бюл. № 39 (72) З.Ш.Батршин, В.Б.Дудыкевич, А.В.Козаков и З.M.Ñòðèëåöêèé (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 681.33(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1008732, кл. G 06 F 7/52, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР № 1008749, кл. G 06 F 15/31, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 557363, кл, G 06 F 7/52, 1975 (прототип) . щего счетчика и тактовым входом накапливающего сумматора, выход которого соединен с входом первого регистра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит суммирующий счетчик, элемент сравнения, элемент задержки, причем вход накапливающего сумматора соединен с выходом первого регистра, тактовый вход которого соединен с выходом вычитающего счетчика, входом элемента задержки и входом суммирующего счетчика, выходы разрядов которого Соединены с соответствующими входами приема вычитающего счетчика и входами первой группы элемента сравнения, входы второй группы которого соединены с соответствующими выходами второго регистра, выход элемента задержки соединен с входом разрешения приема вычитающего счетчика, выход элемента сравнения соединен с вторым входом элемента И.

1120344

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь-., зовано в блоках аппаратного вычисления функций специализированных ЭВИ.

Известно устройство для умножения, содержащее два регистра сдвига, счетчик, элемент И и блок синхронизации t1).

Недостатки этого устройства обусловлены ограниченными функциональны- 10

IMH возможностями, что не позволяет вычислить факториалы чисел, и низким быстродействием.

Известно вычислительное устройство, содержащее двухпозиционный переключатель режима рйбот, регистры сдвига, группы элементов И, элемент сравнения кодов, дешифраторы, генератор импульсов, счетчики, сумматор, элементы И и ИЛИ. Устройство позво-, ляет вычислять факториалы чисел 1. 2.1.

Недостатками этого устройства являются большой объем оборудования и низкое быстродействие при выполнении вычисления факториалов чисел.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вычислительное устройство, содержащее

;последовательно соединенные сумматоры,сдвиговый регистр, группу элементов И, блок управления, причем блок управления содержит генератор импульсов, элемент И, триггер, регистр, вычитающий Счетчик и дешифратор„ причем выходы сдвигового регистра подключены к первым входам соответствующих элементов И группы, вто" рые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора бЛока управлення, a выходы соединенЫ

40 с входами последовательно соединенных сумматоров, выход последнего из которых соединен с входом сдвигового регистра, выход элемента И блока управления соединен с тактовым входом сдвигового регистра, причем в блоке управления выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом счетчика, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход регистра соединен с входом дешифратора, входы разрядов регистра и счетчика являются соответственно входами коэффициента и количества тактов. Устройство позволяет вычислить факториалы чисел, обладает небольшим объемом оборудования 1,3 .

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное последовательной обработкой разряда промежуточных результатов. Кроме того, получение факториалов, независимо от величины, требует максимального количества тактов работы устройства.

Цель издбретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что вычислительное устройство, содержащее генератор импульсов, эле мент И, накапливающий сумматор, два регистра, вычитающий счетчик, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента

И, выход которого соединен с входом вычитающего счетчика и тактовым вхо дом накапливающего сумматора, выход которого соединен с входом первого регистра, содержит суммирующий счетчик, элемент сравнения, элемент задержки, причем вход накапливающего сумматора соединен с выходом первого регистра, тактовый вход которого соединен с выходом вычитающего счетчика, входом элемента задержки и входом суммирующего Счетчика, выходы разрядов котброго соединены с соответствующими входами приема вычитающего счетчика и входами первой группы элементов 1равнения, входы второй группы которого соединены с

1 соответствующими выходами второго регистра, выход элемента задержки соединен с входом разрешения приема вычитающего счетчика, выход элемента сравнения соединен с вторым входом элемента И.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого вычислительногб устройства.

Вычислительное устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент

И 2, накапливающий сумматор 3, ре-. гистр 4, вычитающий счетчик 5, элемент. 6 задержки, суммирующий счетчик

7, регистр 8, элемент 9 сравненйя.

Вычислительное устройство рабоТает следующим образом.

В исходном положении в накапливающем сумматоре 3 записана единица, что соответствует 01, в счетчике 5 записана единица, регистр 4 и счетчик 7 находятся в нулевой состоянии, в регистре 8 записано число и .

Поскольку счетчик 7 - в нулевом состоянии, а в регистре 8 записано

112 число, то на выходе элемента 9 сравнения единичный уровень, разрешакнций прохождение .импульсов от генератора 1.через элемент И 2 на тактовый вход накапливаюЩего сумматора 3 и вход вычитающего счетчика 5.

Первый импульс, поступивший от генератора 1 на тактовый вход накапливающего сумматора 3, прибавляет к содержимому накапливающего суммато- 1О ра 3 содержимое регистра 4. Поскольку в накапливающем сумматоре 3 записана единица, а в регистре 4 ноль, то, следовательно, состояние накапливающего сумматора 3 остается прежним,ts т.е. равным единице, что соответствует 11 . Этот же первый импульс от ,генератора 1 поступает на вход вычитающего счетчика 5, в котором записана единица, и обнуляет его. Ha выходе обнуления вычитающего счет чика 5 появляется короткий импульс, который поступает на вход счетчика

7, увеличивая его содержимое на единицу, и на вход параллельной записи 25 регистра,4, переписывая в этот регистр содержимое накапливающего сумматора 3,- через элемент 6 задержки на вход приема вычитающего счетчика 5, переписывая в него содержи- 3О мое счетчика 7.

Второй импульс от генератора 1, поступающий на тактовый вход накапливающего сумматора 3, прибавляет к содержимому накапливающего сумматора 3 содержимое регистра 4. Поскольку в накапливающем сумматоре 3 записана единица и в регистре 4 за,писана единица, то, следовательно, ! состояние накапливающего сумматора ,3 равно двум, соответствующее ?!

Этот же импульс вычитает единицу из счетчика 5. Счетчик 5 вновь обнуляется и импульсом со своего выхода

0344 4 обнуления переписывает в регистр 4 содержимое накапливающего сумматора

3, т.е. число два, прибавляет единицу в счетчик 7 и через элемент 6 задержки переписывает из счетчика 7 в счетчик,5 число два.

Третий импульс от генератора 1 суммирует число два в накапливающем сумматоре 3 с числом два в регистре

4, результат равен четырем. Этот же импульс уменьшает на единицу содер" жимое счетчика 5. Четвертый импульс от генератора 1 суммирует число четыре в накапливающем сумматоре 3 с числом два в регистре 4 и запйсывает результат, равный шести, соответствующий 3!

Этот же четвертый импульс вычитает из счетчика 5 единицу, счетчик 5 обнуляется и импульсом с выхода обнуления переписывает число шесть из накапливающего сумматора 3 в регистр 4, прибавляет единицу в счетчик 7., после чего в нем записано число три, и через элемент 6 задержки переписывает его из счетчика 7 в счетчик 5. Далее работа устройства происходит аналогичным образом.

Процесс вычисления продолжается до тех пор, пока число в счетчике

7 не станет равным числу, записанному в регистре 8. В этот момент времени на выходе элемента 9 сравнения появляется нулевой уровень, который

;закрывает элемент И 2, запрещая про. хождение импульсов от генератора 1.

Предлагаемое устройство вычисляет функцию л. . со значительно большим быстродействием по сравнению с известным, поскольку в предлагаемом устройстве вычисление производится непосредственно за один такт работы, а в известном процесс вычисления осуществляется за число тактов, равное И,, 112О344

Составитель А.Клюев

Редактор Н.Бобкова Техред Ж.Кастелевич Корректор С.Черни (Заказ 7744/37 Тираж б98 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретения и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,