Устройство для логарифмирования чисел

 

Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет повысить точность и увеличить быстродействие логарифмирования за счет того, что значения логарифмов берутся из программируемого постоянного запоминающего устройства, а не являются результатом приблизительных расчетов, и за счет того, что количество необходимых операций в данном устройстве значительно меньше , чем в известных. По команде Пуск на входы блока определения значащих цифр (БОЗЦ) послтедовательно поступают коды разрядов десятичного числа. В БОЗЦ определяется момент поступления первой значащей цифры (отличной от нуля), которая записывается в первый регистр. Информация о коде в остальных р азрядах записывается в остальные т-1 регистров. Затем десятичный код числа преобразуется в двоичный в преобразователе цифрового кода и поступает на вход программируемого постоянного запоминающего устройства , на вьпсоде которого образуется мантисса преобразуемого числа. Характеристика преобразуемого числа формируется на выходе реверсивного счетчика в соответствии с сигналами на выходах БОЗЦ и триггера, которые пропорциональны количеству значащих цифр в преобразуемом числе. 3 ил. с б С го сд 00 4i О)

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5D4 Н 03 И !/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ""

ГОСУДЮ СТВЕННЫй НОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3728356/24-24 (22) 11.04.84 (46) 15.09.86. Бюл. У 34 (71) Институт физики АН ЛитССР (72) А.В.Тамошюнас (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

0 813414, кл. С 06 F 7/38, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 767755, кл. G 06 Р 7/38, 1978, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОГАРИФМИРОВАНИЯ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет повысить точность и увеличить быстродействие логарифмирования sa счет того, что значения логарифмов берут. ся из программируемого постояниого запоминающего устройства, а не являются результатом приблизительных расчетов, и за счет того, что количество необходимых операций в данном устройстве значительно меньше, чем в известных. По команде

"Пуск" на входы блока определения . значащих цифр (БОЗЦ) последовательно поступают коды разрядов десятичного числа, В БОЗЦ определяется момент поступления первой значащей цифры (отличной от нуля), которая записывается в первый регистр. Информация о коде в остальных разрядах записывается в остальные m-1 регистров. Затем десятичный код числа преобразуется в двоичный в преобразователе цифрового кода и поступает на вход программируемого постоянного запоминающего устройства, на выходе которого образуется мантисса преобразуемого числа. Характеристика преобразуемого числа формируется на выходе реверсивного счетчика в соответствии с сигналами на выходах БОЗЦ и триггера, которые пропорциональны количеству значащих цифр в преобразуемом числе, 3 ил.

1257846

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационных системах

Цель изобретения — повышение точности и увеличение быстродействия логарифмирования.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для логарифмирования чисел, на фиг, 2 — временные диаграм. мы для случая N=5 М=З, количество значащих цифр 4, на фиг. 3 — временные диаграммы для случая 11=5, М=З, количество значащих цифр 1.

Устройство содержит коммутатор 1, параллельный счетчик 2, генератор

3 тактовых импульсов, блок 4 определения значащих цифр, дешифратор 5, логический элемент И 6, триггер 7 значности числа, инвертор 8, логический элемент И 9, формирователь

10-1-10-ш импульсов записи, реверсивный счетчик 11, регистры 12-.112-(m+1), преобразователь 13 цифрового кода, программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ)

14, Первую 15 и вторую 16 шины выходного кода, шину 17 "Пуск" и шину 18 входного кода.

Принцип действия устройства логарифмирования чисел заключается в том, что из N-разрядного преобразуемого десятичного числа путем выбора М первых значащих цифр (М4Н, величина M зависит от желаемой точности преобразованиями формируется Мразрядное число, которое в дальнейшем подвергается логарифмированию, т.е. определение его мантиссы и характеристики.

Устройство работает следующим образом.

По команде "Пуск" начинает работать генератор 3 тактовых импульсов.

Тактовые импульсы (фиг. 2, выход 3) приводят в действие параллельный счетчик 2, который на входы коммутатора 1 и дешифратора 5 передает упорядоченный перебор двоичных кодовых комбинаций, увеличивающихся не единицу синхронно с каждым отрицательным перепадом тактовых импульсов генератора 3. Каждая кодовая комбинация на управляющем входе коммутатора

1 определяет номер его цифрового входа, с которого на входы блока 4 и входы регистров 12 передается информация определенного разряда десятич-, ного числа. Так, например, при кодо55 да формирователя 10-1 импульса записи на устанавливающий вход формиро, вателя 10-2 импульса записи, своим отрицательным перепадом формирует

10 l5

50 вой комбинации 0001 передан старший значащий разряд числа с входа Al коммутатора 1, Таким образом, за и тактов генератора 3 тактовых импульсов поочередно передается информация всех N разрядов преобразуемого числа, начиная со старшего разряда и кончая младшим разрядом (фиг. 2, выход 1). При этом каждая определенная кодовая комбинация, поступающая на вход дешифратора

5, вызывает появление уровня логического нуля на определенном его выходе, Например, кодовая комбинация, по которой на входы блока 4 и регистров 12 передается информация с входа

А„ коммутатора 1, вызывает появление уровня логического нуля на выходе .

В„ дешифратора 5 (фиг. 2, выходы

Вб Ял, Bn+19 В .) °

При появлении первого значащего числа на входе блока 4 определения значащих цифр, который может быть выполнен на микросхеме К155 ЛЕЗ, на

его выходе устанавливается уровень

Э логического нуля (фиг. 2, выход 4), который через первый логический элемент И 6 передается на устанавливающий вход триггера 7 определения эначности числа и вызывает его опрокидывание, т.е. на его неинвертирующем выходе устанавливается уровень логической единицы, а на ин-, вертирующем выходе — уровень логического нуля (фиг. 2, выход 7, Q).

Таким образом формируется передний фронт импульса значности числа.

Поступление отрицательного перепада напряжения на устанавливающий вход формирователя 10-1 импульса записи вызывает установку уровня логической единицы на. его выходе (фиг. 2, выход 10-1). Очередной положительный перепад напряжения, Ilo ступающий с выхода генератора 3 тактовой частоты, восстанавливает уровень логического нуля на выходе формирователя 10-1 импульса записи (фиг. 2, выход 10-1). Таким образом формируется импульс записи, при подаче которого на регистр 12-1 осуществляется запись первого значащего числа.

Импульс записи, поданный с выхо1257846 4 разуется в двоичный код, который определяет адрес ячеек памяти программируемого 14 постоянного запоминающего устройства. Каждому десятичному числу соответствует одна ячейка ППЗУ

14, в которую заведомо с желаемой точ- ностью в двоичной форме записана мантисса данного числа. Мантисса числа поступает с выхода программируемого

1О постоянного запоминающего устройства

14 на первую входную шину 15 уст) ройства. Таким образом протекает процесс определения мантиссы преобразуемого десятичного числа с точностью

15 до первых M значащих цифр.

i начало импульса записи на выходе формирователя 10-2 импульса записи (фиг. 2, выход 10-2). Очередной отрицательный перепад напряжения на выходе генератора 3 тактовых импуль сов записывает следующее число в регистр 12-2 записи, а следующий по ложительный перепад напряжения на выходе генератора 3 тактовых импуль сов завершает формирование импульса записи на выходе формирователя 10-2 импульса записи (фиг. 2, выход 10-2

Аналогично протекает процесс формирования импульсов записи на выходах всех остальных формирователях 10-31О-т импульсов записи и запись первых значащих цифр в регистры 12-112-m записи.

В том случае, если количество значащих цифр К меньше количества 20 регистров 12-1-12-ш записи, то в остальные регистры 12-(m-М+1)- 12-тп записи записываются нули с входов

А„„-А„,„„коммутатора 1. Так, например, если десятичное число сос- 25 тоит лишь из одной значащей цифры, поданной на вход А коммутатора l, то она будет записана в регистр 12-1 записи (фиг. 3, выход 10-1). В остальные регистры 12-2-12- m записи зО будут записаны нули с входов А„„А„„„„ коммутатора 1 j ôèã. 3, выходы

10-2 и 10-31, В том случае, если все разряды числа равняются нулю, формовка им- 35 пульса значности числа, т.е. опрокидывание триггера 7 определения значности числа, происходит эа счет подачи уровня логического нуля на ус" тановочный вход триггера 7 эначности числа с выхода В„ дешифратора 5 через первый логический элемент И 6.

Поступление уровня логического нуля на сбрасывающий вход триггера

7 определения значности числа с выхо-45 да В„„ дешифратора 5 (фиг. 2, выход В„„) восстанавливает уровень логического нуля на неинвертирующем выходе и уровень логической единицы на инвертирующем выходе триггера 7 Ы определения значности числа (фиг.2, выход 4), Длительность импульса определения значности числа прямо пропорциональна эначности преобразуемого десятичного числа, 55

Сформированное в регистрах 12-1—

12-m записи M разрядное число преобразователем 13 цифрового кода преобУровень логического нуля, подводимый с выхода В дешифратора 5 (фиг. 2, выход В ) на первый вход (параллельной записи) реверсивного счетчика 11, вызывает запись цифры

"l3" на его выходе (фиг. 2, выход

11). На неинвертирующем выходе триггера 7 значности числа возникает импульс значчости числа (фиг. 2, выход 4)., который поступает на первый вход первого логического элемента И 9 и способствует прохождению импульсов тактовой частоты генератора 3 через второй вход первого логического элемента И 9 на первый (счетный1вход реверсивного счетччка 11.

Каждый положительный перепад имну;-ьсов тактовой частоты вызывает увеличение кода на выходе реверсивного счетчика 11. Так, например, при подаче одного тактового импульса иа выходе реверсивного счетчика 11 возникает цифра "0", после следующего тактового импульса — цифра "1" и ч,д. (фиг, 2, выход 11) ° Если десятичное число содержит К значащих цифр, то на счетный вход реверсивного счетччка ll до завершения импульса значности числа будут поданы К тактовых импульсов, à íà его выходе установится цифра "К-i", которая определяет характеристику преобразуемого десятичного числа (фиг ° 2, выход 11).

Уровень логического нуля, возникающий на выходе В„„ (фиг. 2, выход

В„„) дешифратора 5, инвертируется инвертором 8 и подается на управляющий вход регистра 12-(m+1), вследствие чего происходит запись характеристики в данный регистр (фиг,2, выход Sl, с выхода которого код ха3 125 рактеристики поступает на вторую выходную шину 16.

Формула и э о б р е т е н и я

Устройство для логарифмирования чисел, содержащее шину "Пуск", переключающее устройство, счетчик, реверсивный счетчик, генератор тактовых импульсов, два элемента И, три регистра, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом счетчика и с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и . увеличения быстродействия, в него введены блок определения значащих цифр, триггер, инвертор, .в формирователей импульсов записи, в -2 регистров, преобразователь цифрового кода, программируемое постоянное запоминающее устройство и дешифратор, а переключающее устройство выполнено на коммутаторе, причем входы дешифратора объединены с управляющими входами коммутатора и подключены к выходу счетчика, первый выход дешифратора соединен с вторым входом реверсивного счетчика, второй — с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока определения значащих цифр, а выход — к первому входу триггера, второй вход которого объединен с входом инвертора и соединен с третьим выходом дешифратора, четвертый выход ко7846 торого подключен ко второму входу счетчика и первому входу генератора тактовых импульсов, второй вход которого является шиной "Пуск", а вы5 ход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами формирователей сигналов записи, второй вход первого из которых подключен к инверсному выходу триггера, прямой вы1О ход которого соединен с вторым вхоцом первого элемента И, выход каждого i-го формирователя сигнала записи, кроме m-го, соединен с пер- . вым входом соответствующего i-горегистра и вторым входом i+1-го форми1 рователя сигнала записи, выход m-ro

1 формирователя сигнала записи соединен с первым входом m-ro регистра, вторые входы соответствующих m peрО гистров объ.единены между собой и с входами блока определения значащих цифр и подключены к выходам коммутатора, выходы tn регистров подключены к соответствующим ",ходам преобраэова25 теля цифрового кода, выход которого соединен с входом программируемого постоянного запоминающего устройства, выход которого является первой выходной шиной, выход инвертора под3Q KsBo÷åH к первому входу (ш+1)-ro регистра, вторые входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, выход (m+1)-го регистра является второй выходной шиной, первые

5 входы коммутатора ми входного кода, а второй и третьи входы — шиной нулевого потенциала.

1257846

guava

ИааоЯ Э

Вэ|хоЮt дэви Уу а еа. ь бмхаРАиф, Ру

Ваио8 10- f даа иУ 10- Z дэиа7 10- 5 ды.гоР 11

1257846 (cãä I ö-g

Составитель А.Симагин

Техред И.Верес

Корректор В. Синицкая

Редактор Т.Митейко

Заказ 5041/58

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 дыАоУ7, g

Аеп8 РО-/

Ъиаа fg-g

Ьа аУЮ-3 джаРФ дэюиУ 8

Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раутская наб., д. 4/5