Устройство вычисления функций

 

Изобретение позволяет вычислять функции с плавающей запятой, используя вычисление вспомогательной функции с фиксированной запятой. Цель ции f(х) где (х) - вычисляизобретения - упрощение устройства достигается за счет вычисления функф(х X ется с фиксированной, а Cf(x) - с плавающей запятой. Предложенное устройство содержит блок 1 деления, сдвигатель 2, счетчик 3, вычитатель 4, блок 5 памяти, в котором хранятся значения функции ср(х) x-f(x) с фиксированной запятой, денормализатор 6, блок 7 вычисления модуля мантиссы . Данное устройство может &лть исполнено в виде одной большой интегральной схемы и использовано в качестве функционального расширителя центрального процессора ЭВМ. 1 ил. i (Л

союз СОВЕтских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3864616/24-24 (22) 27.02.85 (46) 15.03.87. Бюл. У 10 (71) Институт кибернетики им. В.М.Глушкова (72) А,Ф,Кургаев и А.В.Писарский (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 355619, кл. G 06 F 7/38, 1970.

Авторское свидетельство СССР

У 1145340, кл. G 06 F 7/544, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ВЫЧИСЛЕНИЯ ФУНКЦИЙ (57) Изобретение позволяет вычислять функции с плавающей запятой, используя вычисление вспомогательной функции с фиксированной запятой. Цель изобретения — упрощение устройства достигается за счет вычисления функции f(х) = -, где f(х) — вычисля(р(х) ется с фиксированной, а (р(х) — с плавающей запятой. Предложенное устройство содержит блок 1 деления, сдвигатель 2, счетчик 3, вычитатель 4, блок 5 памяти, в котором хранятся значения функции cp(x) = х-f(х) с фиксированной запятой, денормализатор 6, блок 7 вычисления модуля мантиссы. Данное устройство может быть исполнено в виде одной большой интегральной схемы и использовано в качестве функционального расширителя а центрального процессора ЭВМ. 1 ил.

1 12970

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении функциональных расширителей электронных вычислительных машин различных классов и назначения.

Целью изобретения является упрощение устройства.

Вычисление функции f(x) с плавающей запятой достигается использованием вычисления в функциональном блоке (в простейшем случае — выборки из памяти) функции ср(х) х ° f(х) с последующим вычислением й(х)= — . При 15 ср(х) х этом g(x) вычисляется с фиксированной, а f(x) — с плавающей запятой.

Использование этого преобразования для вычисления функции с плавающей запятой эффективно применяется для нечетных функций, представляемых рядом Тейлора вида:

f (x) — - (а х+а хз+а х +...)

5 х э

Это справедливо, в частности, для функций ctg(x) cth(x) и др.

Для значений аргумента х, представленного в форме с плавающей запятой х * ш„ 2 ", в диапазоне х E (2 ", и/4) порядок аргумента

Р„ 1,Й, при вычислении f (x)=ctgх в функциональном блоке вычисляется ф(х) х-< tg x с фиксированной запятой, так как cg(x) 6 (/4, 1), а результат f, (х) ср,(х)/х представляется с плавающей запятой. Аналогичным образом вычисляется также f<(x)=

cth(x), х е (2 ", 1), а также другие функции такого типа, например

Таким образом, предлагаются новый способ 1зычисления функций с плаваю" щей запятой, состоящий в том, что вычисляется вспомогательная функция

cp(x)x 1 (х) с фиксированной запятой с последующим вычислением отношения

f(x) =- - — и устройство реализуюср (х) х

Ф щее этот способ. Обычно же применяется прямое вь;числение f(x) с плавающей запятой выполнением многих операций с плавающей запятой.

На чертеже приведена блок-схема предложенного устройства.

Устройство содержит блок 1 деления, сд зигатель 2, счетчик 3, вычи35

39 2 татель 4, блок 5 памяти, денормализатор 6, блок 7 вычисления. модуля мантиссы аргумента. Входы 8 порядка аргумента подключены к информационным инверсным входам счетчика 3, чьи выходы являются выходами 9 порядка результата, и к управляющим входам денормализатора 6. Входы 10 мантиссы аргумента соединены с информационными входами блока 7 вычисления модуля мантиссы и с входами делителя блока 1 деления, а вход 11 знака мантиссы аргумента подключен к входу знака делителя блока 1 деления и к управляющему входу блока 7 вычис ления модуля мантиссы аргумента.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Мантисса ш„ аргумента х со входов 10 поступает на информационные входы блока 7 вычисления модуля мантиссы, в котором под управлением знакового разряда мантиссы m аргумента, поступающего с входа 11, определяется модуль мантиссы m„ (предполагается m„ со входов 10 поступает представленной в дополнительном коде). Модуль мантиссы m с выходов блока 7 поступает на входы уменьшаемого вычислителя 4 и на информационные входы денормализатора б, в котором под управлением порядка Р„ аргумента х выполняется денормализация модуля мантиссы ш, т.е. аргумент х на выходе денормалиэатора 6 представляется в форме с фиксированной запятой. Это значение х с выхода денормализатора б поступает на входы блока 5, где вычисляется с фиксированной запятой значение функции

Ч(х) = х f(x). С выхода блока 5 значение (р(х) поступает на входы сдвигателя 2 и на входы вычитаемого вы-. читателя 4, где по знаку разности определяется:значение р(х) больше или равно модулю мантиссы /m„/. В счучае, если (g(x) / m„/, то вырабатывается сигнал увеличения содержимого счетчика 3 на два (добавочная единица обеспечивает взятие дополнительного кода от отрицательного порядка аргумента для получения порядка функции) и сдвиг содержимого сдвигателя

2 на один разряд вправо для обеспечения правильной работы блока 1 деления (делимое должно быть меньше делителя), так как модуль мантиссы ар39

Составитель З.Шершнева

Редактор Л.Повхан Техред МеХоданич Корректор СеЧерни

Заказ 781/51 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 12970 гумента /m„i не выходит за диапазон (0,5: 1), à (g(x) E (.«/4, 1), то отноиееие E (О,Е: 2) . Если сЕ (х) с m „, q (х) шх

5 то вырабатывается только сигнал уве- личения содержимого счетчика 3 на единицу. С выходов сдвигателя 2 значение Ц)(x) поступает на вход делимого блока 1 делимого, на вход делите- 10 ля которого поступает значение мантиссы аргумента m „ co входов 10 и знак мантиссы с входа 11. В результате деления на выходах 12 блока деления получается значение мантиссы функции f(x), а на выходах 9 счетчика 3 — значение порядка функции f(x) .

Предложенное устройство может быть20 выполнено на серийных микросхемах, а именно блок 1 деления (КР1802 ВР2), сдвигатель 2 .(K155 ИР1), счетчик 3 (К155 ИЕ7), вычитатель 4 (К555СП1), функциональный блок 5 (K501 PK 1П или.KP 556 РТ4), денормализатор 6 (КР 1802 ВР1), блок 7 вычисления модуля мантиссы (K155 ИЕ7).

Денормалиэатор 6 может быть реали- -30 эован, например, на основании микросхем Аш25810, отечественный аналог

К531 ИР 21. При соответствующем соединении Am25S10 могут быть использованы для сдвига любого числа битов 35 на любое число разрядов вправо или ,влево.

Формула изобретения

Устройство вычисления функций, содержащее блок памяти, вычитатель,счет. чик, сдвигатель, причем информационный вход счетчика является входом порядка аргумента устройства, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит блок деления, денормализатор, блок вычисления модуля мантиссы аргумента, информационный вход которого является входом мантиссы аргумента устройства и соединен с входом делителя блока деления, .управляющий вход блока вычисления модуля мантиссы аргумента и вход знака делителя блока деления соединен с входом знака аргумента устройства, выход блока вычисления модуля мантиссы аргумента соединен с информационным входом денормализатора и входом уменьшаемого вычитателя, выход денормализатора соединен с адресным входом блока памяти, выход которого соединен с входом вычитаемого вычитателя к с информационным входом сдвигателя, выход которого соединен с входом делимого блока деления, выход которого является выходом мантиссы функции устройства, информационный вход счетчика .соединен с управляющим входом денормализатора, выход знакового разряда вычитателя соединен с входом управления направлением сдвига сдвигателя и со счетным входом счетчика, выход которого является выходом порядка функции устройства.