Множительное устройство
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
« ц 556433
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.09.72 (21) 1832560/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 30.04,77. Бюллетень ¹ 16
Дата опубликования описания 22.06.77 (51) М. Кл. - 6 06F 7/39
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.3(088.8) (72) Авторы изобретения
Л. Я. Лапкин и Ю. Ф, Сергеев (71) Заявитель (54) МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для перемножения величин стохастическим способом.
Известно множительное устройство, содержащее генератор случайных чисел, регистры сомножителей и результата, схему совпадения и схемы сравнения.
Но это устройство имеет низкое быстродействие.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является множительное ус ройство, содержащее регистр результата, регистры операндов, выходы разрядов которых соединены с первой группой входов первого блока элементов И, вторая группа входов которого соединена с генератором тактовых импульсов и первой группой входов второго блока элементов И, вторая группа входов которого подключена к датчику случайных чисел, а выходы блоков элементов И соединены с соответствующими входами схем сравнения.
Низкое быстродействие этого устройства обусловлено необходимостью проведения большого числа статистических испытаний в процессе вычисления произведения.
Цель изобретения — повышение быстродействия множительного устройства.
Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введен логический блок умножения, соединенный с регистром результата, причем входы логического блока умножения подключены к выходам схем сравнения и выходам первого блока элементов И, соединенного со старшими разрядами регистров one5 рандов. В предлагаемом устройстве используется многосимвольное вероятностно-импульсное представление сомножителей и произведения.
На чертеже представлена блок-схема пред-!
0 лагаемого множительного устройства.
Оно состоит из регистров операндов !, старшие разряды 2 которых и выходы младших разрядов 2 соединены с первым блоком элементов И 3. Устройство содержит также схе-!
5 мы сравнения 4, второй блок элементов И 5, генератор тактовых импульсов 6, датчик случайных чисел 7, логический блок умножения
8 и регистр результата 9.
Устройство работает по статистическому
20 принципу. Двоичные коды сомножителей Х;, заданных на интервале (0,1), записываются в соответствующие регистры операндов 1. !!ри подаче тактового импульса с генератора
6 на блок элементов И 3 на первые входы
25 схем сравнения 4 списываются значения х ;, соответствующие младшим разрядам кодов сомножителей. На вторые входы схем сравнения 4 списываются случайные числа Я; с разных выходов датчика случайных чисел 7. Если
30 в результате сравнения (статистического ис556433
Таблица 1
Код «II ÛÂÎËÎÂ произведения х, А2
2 о о о о
О
О о
1 о
О
1 о
1
Таблица 2
Вес символов
Х! произведения
О
О
О
О
О
0,25
0,25
0,5
О
0,25
0,25
0,5
О
0,5
0,5
О
0,5
0,5
О
0,5
0,5
0
0,5
0,5
О
0,5
0,5
О
О
О
О
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1
3 пытания) окажется, что Х ;)R;, то на выходе соответствующей схемы сравнения 4 появится «1», в противном случае — «О». Такие статистические испытания повторяются многократно. Таким образом, в устройстве осуществляется представление величины Х ; в виде бинарных вероятностно-импульсных последовательностей, которые поступают на входы логического блока умножения 8. Длина этих последовательностей (количество статистических испытаний) определяет быстродействие множительного устройства. Значения старших разрядов 2 регистров операндов 1 подаются через блок элементов И 3 на входы логического блока умно:кения 8. Если таких разрядов
К, то весь интервал (0,1) разбивается на К диапазонов, и значения старших разрядов однозначно указывают тот диапазон, в котором лежит соответствующий сомножитель. С выходов логического блока умножения 8 снимается произведение, представленное в виде многосимвольной вероятностно-импульсной последовательности. Код, снимаемый с выходов логического блока умножения 8 в произвольный момент времени, является кодом символа соответствующей многосимвольной последовательности. Коды символов поступают на входы младших разрядов регистра результата 9, и к его содержимому добавляются значения, равные истинным весам поступающих на его входы символов. Младшие разряды регистра результата 9, связанные с выходами логического блока умножения 8 (за исключением самого младшего разряда), работают как сумматоры. Таким образом, в регистре результата 9 накапливается число, которое тем ближе к произведению исходных чисел, чем больше проведено статистических испытаний. Для вероятностно-импульсного бинарного представления сомножителей с точностью
6 —, (где и — разрядность сомножите<)п лей) требуется не менееЖ=2,25.2 " статистических испытаний. В рассматриваемом множительном устройстве для случая двух сомножителей Х и Хз и одного разряда в части 2 регистров сомножителей 1, указывающего, в каком из двух диапазонов (О; 1/2) или (1/2;
1) лежит соответствующий множитель, поN требуется лишь У вЂ” — — статистических ис ) пытаний при той же точности результата, т. е. быстродействие устройства увеличилось в
4 раза. Логический блок умножения 8 для рассматриваемого устройства имеет четыре входа и три выхода, Функционирование этой схемы полностью описывается табл. 1 соответствия входов и выходов.
В табл. 2 приведены веса, соответству1ощие символам сомножителей и произведения.
Втаблица,х используются следующие обозначения:
Х, Ха — входные сигналы, соответствующие значениям старших разрядов кодов сомножителей Х и Х2, 10
Х i, Х з — входные сигналы, поступающие с выходов соответствующих схем сравнения 4;
У вЂ” выходной сигнал, поступающий на вход первого (младшего) разряда регистра результата 9;
У вЂ” выходной сигнал, поступающий на вход второго разряда регистра результата 9;
Уз — выходной сигнал, поступающий на вход третьего разряда регистра результата 9.
Из таблиц видно, что коды «01» и «10» соответствуют одному и тому же символу сомножителей (а именно символу, вес которого равен 0,5), Для произведения же каждому из четырех символов соответствует единственный код.
Таким образом, в рассмотренном устройстве используется двухлин ейное трехсимвольное представление сомножителей и трехлинейное четырехсимвольное представление произведения. Из табл. 2 видно, что вес символа произ556433
Составитель Д Киселев
Техред Л. Котова
Корректор Л. Денискина
Редактор С. Заика
Заказ 1112/5 Изд. Ко 419 Тираж 815 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 ведения равен произведению весов и символов сомножителей.
В рассмотренном множительном устройстве второй и третий разряды регистра результата
9 работают как сумматоры.
Если в предлагаемом множительном устройстве К старших разрядов каждого регистра операндов 1 подключены к входам логического блока 8 (не связаны со схемами сравнения 4), то быстродействие такого устройства (при оценке по верхней границе числа испытаний) в 2 раз выше, чем быстродействие известных устройств умножения, работающих по статистическому принципу.
Формула изобретения
Множительное устройство, содержащее регистр результата, регистры операндов, выходы разрядов которых соединены с первой группой входов первого блока элементов И, вторая группа входов которого соединена с генератором тактовых импульсов и первой группой
5 входов второго блока элементов И, вторая группа входов которого подключена к датчику случайных чисел, а выходы блоков элементов
И соединены с соответствующими входами схем сравнения, отличающееся тем, что, 10 с целью повышения быстродействия устройства, в него введен логический блок умножения, соединенный с регистром результата, причем входы логического блока умножения подключены к выходам схем сравнения и выхо15 дам первого блока элементов И, соединенного со старшими разрядами регистров операндов.
