Устройство для вычисления функции √x2 + y2

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в возможности сокращения времени для получения результата вычислений. Устройство содержит регистр первого операнда, первый и второй счетчики порядка, счетчик второго операнда, дешифратор, блок управления. Дополнительно содержит два логических элемента И-НЕ, обеспечивающие досрочное завершение вычислений, если один из операндов значительно меньше другого. 1 ил.

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено, например, в специализированных вычислительных блоках.

Известны устройства для вычисления функции , содержащие регистры операндов, сумматоры, счетчики, коммутаторы, логические элементы [А.с. 404082 СССР, 1971].

Недостатком известного устройства являются значительные аппаратные затраты.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вычисления функции [А.с. 752332 СССР, 1980], содержащее регистр первого операнда, счетчик второго операнда, первый счетчик порядка, блок управления, второй счетчик порядка и дешифратор, входы которого подключены к разрядным выходам первого счетчика порядка, а выходы - к разрядным входам счетчика второго операнда, выход переполнения которого подключен к входу первого счетчика порядка, установочные входы и выходы которого соединены соответственно с выходами и входами второго счетчика порядка, выход и вход знакового разряда которого подключены к первому управляющему входу и выходу блока управления, подключенного также к входу первого счетчика порядка, разрядные входы регистра первого операнда соединены с соответствующими выходами счетчика второго операнда, выход нулевого разряда которого и выход первого разряда регистра первого операнда соединены с соответствующими входами блока управления, второй управляющий выход которого подключен к входам регистра первого операнда и счетчика второго операнда, установочные входы которого подключены к выходам регистра первого операнда.

Недостатком этого устройства является его низкое быстродействие.

Задачей настоящего изобретения является совершенствование устройства для вычисления функции .

Технический результат - возможность сокращения времени получения результата вычислений.

Технический результат достигается тем, что в известное устройство для вычисления функции , содержащее регистр первого операнда, первый и второй счетчики порядка, счетчик второго операнда, дешифратор, блок управления, дополнительно вводятся два ()-входовые логические элементы И-НЕ, соединенные между собой по схеме "монтажное ИЛИ", общий выход которых связан с блоком управления, причем входов каждой из них подключены к старшим разрядам регистра первого операнда и к старшим разрядам счетчика второго операнда соответственно (где n - разрядность операндов).

Введение дополнительно двух логических элементов И-НЕ и их связей с другими блоками устройства позволило сократить время получения результата вычислений. Это является новым техническим решением в технике цифровых вычислений, поскольку результаты проведенного заявителем анализа аналогов и прототипа не позволили выявить признаки, тождественные всем существенным признакам данного изобретения.

Предложенное устройство имеет изобретательский уровень, так как из опубликованных научных данных и существующих технических решений явным образом не следует, что заявляемая совокупность блоков, узлов и связей между ними позволяют сократить время получения результата вычислений.

Предложенное устройство для вычисления функций промышленно применимо, поскольку его техническая реализация возможна с использованием типовых элементов микроэлектронной техники (интегральных логических схем).

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит регистр 1 первого операнда, первый 2 и второй 3 счетчики порядка, счетчик 4 второго операнда, дешифратор 5, блок 6 управления и два логических элемента И-НЕ 7, 8, соединенных друг с другом по схеме "монтажное ИЛИ".

Многоразрядный выход первого 2 счетчика порядка подключен ко входам дешифратора 5, каждый i-й выход которого (i=0, 1, 2, …, n-1, первыми будем считать старшие разряды) связан со счетным входом i-го разряда счетчика второго операнда 4, выход нулевого разряда которого соединен со счетным входом младшего разряда первого 2 счетчика порядка, выходы первого 2 счетчика порядка со сдвигом на один разряд влево соединены с установочными входами второго 3 счетчика порядка, выходы которого со сдвигом на один разряд влево соединены с установочными входами первого 2 счетчика порядка. Выходы регистра 1 первого операнда соединены с установочными входами счетчика 4 второго операнда, выходы которого со сдвигом на n разрядов вправо соединены со входами регистра 1 первого операнда. Кроме того, устройство содержит блок 6 управления, связанный с выходами нулевого и первого разрядов счетчика 4 второго операнда, регистра 1 первого операнда и второго 3 счетчика порядка, с управляющими входами счетчиков 4, 2, 3 и регистра 1 первого операнда. Кроме того, входов каждого из элементов И-НЕ 7 и 8 соединены с старшими разрядами регистра 1 первого и счетчика 4 второго операндов соответственно. Общий выход элементов И-НЕ 7 и 8 связан со входом блока 6 управления.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии в счетчиках 4, 2, 3 и регистре 1 первого операнда записаны нули. В первом цикле вычисления блок 6 управления подключает к управляющему входу счетчика 4 второго операнда входную шину, по которой в устройство поступают импульсы в количестве, равном х. По каждому управляющему сигналу производится прибавление единицы в i-й разряд счетчика 4 второго операнда, где i - число, поступающее на входы дешифратора 5 с первого 2 счетчика порядка. Когда в счетчике 4 второго операнда в нулевом разряде образуется единица, то последующие счетные сигналы, поступающие на вход этого разряда, не изменяя состояния последнего, проходят на вход младшего разряда первого 2 счетчика порядка и второго 3 счетчика порядка. Цикл заканчивается по сигналу от источника информации об окончании передачи кода х. В результате выполнения первого цикла на счетчике 4 второго операнда получается мантисса mx, а на первом 2 счетчике порядка - порядок рх числа, записанного в форме с плавающей запятой. (Цифра, стоящая в i-м разряде счетчика 4 второго операнда имеет вес 2-i). Во втором цикле по сигналу блока 6 управления осуществляется передача содержимого счетчика 4 второго операнда в регистр 1 первого операнда (со сдвигом на n разрядов вправо) и одновременно с этим - передача содержимого регистра 1 первого операнда в счетчик 4 второго операнда, а второй 3 счетчик порядка устанавливается в состояние - n.

В третьем цикле аналогично первому на управляющий вход счетчика 4 второго операнда поступает в число-импульсном коде операнд y. Если порядок числа y превосходит порядок числа х на величину S (S ∈ {0, 1, 2, 3, …, n}), то в счетчике 4 второго операнда S раз будет наблюдаться переполнение и, следовательно, в первый 2 счетчик порядка и второй 3 счетчик порядка прибавится по S единиц. Цикл заканчивается по сигналу от источника информации об окончании передачи кода y. В результате выполнения третьего цикла на первом 2 счетчике порядка получаем Py=Px+S, а на счетчике 4 второго операнда - мантиссу my числа y.

В четвертом цикле блок 6 управления выдает серию сигналов, по каждому из которых осуществляется сдвиг содержимого регистра 1 первого операнда и прибавление единицы во второй 3 счетчик порядка. Цикл заканчивается по достижении вторым 3 счетчиком порядка состояния "0". Если при этом в нулевом и первом разрядах регистра 1 первого операнда записаны единицы или в нулевом разряде счетчика 4 второго операнда записан ноль, то выполняется пятый цикл, в противном случае устройство переходит к выполнению шестого цикла.

Пятый цикл вычисления полностью аналогичен второму.

В шестом цикле блок 6 управления вырабатывает серию сигналов, по каждому из которых осуществляется сдвиг содержимого регистра 1 первого операнда и прибавление "1" во второй 3 счетчик порядка. Цикл заканчивается, когда в нулевом разряде регистра 1 первого операнда появится единица, т.е. когда выполняется нормализация мантиссы числа в регистре 1 первого операнда.

При этом во втором 3 счетчике порядка получают код .

В седьмом цикле осуществляется запись во втором 3 счетчике порядка со сдвигом влево на один разряд содержимого первого 2 счетчика порядка и запись в первый 2 счетчик порядка со сдвигом влево на один разряд содержимого второго 3 счетчика порядка. Содержимое первого разряда счетчика 4 второго операнда заносится в младший разряд первого 2 счетчика порядка и второго 3 счетчика порядка. В нулевой и первый разряды счетчика 4 второго операнда заносятся соответственно "0" и "1". Если в первом разряде регистра 1 первого операнда записана "1", то в регистре 1 первого операнда выполняется сдвиг на один разряд, в противном случае в нулевой и первый разряды этого регистра заносятся собственно "0" и "1".

Седьмой цикл выполняется по двум вариантам:

1 вариант. Если все старших разрядов регистра 1 первого операнда или счетчика 4 второго операнда содержат нули, то на выходе логических элементов И-НЕ 7, 8 возникнет сигнал "0". Он передается в блок 6 управления, который прекращает дальнейшие вычисления. Устройство выдает результат одного из операндов, не равного нулю, в качестве мантиссы, и их общий порядок в качестве порядка результата. Это математически базируется на том, что двоичное число с нулями в старшей части двоичного числа при возведении его в квадрат превращается в двоичное число с n нулями в своей старшей части.

2 вариант. Сигнал от двух логических схем И-НЕ 7, 8 в блок 6 управления равен "1". Тогда седьмой, восьмой, девятый и десятый циклы выполняются как у прототипа, т.е. с затратой времени.

Таким образом, исключение ряда времяемких циклов при вычислении функции создает предпосылки существенного повышения технико-экономической эффективности - быстродействия предложенного устройства.

Устройство для вычисления функции , содержащее регистр первого операнда, первый и второй счетчики порядка, счетчик второго операнда, дешифратор, блок управления, причем входы дешифратора подключены к разрядным выходам первого счетчика порядка, а выходы - к разрядным входам счетчика второго операнда, выход переполнения которого подключен ко входу первого счетчика порядка, установочные входы и выходы которого соединены соответственно с выходами и входами второго счетчика порядка, выход и вход знакового разряда которого подключен к первому управляющему входу и выходу блока управления, подключенного также ко входу первого счетчика порядка, разрядные входы регистра первого операнда соединены с соответствующими выходами счетчика второго операнда, выход нулевого разряда которого и выход первого разряда регистра первого операнда соединены с соответствующими входами блока управления, второй управляющий выход которого подключен ко входам регистра первого операнда и счетчика второго операнда, установочные входы которого подключены к выходам первого операнда, отличающееся тем, что дополнительно содержит два - входовые логические элементы И-НЕ, соединенные между собой по схеме "монтажное ИЛИ", общий выход которых связан с блоком управления, причем входов каждого из них подключены к старшим разрядам регистра первого и к старшим разрядам счетчика второго операндов соответственно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для преобразования двоичных чисел по логарифмической зависимости. Технический результат заключается в сокращении аппаратных затрат и упрощении схемы управления.

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в специализированных цифровых вычислительных машинах, работающих в двоичной системе счисления с числами с фиксированной запятой.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др. Технический результат заключается в обеспечении однородности состава и упрощении реализации параллельного набора шести простых симметричных булевых функций, зависящих от параллельного набора шести аргументов - входных двоичных сигналов.

Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в радиосредствах специальной радиосвязи для высоконадежной передачи данных по радиоканалу в условиях воздействия комплекса помех, а также может быть использовано как элемент более сложного устройства - блока логической обработки, реализующего заданный мажоритарный алгоритм повышения достоверности по совокупности правил мажоритирования.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения отказоустойчивых средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат заключается в схемотехническом упрощении, сокращении номенклатуры и числа используемых логических элементов.

Изобретение относится к устройствам для вычисления модуля комплексного числа. Технический результат заключается в повышении точности вычисления модуля комплексного числа.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления значений логарифмической функции от двоичного аргумента. Технический результат заключается в обеспечении возможности получения результата логарифмирования двоичных чисел с меньшими погрешностями и повышении достоверности выходных результатов.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики и функциональных узлов систем управления. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей мажоритарного модуля за счет обеспечения реализации всех мажоритарных функций, зависящих от трех аргументов, при пяти входах модуля.

Изобретение относится к области компьютерной техники и, в частности, к векторной обработке в вычислительной среде. Технический результат заключается в повышении надежности вычисления контрольной суммы.

Изобретение относится к средствам оценки потребления мощности множеством компонентов вычислительной платформы. Технический результат заключается в обеспечении эффективности потребления энергии. Принимают информацию относящейся к компоненту множества компонентов вычислительной платформы и содержащей информацию, принятую от указанного компонента, и информацию, относящуюся по меньшей мере к одному процессу, выполняемому компонентом. Извлекают с использованием процессора компьютера сохраненных в электронном виде данных, относящихся к компоненту. Оценивают потребление мощности компонентом на основании, по меньшей мере, сохраненных данных; суммируют с помощью модуля потребления анализа мощности оцененное потребление мощности каждым компонентом множества компонентов вычислительной платформы. Анализируют с помощью модуля анализа потребления мощности оцененное потребление мощности множеством компонентов вычислительной платформы. Идентифицируют с помощью модуля анализа потребления мощности одну или более проблем на основании анализа оцененного потребления мощности множеством компонентов вычислительной платформы и генерируют с помощью модуля анализа потребления мощности одно или более предложений для решения идентифицированной одной или более проблем. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 30 ил.

Изобретение относится к способу, устройству и терминалу для поиска данных. Технический результат заключается в уменьшении области поиска, увеличении скорости поиска, повышении эффективности поиска, обеспечении защиты конфиденциальности пользователей. Способ поиска данных включает извлечение из нереляционной базы данных, сохраненной в запоминающем устройстве, первых сериализованных данных, соответствующих первому идентификатору пользователя; десериализацию первых сериализованных данных для получения первого индекса; выполнение поиска на основании первого индекса. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для вычисления квадратного корня из чисел, представленных в двоичной системе в форме с фиксированной запятой. Технический результат заключается в повышении быстродействия при получении результата извлечения квадратного корня за счет досрочной выдачи результата без снижения точности. Технический результат достигается за счет устройства для вычисления квадратного корня, которое содержит регистр операнда, регистр остатков, регистр результата, первый и второй сумматоры, группы элементов И, регистры сдвига, блок анализа разности, блок задания знака, блок управления, блок фиксации нулевого состояния. 1 ил., 1 табл.

Устройство относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для ускоренного вычисления функции . Технический результат заключается в повышении точности вычисления функции . Технический результат достигается за счет устройства для вычисления функции , которое содержит регистр первого аргумента, регистр второго аргумента, первый и второй коммутаторы, сумматор, вычитатель, первый, второй, третий и четвертый блоки памяти, первый, второй и третий буферные регистры, регистр результата, блок синхронизации, блок сдвига со связями между ними. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам цифровой вычислительной техники, в частности к недвоичной схемотехнике, и предназначено для создания устройств троичной арифметики. Техническим результатом является реализация устройства троичного сложения и вычитания. Устройство содержит 10 пороговых элементов троичной логики, узел троичной схемотехники и троичный полный последовательный сумматор. 1 ил., 5 табл.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в возможности сокращения времени для получения результата вычислений. Устройство содержит регистр первого операнда, первый и второй счетчики порядка, счетчик второго операнда, дешифратор, блок управления. Дополнительно содержит два логических элемента И-НЕ, обеспечивающие досрочное завершение вычислений, если один из операндов значительно меньше другого. 1 ил.

Наверх