Устройство для вычисления корней

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано дри построении специализированных и проблемно ориентированных устройств и функциональных преобразователей для обработки информации в системах реального времени. Цель изобретения - повышение быстродействия . Устройство содержит блок 1 приращения функции,, сумматор 2 функции , шифраторы 3 и 4, сумматор 5 приращения корня, комбинационный сумматор 6, регистр 7 приращения корня, дешифратор 8, сумматор 9 корня, схему 10 сравнения с константой и блок И управления, предназначено для вычисления корней нелинейных уравнений в режиме слежения за быстроизменяющимся значением правой части уравнения, отличается от известных высоким быстродействием благодаря использованию шифраторов для формирования приращений корня в виде одного двоичного разряда в определенной позиции кода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. to

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

А1!!з! 3 (!!! (д1) 4 С 06 F 15/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1 ) 42 64 3 4 3 / 24 -2 4 (2 2 ) 0 9 . 04 . 8 7 (4 6 ) 3 0 . 1 1 . 8 8 . Бюл . 11! 4 4 (7 1 ) Институт кибернетики им . В . N . Глушкова (7 2 ) Л . Г . Козлов (5 3 ) 6 8 1 . 3 2 5 (088 . 8 ) (» ) Ав то рско е свидетельство СССР

У 5 5 1 б 4 1, кл . С 06 Р 7 / 3 8, 1 9 7 2 .

Авто рск о е свидетельство СССР

9 5 5 3 б 2 2, кл . G 0 б Р 1 5 / 3 2, 1 9 7 4 . (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕ НИЯ КОРЙЕй (5 7 ) Из обре те ние относится к области вычислит сл ь н о и техники и может быть использовано г ри по с т роении специализированных и проблемно о риентиров анньгх устройств и функциональных преобразователей для обработки инфо рмации в системах реального времени.

11ель изобретения — повышение быстродействия. Устройство содержит блок 1 приращения функции,. сумматор 2 функции, шифраторы 3 и 4, сумматор 5 приращения корня, комбинационный сум— матор 6, регистр 7 приращения корня, дешифратор 8, сумматор 9 корня, схему 10 сравнения с константой и блок

11 управления, предназначено для вычисления корней нелинейных уравнений в режиме слежения эа быстроизменяющимся значением правой части уравнения, отличается от известных высоким быстродействием благода- д ря использованию шифраторов дпя фор- мирования приращений корня в виде одного двоичного разряда в определенной 1 позиции кода. з.п. Ф-ли, 1 ил.

1441417

1< =Ко+1. -m..

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах управления реального времени для построения специ- 5 ализированных вычислительных устройств и функциональных преобразователей информации.

Цель изобретения — повышение быстродействия. !О

На чертеже представлена схема устройства, Устройство содержит блок 1 приращения функции, сумматор 2 ф,нкции, первый 3 и второй 4 шифраторы, сумма- !5 торы 5 приращения корня, комбинационный сумматор 6, регистр 7 приращения корня, дешифратор 8, сумматор

9 корня, схему 10 сравнения с константой, блок 11 управления, вход 12 за- 20 пуска информационный вход 13 и вы х д 14 устройства, Блок 11 управления содержит элемент ИПИ 15, ждущий мультивибратор 16, элементы 17-21 задержки, элемент И 22.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройства в сумматор 2 функции заносится на- 30 чальное значение заданной функции

Г = а Х + а Х + ...+ а коп ii1 " a торое, например, для нулевого началь,ного значения корня (Х = О} равно о ,значению коэффициента а . В регистры и сумматоры блока приращения

Функции заносятся значения коэффициентов s (n = 1,2,...,n), а регистр 7 приращения корня устанавливается в нулевое состояние. На уп- 40 равляюший вход 12 устройства поступает сигнал запуска, который, проходя через элемент ИЛИ блока 11 управления, запускает ждущий мультивибратор, Формирующий управляющие сигналы на выходе блока 11 управления, В первом такте первый шифратор 3 формирует на своем выходе и выд..ет на первый вход сумматора 5 приращения корня код номера (Ко)старшего значащего разряда значения функции

f, поступающего с выхода сумматора

2 функции на вход первого шифратора 3. В этом же такте второй шифратор 4 формирует на своем выходе и выдает на второй вход сумматора 5 приращения корня код номера (m„), старшего значащего разряда приращения

Функции !! f, которое поступает с выхода блока 1 приращения функции и на первой итерации работы устройства равно нулю, т.е. на выходе первого шифратора 4 — нуль. На третий вход сумматора 5 приращения корня также поступает нуль на первой итерации с выхода регистра 7 приращения корня— код 1„. На выходе сумматора 5 приращения корня во втором такте вычисляется код номера 1, старшего значащего .разряда приращения корня в соответствии с выражением

Знак приращения корня формируется с помощью комбинационного сумматора 6 в соответствии с выражением з1 п(Х,+, ) -sign(f ) х sign(!1f; ) ° sign(>X;), т.е. знак приращения для следующей итерации равен произведению знаков функции (f), ее приращения (gf), и приращения корня (6Х) на предыдущей итерации, причем это произведение берется с обратным знаком, т.е ° знак

;Формируется с помощью комбинационного сумматора 6, причем используется ег; инверсный выход. Для формирования знака приращения корня вместо комбинационного сумматора 6 можно использовать блок, содержащий трех входовый элемент И с инвертором на выходе. Код приращения корня 1, со знаком ДХ, фиксируется в регистре 7 приращения корня в третьем такте, С выхода дешифратора 8 значение приращения 6Х, = 2 подается на вход сум-1 матора 9 корня, где оно в четвертом такте прибавляе вся (или вычитается в зависимости от знака регистра 7 при— ращения корня} к предыдущему значению корня Хо в соответствии с формулой Х, = Хо + 6 Х,, т.е.

Х, = Х о + sign(gX,} 2

В четвертом такте блок 1 приращения функции начинает вычислять приращение Функции !!f для нового значе1 ния корня Х,, Количество затрачиваемьм для этого тактов зависит от вида функции f . После окончания этого процесса с управляющего выхода блока

1 приращения функции поступает сигнал на второй вход блока 1! управления, который выдает разрешающий сигнал на управляющий вход сумматора

3 14414

2 функции, где вычисляется новое значение функции f< = f + 6Е,, и разрешающий сигнал на управляющий вход схемы 10 сравнения, где происходит сравнение величины приращения ЬХ с заданной точностью Я . Если D, X o f, то схема 10 сравнения выдает сигнал на блок ll для продолжения итерационного процесса. Сигнал с выхода схемы )p

10 сравнения запускает ждущий мультивибратор блока 11 управления, который выдает управляющие сигналы на другие блоки устройства, функционирование которых происходит аналогично преды- 15 дущей итерации. В первом такте первый

3 и второй 4 шифраторы формируют номера старших значащих разрядов значений функции f и приращения функции

5f.. т.е. коды К,и m, соответственно. 20

Эти коды поступают на первый и второй входы сумматора 5 приращения корня соответственно с положительными отрицательным знаками. На третий вход сумматора 5 поступает код 1„ приращения корня с положительным знаком, так что во втором такте вычисляется код нового приращения корня

1 =К + 1, — тп„.

35

Знак приращения корня на второй ите-, рации формируется в .соответствии с выражением

sign(hX<) = -sign(f< )х хsign(gf, ) ° sign(h X,) с помощью комбинационного сумматора б. В третьем такте код 1 и знак при-. ращения h X фиксируются в регистре 7 приращения корня. Новое значение 40 корня Х = Х, + Х вычисляется в четвертом такте с помощью сумматора 9 корня, а блок 1 приращения функции формирует новое значение приращения фнукции hf, после че- 45 го в сумматоре 2 функции вычисляется новое значение функции, а схема 10 сравнения определяет признак окончания работы устройства, если с.> ЬХ, поскольку в этом слу- 50

2 чае на вход ждущег о мультивибратора блока ll управления не поступает запускающий сигнал с выхода схемы 10 сравнения.

Формула изобретения

Устройство для вычисления корней, содержащее блок приращения функ-. ции, сумматор функции, схему сравнения с константой и блок управления, причем выход схемы сравнения с константой соединен с первым входом блока управления, первый выход ко-торого подключен к разрешающим входам сумматора функции и схемы сравнения с константой, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены первый и второй шифраторы,сумматор приращения корня, комбинационный сумматор, регист1 приращения кор ня, дешифратор и сумматор корня, причем информационный выход блока приращения функции соединен с первым входом сумматора функции, информационный вход которого подключен к информационному входу устройства, а выход — к информационному входу первого шифратора, информационный вход второго шифратора соединен с выходом блока приращения функции, управляющие входы первого и второго шифраторов подключены к второму выходу блока управления, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены с управляющими входами соответственно сумматора приращения корня, регистра приращения корня и сумматора корня, информационный и знаковый входы которого подключены соответственно к выходу дешифратора и знаковому выходу регистра приращения корня, выход которого соединен с первым входом комбинационного сумматора, второй и третий входы которого соединены со знаковыми выходами блока приращения функции и сумматора функции, а выход — со знаковым входом регистра приращения корня, информационный вход которого подключен к выходу сумматора приращения корня, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго шифраторов, а третий информационный вход подключен к информационному выходу регистра приращения корня, к

; входу дешифратора,к первому входу схемы сравнения с константой, второй вход которой соединен с входом задания кон. станты устройства, выход блока приращения функции соединен с вторым входом блока управления, вход которого подключен к входу запуска устройства, выход сумматора корня соединен с выходом устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управСоставитель Ji, Козлов

Редактор И. Рыбченко Техред И.Дидык

Корректор Г. Решетник

Заказ 6290/53 Тираж 704

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

5 144)4I7 6 ления содержит элемент ИПИ, ждущий держки, выходы ждущего мультивибра= мультивибратор, пять элементов задер- тора, первого, второго, третьего, жки и элемент И, причем выход элемен- четвертого и пятого элементов эадержта ИЛИ подключен через ждущий мульти- ки подключены соответственно к второ5 вибратор к цепочке из последователь- му, третьему, четвертому, пятому и но соединенных первого, второго и первому выходам блока управления и третьего элементов задержки, второй первому входу элемента И, подключенвход блока управления подключен к ного вторым входом и выходом соотцепочке из последовательно соединен- 10 ветственно к первому входу блока и ных четвертого и пятого элементов за- второму входу элемента HJIH.