Устройство для извлечения корня четвертой степени

 

":.«:Я

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 538360 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено04.04.74 (21) 2012638/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано05.12.76.Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания 30.03.77 (51) M Кл.з

C06 F 7/38

Государственный комитет

Совета Министоов СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 325. 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Боюн и Л. Г. Козлов (71) Заявитель Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОРНЯ

ЧЕТВЕРТОЙ СТЕПЕНИ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено при построении специализированных вычислительных устройств и функциональных преобразователей информации.

Известно устройство для извлечения корня четвертой степени, содержашее регистр, четыре сумматора, счетчик, блоки элементов "И" и элементы задержки и построенное щ и общей схеме для воспроизведения функции, обратной полиному, методом конечных разностей (11.

Недостатком этого устройства являются большие аппаратурные затраты как для 15 вычисления непосредственно искомой функции, так и для ввода начальных условий в регистр и сумматоры.

Известно устройство для извлечения квадратного корня, содержащее накопитель, 20 регистр, мультивибратор, элементы "И", триггер и элементы задержки и работающие в режиме сравнения квадратов ряда последовательных нечетных чисел с величиной подкоренного выражения (21. 25

Недостатком этого устройства является ограниченный класс решаемых задач, так как устройство позволяет извлекать только квадратный корень из последовательности импульсов, а для извлечения корня из параллельного кода необходимо применить преобразователь параллельного кода в последовательность импульсов, что приводит к значительному снижению быстродействия устройства.

Известно также устройство для возведения в куб последовательности импульсов, содержащее счетчик, сумматор результата, сумматор, блоки элементов "И" и элементы задержки, причем вход устройства соединен со входом сумматора и через элементы задержки с управляюшими входами блоков элементов "И и выходом счетчика, выходы которого соединены через блоки элементов "И" с другими входа-. ми сумматора, подключенного выходом черрез блок элементов "И" ко входу сумматора результата P2).

Недостатком его является ограниченный класс решаемых задач, так как уст538360

40 ройство не может работать в режиме извлечения корня из числа, представленного параллельным кодом.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для извлечения корня четвертой степени, содержащее сумматор квадратов, накопитель квадратов, счетчик, три блока элементов "И" и два элемента задержки, причем вход устройства соединен со входом первого элемента задержки и с первым входом второго блока элементов "И", выход которого соединен с первым входом сумматора квадратов. Выход первого элемента задержки соединен со входом второго элемента задержки и с первым входом третьего блока элементов "И", выход которого соединен со вторым входом сумматора квадратов. Выход второго элемента задержки соединен с первым входом первого

20 блока элементов "И", выход которого соединен с первым входом накопителя квадратов (3 ).

Недостатком его является ограниченный класс решаемых задач, так как устройство

25 не может оперировать с числами, представленными параллельным кодом или последовательностью импульсов, р. не позволяет возводить в четвертую степень и из30 влекать корень четвертой степени из заданного числа.

Целью изобретенич является расширение класса решаемых задач.

Эта цель достигается тем, что предложенное устройство содержит сумматор результата, четвертый блок элемснтов "И", третий элемент задержки, мультивибратор и триггер. Выход счетчика соединен со вторым входом первого блока элементов

"И", выход которого соединен с первым входом сумматора результата, второй вход которого подк.-почен к первому входу четвертого блока элементов "И", входу счетчика и выходу третьего элемента задер>кки, вход которого соединен с выходом второго элемента задержки и вторым входом накопителя квадратов, первый и второй выходы которого подключены ко вторым входам второго и третьего блока 56 элементов "И" соответственно. Выход сумматора квадратов соединен со вторым входом четвертого блока элементов "И, выход которого соединен с третьим входом сумматора результата, подключенного 55 четвертым входом к шине ввода числа в дополнительном коде. Нулевой вход триггера соединен с выходом переполнения сумматора результата, единичный вход— с управляющим входом устройства, а 66 единичный выход - со входом мультивибратора, выход которого подключен ко входу устройства.

Схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит счетчик 1, накопитель квадратов 2, сумматор квадратов 3, сумматор результата 4 с выходом 5, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 блоки элементов "И", первый 10, второй

11 и третий 12 элементы задержки, триггер 13, мультивибратор 14 и управляющие выходы 1 5-1 7, Устройство работает слудуюшим образом.

При возведении последовательности импульсов в четвертую степень счетчик 1, сумматоры 3, 4 и накопитель квадратов 2 устанавливаются и нулевое состояние . Каждый импульс, поступивший на вход 16 устройства, в первом такте добавляет к содержимому сумматора квадратов 3 код из накопителя квадратов 2, во втором такте к содержимому сумматора квадратов 3 удвоенный (со двигом на один разряд влево) код из накопителя квадратов 2 и ь третьем такте в накопитель квадратов 2 единицу младшего разряда и к содержимому сумматора результата 4 удвоенный (со сдвигом на один разряд влево) код "; счетчика 1.

После четырех тактов в накопителе квадратов 2 и в сумматоре результата 4 получается текущее значение кода соответственно квадрата и четвертой степени or последовательности импульсов, поступившей на вход 16 устройства.

Для извлечения корня четвертой степени из числа Х это число заносится дополнительным кодом в сумматор результата 4.

На управляющий вход 15 устройства подает ся импульс, устанавливающий триггер 13 в единичное состояние. Импульс с выхода триггера 13 запускает мультивибратор 14.

Число импульсов { Y ) на выходе мультивибратора 14- подсчитывается счетчиког .

1, а на сумматоре результата 4 получаетcsr величина y" . Когд величина " станет равной (или превысит) числу Х, на выходе сумматора результата 4 появляется импульс перепопнения, устанавливающий в нулевое состояние триггера 13, с выхода которого импульс поступает на вход мультивибратора 14 и прекращает его работу. При этом

B счетчике 1 устанавливается искомая величина „ = - х, а в накопителе квадрачгч тов 2 — величина у = x

Предложенное устройство позволяет возводить в квадрат и четвертую степень числа, представленные последовательностью импульсов, и извлекать корень квадратный

538360 и корень четвертой степени из параллельного кода.

Для извлечения корня из параллельного кода в известных устройствах необходимо использовать блок преобразования параллельного кода в последовательность импульсов, что в значительной степени снижает быстродействие устройства. Так при извлечении корня четвертой степени из числа Х, представленного параллельным кодом, быстродействие предлагаемого устройства повышено по сравнению с прототипом в -ц — раз.

Х

1Гх

Формула изобретения

)О

Устройство для извлечения корня четвертой степени, содержащее сумматор квадратов, накопитель квадратов, счетчик, три блока элементов "И" и два элемента задержки, причем вход устройства соединен со входом первого элемента задержки и с первым входом второго блока элементов

"И, выход которого соединен с первым входом сумматора квадратов, выход первого элемента задержки соединен со входом второго элемента задержки и с первым входом третьего блока элементов "И", вы36 ход которого соединен сс вторым входом сумматора квадратов, выход второго элемента задержки соединен с первым входом первого блока элементов "И", выход которого соединен с первым входом накопителя

ЗЬ квадратов, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит сумматор результата, четвертый блок элементов "И", третий элемент задержки, мультивибратор и триггер; причем выход счетчика соединен со вторым входом первого блока элементов "И", выход которого соединен с первым входом сумматора результата, второй вход которого подключен к первому входу четвертого блока элементов "И", входу счетчика и выходу третьего элемента задержки, вход которого соединен с выходом второго элемента задержки и вторым входом накопителя квадратов, первый и второй выходы которого подключены ко вторым входам второго и третьего блока элементов "И" соответственно; выход сумматора квадратов соединен со вторым входом четвертого блока элементов И", выход которого соединен с третьим входом сумматора результата, пэдключенного четвертым входом к шине ввода числа в дополнительном коде; нулевой вход триггера соединен с выходом переполнения сумматора результата, единичный вход — с управляющим входом устройства, а единичный выход — сэ входом му-льтивибратора, выход которого подключен кэ входу устройства.

Источники информации, принятые вэ внимание при экспертизе:

1. Воронов А. А. и др. "Цифровые аналоги для систем автоматического. управления", изд. АН СССР, М., 1960 г., стр.

1 10.

2. Бутаев Г. М., Ромашкин В. С. "Цифровые устройства извлечения квадратного корня", журнал "Автоматики и приборостроение", N 3, 1963 г.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 491129, Cj 06 F 7/38, 1974 г.

Составитель Л. Козлов

Редактор Л. Утехина Техред 0 Луговая Корректор И. Гоксич

Заказ 5721/29 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4