Устройство для возведения в степень
Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет повысить быстродействие процесса возведения в степень за счет того, что возведение осуществляется за один такт независимо от показателя степени. Устройство содержит регистр аргумента 1, шифраторы произведений разрядов аргументов 2.1, ..., 2т, коммутаторы 3.1, ..., 3т, сумматор 4, шифратор показателя степени 5, шифратор 6, вход аргумента 7, вход показателя .: степени 8, выход результата 9. На шифраторах произведений разрядов аргументов за один такт образуются все возможные конъюнкции разрядов аргумента , находящегося в регистре аргумента 1. Затем конъюнкции суммируются на сумматоре 4. Управление прохождения конъюнкции на Ъумматор осуществляется шифратором показателя степени. 4 ил. о & (Л ю 4 Од О (;о ю Ф14г.1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„, 1246092 (50 4 С 06 F 7/552
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к Автоескомю свидетельств
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3809042/24-24 (22) 29. 10.84 (46) 23.07.86. Бюл. № 27 (72) А.Ю.Глазачев (53) 681. 325 (088. 8) . (56) Авторское свидетельство СССР № 425175, кл. G 06 F 7/38, 1971.
Авторское свидетельство СССР
¹ 290279, кл. С 06 F 7/552, 1969 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В
СТЕПЕНЬ (57) Изобретение относится к вычисли- " тельной технике и позволяет повысить быстродействие процесса возведения в степень за счет того, что возведение осуществляется за один такт независимо от показателя степени. Устройство содержит регистр аргумента 1, шифраторы произведений разрядов аргументов 2.1, ..., 2ш, коммутаторы
3.1, ..., Зш, сумматор 4, шифратор показателя степени 5, шифратор 6, вход аргумента 7, вход показателя,: степени 8, выход результата 9. На шифраторах произведений разрядов аргументов за один такт образуются все возможные конъюнкции разрядов аргумента, находящегося в регистре аргумента 1. Затем конъюнкции суммиру ются на сумматоре 4. Управление прохождения конъюнкции на сумматор осуществляется шифратором. показателя степени. 4 ил.
46092
Таблица 1
°
9 10
Ф
РаэО
PHgbt
11 12
3 4
14 15
4 г(13 1
16 17
О, 1 2
О, !
Х
12 13
1»й этап
21 22 23
31 - 32 33
21 12, 22 2 °
23 31 13 ° 32 23, 33 Э
1 12 13
12 2
1Э 23 3
В2 после суммирования одннаковьи конъвнкцнй, в 2
23
Хm mО,, 1 2 3
2-й этап
13 1 12
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в быстродействующих специализированных вычислителях.
Цель изобретения — повышение быстродействия за счет параллельного вычисления совокупности частичных сумм, образующих значение результата.
На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства, на фиг. 2— схема шифратора показателя степени; на фиг. 3 — схема коммутатора; на фиг. 4 — схема шифраторов произведений разрядов аргументов.
Устройство содержит регистр аргумента, шифраторы 2.1, ..., 2m произ ведений разрядов аргументов, коммутаторы 3.1, ..., Зш, сумматор 4, шифратор 5 показателя степени, дешифратор 6, вход 7 аргумента, вход 8 показателя степени, выход 9 результата.
Устройство функционирует следующим образом.
На вход 7 аргумента параллельным кодом подается число )(в виде положительной правильной дроби с разрядностью значащей части m.
Опишем возведение в степень п
15 числа X с помощью диаграммы возведения, приведенной в табл. 1.
) ?46092
Проаолкение табл. 1 е
123
1 2 3 4 5 6 7 Я 9 10 11 12 13 14 15 16 17
13 В2Х1 2
12
В2 Х2 2
13
В2 Х3 2
123
23
13 13 13 . 13
t 23 123
23
Х О, 1 2 3
3-й этап
12
ВЗХ12
13 13 13 13
123
t2
12
123 123
123
ВЗ после сую ирования одинаковык коньюнкций п 3
)246092
Продолжение табл. 1
1 2 3 ° 4 5
f 23 123 123 123
123 123
Вн К2 2
23
123
123
ВЗЛЗ 2
13 13 13 13
12
13 13 13
123
О, 1 2 3
4-й э ап
13 13 13
В4 Х1 2
123
123
123 12.В4 после суимиро" ванин одннако" вых конъюнкций„ п - 4 г...
7 8 9 10 11 12 13 14 1 1б 17
1246092
Il Х ГГТ
Продолжение табл. 1
8 9 !О 11 12 1Э 14 1 16 17
1 2 3 4 5 6 7
123. 123 123 123
В4 Х2 2
123
123 23
23.
123
13 13 13
В4ХЭ 2
123 123
В5 после суммированияя одинаковых ко нъюмкцйй»
n * 5
12 12
13 13
1Э
123
123
123 123
23
23 23
1 1 1
Всчм суммарная совокупность коньюнкди11
12 12 12 12 12
2 2 2
13 13 13 13 13 13
13 13
123
123 123 123 123 !23 23 23 23
2Э 23
23, 23
Пусть в этом случае m = 3, а пока- диаграммы проиэводится возведение эатель степени может принимать эначе- числа X в степень 2 путем умножения ния п = 2, 3, 4, 5. На первом этапе Х Х. Поскольку оба умножаемых числа
1246092
Таблица 2
Конъюн ции
Разрядн
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2. Э, 4. 5.
3.
4.
5. 5.
5 °
2.
3. 3. 3. 3.
4. 4. 4.
5. 5.
123
Э ° Э.
4.
5, 5.
2. Э, 4.
5. 5.
5 °
5. одинаковы, то конъюнкции в полученном ромбе умножения можно видоизменить по следующим равенствам 11=1,. 21=12, 22=2, 31=13, 32=23, 33=3. После суммирования одинаковых конъюнкций образуется результат первого этапа 82 в виде совокупности определенным образом расположенных конъюнкций 1, 12, 2, 13, 23, 3, сумма которых равна
Умножим полученную совокупность конъюнкций 82 на число Х последовательно разряд за разрядом. При умножении значения какого-либо разряда 1 на конъюнкцию, уже содержащую значение данного разряда, эта конъюнкция остается беэ изменения. Если конъюнкция не содержит значение данного разряда, то в ней в результате записывается номер разряда, на который она умножается.
Сумма одинаковых конъюнкций для полученных на втором этапе промежуточных совокупностей конъюнкций второго этапа 83, сумма которой равна 1 ..
На третьем э vane производится умножение совокупности конъюнкций 83 на В,, в результате чего образуется совокупность конъюнкций БА, сумма ко5 нъюнкцнй которой равна Y, . На четвертом этапе диаграммы возведения производится умножение совокупности конъюнкций 84 на h, в результате чего образуется совокупность конъюнкций н5
Â5, масса конъюнкций которой равна
Наложением по ИЛИ одноименных эна лений конъюнкций совокупностей 82, 83, 84, 85 образуется суммарная совокупность конъюнкций Б„„„, в состав которой по
ИЛИ входят все конъюнкции совокупностей 82, 83, 84, 85.
Составим диаграмму коммутации (табл. 2), по которой .иэ суммарной
20 совокупности конъюнкций Вt„ выбирается совокупность конъюнкций, соответствующая заданному показателю степени.
1246092
Суммирование конъюнкций выбранной совокупности дает искомый результат и
Х . На диаграмме коммутации по вертикали записывается вид конъюнкции, а по горизонтали разряд, в котором 54 она расположена. Наличие конъюнкции обозначается цифрами 2., 3., 4., 5. с . точкой соответственно для показателей степени 2, 3, 4, 5. Число выходов разрядов регистра 1 аргумента пода- 10 ется на входы шифраторов 2.1.
2.m (m — разрядность аргумента, произведений разрядов аргументов, причем j é шифратор (j = 1, m) формирует все возможные произведения раз- 15 рядов аргумента. Например, первый шифратор в рассматриваемом случае формирует конъюнкции 1, 2, 3; второй шифратор формирует конъюнкции 12, 13, 23; третий — 123. 20
С выхода j-го шифратора 2.J npoизведений разрядов аргументов сформированные 1-еместные конъюнкции поступают на информационные входы коммута тора З.J. Код показателя степени поступает на вход дешифратора 6. Сигналы с выходов дешифратора 6 поступают на вход шифратора 5 показателя степени, где формируются сигналы разре— шения прохождения через коммутаторы, .30
3.1, ..., 3 m конъюнкции в соответ.ствующих разрядах. В рассматриваемом случае в соответствии с диаграммой возведения шифратор 5 показателя степени формирует сигналы 2., 2.3.4, 3., 3.4, 4., 3.5., 5., 4.5., 3.4.5.
Данный шифратор строится на основе диаграммы коммутации.
Коммутаторы 3.2, ..., З.m содержат элементы И, расположенные по раз- 40 рядам в соответствии с диаграммой коммутации, где на первые входы элементов И подаются соответствующие
1 конъюнкции (1, 2, 3 или 12, 13, 23, или 123).
На вторые входы элементов И пода— ются сигналы разрешения прохождения конъюнкций с шифратора 5 показателя степени.
На выходах коммутаторов формируется одна из совокупностей В2, ВЗ, В4, В5 значения которой подаются на соответствующий вход сумматора 4.
На выходе сумматора 4 формируется н значение ч
Формула изобретения устройство для возведения в сте.пень, содержащее регистр аргумента и сумматор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия за счет параллельного вычисления совокупности частичных сумм, в него дополнительно введены дешифратор, 1 коммутаторов (— разрядность аргумента),п шифраторов произведений разрядов аргументов и шифратор показателя степени, причем выходы разрядов регистра аргумента соединены с входами J --го .шифратора произведений разрядов аргументов (J =1,â ), выходы которого соединены с информационными входами J-го коммутатора, выходы которого соединены с j — м информационным входом сумматора, выход которого является выходом результата устройства, управляющие
1 входы 1 --ro коммутатора соединены с выходами шифратора показателя степени, входы которого соединены с выходами дешифратора, входы которого являются входами показателя степени устройства, вход аргумента которого соединен с информационным входом регистра аргумента.
1246092
0m ширратара показателя
4 иг. У
От регистра 1 кХ2
Составитель С. Куликов
Редактор Н. Тупица Техред Н.Бонкало Корректор И.Муска
Заказ 4002/42 Тираж 671 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
