Устройство для вычисления полиномов

 

О и и С А- -:н и.Е

ИЗОЬРйтЕНИЯ пц 540270

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву. (22) Заявлено 30.06.75 (21) 2149686/24 с присоединением заявки №

i(23) Приоритет

Опубликовано 25.12.76. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 08.02.77 (51) М. Кл. G 06J 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.332.4 (088,8) (72) Авторы изобретения

Н. Н. Мальцев, Г. И. Манка, И. И. Деревянко, P. A, Чеховский и E. И. Киселев

Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф. Э. Дзержинского (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧ ИСЛEH ИЯ ПОЛ И НОМОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в системах управления объектами, описываемыми степенHbIMH II0JIHHOMBMH ВНР2 ZCiX1iX2i " Xni т

Известно устройство для вычисления полиномов, содержащее цифро-аналоговые множительные блоки, сумматоры, усилители мощности.

Известно также устройство, в состав которого входят регистр операндов, регистр результата, блок управления и дополнительные регистры, число которых равно степени полинома. Это устройство предназначено для выл числения полиномов вида Ху;х .

i=I

Указанные устройства не могут быть использованы для вычисления полиномов, чле,ны которых содержат произведения двух и более аргументов. Кроме того, ати устройства отличаются большим объемом аппаратуры, возрастающим с увеличением числа членов полиномов.

Известно также устройство, содержащее управляющий триггер, единичный выход которого подключен к первым входам двух ключей, второй вход первого ключа через последовательно соединенные коммутатор и преобразователь аналог-частота — к первому информационному входу устройства. Второй вход второго ключа соединен с выходом генератора опорной частоты, выходы ключей подсоединены соответственно к суммирующему счетному входу первого счетчика и к вычитающему счетному входу второго счетчика, выход которого подключен к нулевому входу управляющего триггера. Сомножители представлены в частотно-импульсном виде.

В течение длительности тактового импульса происходит заполнение второго счетчика импульсами, частота следования которых пропорциональна второму сомножителю. По окончании длительности тактового импульса срабатывает управляющий триггер, и второй счет15 чик начинает обратный отсчет опорных импульсов. Одновременно первый счетчик производит .подсчет импульсов, приходящих по цепи ввода первого сомножителя. B момент обнуления второго счетчика сбрасывается уп20 равляющий триггер и останавливается первый счетчик, в котором фиксируется код, пропорциональный произведению сомножителей.

Описанное множительное устройство не позволяет получать произведения трех и более

25 аргументов. Кроме того, в нем не предусмотрены возможность умножения произведения аргументов на соответствующий постоянный множитель и возможность суммирования полученных таких образом членов полиномов.

39 Целью изобретения является расигирение

540270 функциональных возможностей устройства путем обеспечения способности вычисления полиномов от ряда аргументов требуемой степени.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены группы элементов И, ИЛИ и накапливающий сумматор, первый вход которого соединен со вторым информационным входом устройства, второй вход— с выходами элементов И первой группы, выходы разрядов первого счетчика подключены к первым входам соответствующих элементов

И .первой группы и через соответствующие элементы ИЛИ вЂ” к первым входам элементов

И второй группы, вторые входы которых соединены с первым управляющим входом устройства, а выходы — со входом записи второго счетчика. Вторые входы элементов И первой группы, управляющий вход первого счетчика и единичный вход управляющего триггера подключены соответственно ко второму, третьему и четвертому управляющим входам устройства, третий информационный вход которого соединен со втсрыми входами элементов

ИЛИ.

Устройство позволяет вычислять полиномы любой требуемой степени. Для этого необходимо повторять операцию умножения на данный аргумент такое число раз, которое равно степени эгого аргумента в подсчитываемом члене полинома.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство состоит из коммутатора 1, входы которого составляют первый информационный вход устройства 2 и служат для ввода аналоговых сигналов, соответствующих аргументам полинома; преобразователя аналог-частота 3; первого счетчика 4 с суммирующим счетным входом 5; группы элементов ИЛИ 61 — бк, первой и второй групп элементов И 7I — 7к, 8 — 8к,. накапливающего сумматора 9; второго счетчика 10 с вычитающим счетным входом

11 и входом 12 записи двоичных чисел; управляющего триггера 13; двух ключей 14 и 15; генератора опорной частоты 16. Устройство имеет также информационный вход 17 для ввода двоичных кодов постоянных коэффициентов, четыре управляющих входа 18 — 21 и информационный вход 22 для ввода знаков коэффициентов.

Подсчет члена полинома начинается с обlióëeíèÿ счетчика 4 импульсом, приходящим со вход"", 21. Одновременно коммутатор подключает ко входу преобразователя аналог-частота 3 ту из цепей информационного входа устройства 2, которая соответствует требуемому аргументу. Затем производится запись двоичного кода коэффициента в счетчик 10. Для этого сигнал с управляющего входа 19 открывает элементы И группы 7. Код коэффициента, подаваемый B этот момент на вход 17, через элементы ИЛИ б и элементы И группы 7 поступает на вход 12 счетчика 10.

По истечении времени, необходимого для окончания переходных процcccoB в преобразователе 3, с управляющего входа 18 приходит сигнал, взводящпй триггер 13. При этом открываются ключи 14, 15 и начинается заполнение счетчика 4 импульсами, поступающими с выхода:преобразователя 3 на суммидвух ключей, второй вход первого ключа через последовательно соединенные коммутатор и преобразователь аналог-частота подключен к первому информационному входу устройства, второй вход второго ключа соединен с выходом генератора опорной частоты, выходы ключей подсоединены соответственно к суммирующему счетному входу первого счетчика и к вычитающему счетному входу второго счетчика, выход которого подключен к нулевому входу управляющего триггера, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения способности вычисления полиномов от ряда аргументов требуемой степени, в него введены группы элементов И, ИЛИ и накап5Р

6р

65 рующий счетный вход 5. Одновременно, счетчик 10 производит обратный отсчет опорны. импульсов, приходящих на вычитающий счет,ных вход 11 от генератора опорной частоты 16.

>Р В момент обнуления счетчик 10 вырабатывает импульс, сбрасывающий триггер 13. Ключи 14 и 15 закрываются.

Код, зафиксированный в счетчике 4, пропорционален произведению коэффициента на ар15 гумент.

Для умножения полученного частичного произведения на следующий аргумент коммутатор 1 подает:на вход преобразователя 3 аналоговый сигнал, соответствующий следу2р ющему аргументу. Для запуска второго цикла работы устройства необходимо повторить подачу управляющих сигналов на входы 19, 21 и 18. При этом содержимое счетчика 4 переписывается в счетчик 10, счетчик 4 обнуля25 ется, цикл работы устройства повторяется.

Члены полиномов, получаемые в счетчике 4 после нескольких циклов работы устройства, направляются в накапливающий сумматор 9 через элементы И группы 8, открываемые сиг3р налом с управляющего входа 20. Суммирование производится с учетом знака коэффициента. Сигнал, соответствующий знаку коэффициента, вводится в сумматор 9 со входа 22.

Использование устройства наиболее эффекЗ5 тивно в системах управления технологическими процессами химической, промышленности и металлургии, в частности для решения задач оптимального управления, где используются многомерные полиномиальные математические

4р модели технологических процессов. Изобретение позволит создать недорогие вычислительные устройства для решения уравнений управления, содержащих степенные полиномы от десятков аргументов.

Формула изобретения

Устройство для вычисления полиномов, содержащее управляющий триггер, единичный выход которого подключен к первым входам

540270,6

1

- — Г

Составитель А. Жеренов

Техред E. Петрова

Редактор Ф. Хлебников

Корректор Л. Котова

Заказ 3016/14 Изд. № 372 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по дезам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушскаи наб., д 4/5

Тип,>ãðàô è., пр. Сапунова, 2

5 ливающий сумматор, первый вход которого соединен со вторым инфор.;;ациопным входом устройства, второй вход — с выходами элементов И первой группы, выходы разрядов первого счетчика подключены к первым входам соответствующих элементов И первой группы и через соответствующие элементы ИЛИ вЂ” к первым входам элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с первым управляющим входом устройства, выходы— со входом записи второго счетчика, вторые входы элементов И первой группы, управляющий вход первого счетчика и единичный вход управляющего триггера подключены соответственно ко второму, третьему и четвертому управляющим входам устройства, третий информационный вход которого соединен со вторыми входами элементов ИЛИ.