Устройство для извлечения квадратного корня

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах ЭВМ. Цель изобретения - сокращение оборудования. Устройство для извлечения квадратного корня содержит регистр 1 результата, буферный регистр 2, регистры сдвига 3 - 5, сумматор-вычитатель 6, мультиплексоры 7, 8, регистр 9 признаков. В устройстве извлечение квадратного корня представляет собой итерационный процесс и сводится к выполнению операции вычитания (если результат предыдущей операции положительный) или суммирования (если результат предыдущей операции отрицательный) чисел, одно из которых является перед началом вычислений подкоренным выражением, получаемым как результат операции, сдвинутый на один разряд влево, а другое - переменный делитель, который на каждом шаге вычислений формируется с помощью специальных двух чисел. 2 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

980 (ц)5 G 06 F 7/552

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4465453/24-24 (22) 26.07 ° 88 (46) 15.06 ° 90, Бюп. ¹ 22 (72} Б,M,Äâîðåöêèé и В.М.Мороз (53) 68!.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 754411, кл, G 06 F 7/552, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1300464, кл. G 06 F 7/552, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арИфметических устройствах

ЭВМ. Цель изобретения — сокращение оборудования, Устройство для извлечения квадратного корня содержит регистр 1 результата, буферный регистр

2, регистры сдвига 3-5, сумматор-вычитатель 6, мультиплексоры 7,8, регистр 9 признаков. В устройстве извлечение квадратного корня представляет собой итерационный процесс и сводится к выполнению операции вычитания (если результат предыдущей операции положительный) или суммирования (если результат предыдущей опер ации отрицательный) чисел, одно из которых является перед началом вычислений подкоренным выражением, получаемым как результат операции, сдвинутый на.один разряд влево, а другое — переменным делителем, который на каждом шаге вычислений формируется с помощью специальных двух чисел, 2 ил., 2 табл.

1571581

Изобретение относится к вьиислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах ЗВY.

Цель изобретения — сокращение оборудования.

На фиг.1 представлена функциоH, àëüíàÿ схема устройства для извлеения квадратного корня; на фиг.2 ример вычисления, Устройство для извлечения квадратого корня содержит регистр 1 реультата, буферный регистр 2,первый второй 4 и третий 5 регистры сдви- 1g а, сумматор-вычитатель 6, первый 7 второй 8 мультиплексоры, регистр 9 изнаков, первый 10 и второй 11 выоды анализа устройства, первый 12, торой 13 и третий 14 информационные 20 ходы устройства и информационный

ыход 15 устройства.

Все р егистры ус тро йс т в а выпол нены на D-триггерах с. динамической записью; входы синхронизации записи в . 25 регистры, управляющие входы мульти тлексоров и сумматора-вычитателя не показ аны.

В предлагаемом устройстве извлечение квадратного корня представля, ет собой итерационный пропесс и сво ится к выполнению операции вычита ния (если результат предыдущей операции положительный) или суммирова ния (если результат предыдущей опе,рации отрицательный ) чисел, одно из которых является перед началом вычислений подкоренным выражением, получаемым как результат операции, сдвинутый на один разряд влево, а другое — переменным делителем, кото40 рый на каждом шаге вьиислений формируется с помощью специальных двух чисел С gg и С 2 б

Числа С, и С2, в свою очередь являются также переменными и формируются на каждом такте вычислений путем сдвига исходных чисел С „,и

; С g,, полученных на предыдущем такте вычислений,, на один разряд вправо, Переменный делитель и °+,,(где

= 0,1, °...n, номер такта вычислений, n — разрядность результата вычислений), предназначенный дпя участия в вичислении Hà i+1-м такте,„фор55 мируется на i такте путем добавления или вычитания из текущего значения переменного делителя й; саответствующего числа С, или С«, в зависимости от значений знаковых (старших) разрядов остатков {частичных подкпренных выражений), полученных íà i-1-м и i-м шагах вычислений в соответствии с табл,1.

1. аблица1

Знаковый разряд

Фор миров ание переменного делителя остатка на i-1-м на i-u такте такте (выход 11) (выход 10) С2

С,, + С„ д.;., 0

Формирование же остатка Х;, на

i+1-м такте вычислений производится в соответствии с табл.2.

Таблица2

Формирование остатка на i+1-м такте

Знак остатка на i-м такте (выход

10 устройства) 0

Устройство для извлечения квадратного корня работает, следующим образом.

Перед началом выполнения вычисле— ний младшая часть 2п-разрядного подкор енного выражения через информационный тракт: информационный вход 12 устройства, регистр 1 результата, второй вход сумматора-вычитателя 6, выход сумматора-вычитателя 6 записывается. в первый регистр 3 сдвига,При этом сумматор-вычитатель 6 настраивается "на проход" по второму входу.

Затем аналогичным образом старшие и разрядов 2п-разрядного подкоренного выражения с выхода сумматора-вычитателя 6 через второй. вход первого мультиплексора 7 записываются в буферный регистр 2.

5 157

Затем через информационные входы

12 — 14 устройства записываются исходные значения делителя dä = 0,100...0, числа С,о = 0.100...0 и С,о = 1.100... ...О соответственно, а регистр 9 признака обнуляется (цепи установки в ноль регистра 9 признака не показаны)..

Каждый такт вычислений начинается с формирования остатка в буАерном регистре 2 в соответствии с табл,2, причем на первом такте вычислений остаток формируется путем безусловного вычитания из содержимого буферного регистра содержимого регистра 1, Формирование остатка осуществляется следующим образом. Через первый вход второго мультиплексора 8 на первый вход сумматора-вычитателя 6 поступает содержимое буАерного регистра

2 (старшая часть частичного подкоренного выражения или остаток), на второй вход сумматора-вычитателя 6 из регистра 1 результата поступает переменный делитель (на первом такте вычислений исходное значение d

= 0.100...0). Сум."оратор-вычитатель 6 настраивается в зависимости от значения знака остатка (выход 10 анализа устройства) в предыдущем такте на сложение или вычитание (в первом такте вычислений на вычитание) в соответствии с табл„2 и íà его выходе появляется результат, который через первый вход первого мультиплексора

7 записывается со сдвигом на один разряд влево в буАерный регистр 2.Одновременно по Аронту синхросигнала записи в буферный регистр 2 производится также сдвиг первого регистра 3 сдвига на один разряд влево, Причем в младший разряд буАерного регистра

2 по фронту синхросигнала записи записывается "старое (т.е. до сдвига) значение старшего разряда регистра

3 сдвига.

Кроме того, по фронту синхросигнала записи в буферный регистр 2 через последовательный вход записи в регистр 9 признака записывается значение старшего (знакового) разряда результата с выхода старшего разряда сумматора-вычитателя 6.

Затем осуществляется Аормирование переменного делителя d в регист1+1 ре 1 результата для следующего такта вычислений, Это осуществляется следующим образом. Устройством управле.

158) 55

1О

50 ния анализируются состояния выходов

10 и 11 анализа устройства и в соответствии с табл.1 на первый вход сумматора-вычитателя 6 через второй или третий входы второго мультиплексора 8 поступает содержимое второго

4 (r, „, ) или третьего 5 (С, ) регистров сдвига, а ца второй вход сумматора-вычитателя 6 поступает переменный делитель d; из регистра 1 результата, Одновременно сумматор-вычитатель

6 настраивается на сложение или вычитание (в соответствии с табл.1 ) таким образом, что к переменному делителю Й; добавляется или из него вычитается соответствующее число С; или

С . Сформированный на выходе сумматора-вычитателя 6 переменный делитель d;+< с выхода первого мультиплексора 7 поступает на первый вход регистра 1 результата и по фронту синхросигнала записи записывается в последний.

Далее на заключительном этапе такта вычислений в регистрах 4 и 5 осуществляется сдвиг их содержимого на один разряд вправо, тем самым Аормируются числа С„;+, и С, + для следующего такта вычислений, На этом очередной такт вычислений заканчивается, Следующий такт вычислений реализуется аналогично описанному и так далее вплоть до двух последних тактов вычислений. На и-1 такте переменный делитель 6 д формируется по тем же правилам с учетом того, что разрядная сетка расширена на один разряд (на Аиг. 2 этот такт помечен + ) °

На последнем такте вычислений младший разряд переменного делителя, который является окончательным результатом вычислений, Аормируется по значению знакового разряда остатка (анапизируется выход 10 устройства); если знак остатка равен О, то младщий разряд устанавливается в 1, если знак остатка равен 1,то в мпадпий разряд регистра результата записывается 0.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет сократить оборудование при реализации его в составе регулярной структуры арифметического устройства ЦВЧ и позволяет осуществлять вычисление квадратного корня из 2праэрядного целого числа. Далее. содер,1571581

Й Р14МЮ ИИЛИЮЮ

1% 9

РЕГИСТР

appaelm6

Р(ГИСТР

РИ 1@@ТЯТЯ

+ Of ОО0 . ДOf 00 .< ГЭ5 ЯЯР11ЦК РЕГИСТР

О.д 04 04 OO O+

+ W.f OOOO 0О OO

РЕГИСТРЫ ИСИ СЮЗАН вЂ” 16 Р— 1 (слаженмМ

VefOf OOOf0

Of gOOOOOOO — o е еоТ З 3"д"76

13ичи гФюи) 0 О 0 0 О 0 0 саланг

4.0 f f OO OOOO

choo oo oooo — 1

/сааие ф

f.00000 f 000

+ О О

0.44 Ф Ф. 0f 0f0. +С4 о . о o o i аГ77 т

"+ 6 О.ГI -С2

f f4fO у Alger 4bwpgg

f. 0 4 4 0 4 00 О.О . O.goo V OOOO

44 004

Составитель Б.Дворецкий

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Самборская

Редактор Т,Лазоренко

Заказ 1512

Тираж 564

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР..113035, Москва, >К-35,. Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина,101 жимое регистра 1 результата передается через сумматор-вычитатель 6 (вход 2), первый мультиплексор 7 (вход 2) и записывается в буферный

5 регистр 2, откуда поступает на информационный выход 15 устройства, ;Фор мул а и з о бр ет ени я

Устройство для извлечения квадрат-,1р ного корня, содержащее регистр результата, буферный регистр, сумматор, вычитатель и первый регистр сдвига, (, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, ; с целью сокращения оборудования,оно (, содержит второй и третий регистры сдвига, первый и второй мультиплексо ры и регистр признаков, причем выход сумматора-вычитателя соединен с первым входом первого мультиплексора,со 2п сдвигом на один разряд влево — с вто рым входом первого мультиплексора и

: с входом первого регистра сдвига, выход старшего разряда которого сое25 динен с входом первого (младшего) разряда первого мультиплексора, выход которого соединен с первым входом регистра результата и с входом буферного регистра, выход которого соединен с информационным выходом устройства и с первым входом второго мультиплексора, второй и третий входы которого соединены с выходами второго и третьего регистров сдвига соответственно, а выход соединен с первым входом сумматора-вычитателя, второй вход которого подключен к выходу регистра результата, а выход старшего разряда — к входу п оследов ат ель ной з апи си регистра признаков, выходы младшего и старшего разрядов которого являются первым и вторым выходами анализа устройства соответственно, первый,второй и третий информационные входы устройства соединены с вторым входом регистра результата, входами второго и третьего регистров сдвига, !

@ЩР ТНЮО КОЕЮ

-О ЮО1