Устройство для извлечения квадратного корня

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пщ 6l332l

Союз Советских

Социалистических

Ресоублии (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.06.76 (21) 2368878/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.78. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 06.06.78 (5 I) М. Кл.з G 06F 7/38

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 681.325(088.8) ло делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

В. Э. Петров и Е. Ф. Тощева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ

Изобретение относится к устройствам автоматики и вычислительной техники и предназначено для реализации технических средств в этих областях.

Известны устройства (1) для извлечения квадратного корня, содержащие сумматор, регистр, счетчик, группы элементов И, блок управления, схемы сдвига и определения числа сдвигов. Однако они обладают недостаточным быстродействием.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство 121 для извлечения квадратного корня, содержащее первый и второй реверсивные счетчики, триггер, элемент ИЛИ, первый и второй элементы И.

Такое устройство имеет сравнительно низкое быстродействие, а также недостаточно широкий диапазон обрабатываемых чисел.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства и расширение диапазона обрабатываемых чисел.

Достигается это тем, что в устройство введены первый и второй дешифраторы нуля, третий и четвертый элементы И и дискриминатор четности, состоящий из двух элементов

И и счетного триггера. Инверсный и прямой выходы этого триггера подсоединены к входам соответственно первого и второго элементов И дискриминатора четности, вторые входы которых и вход счетного триггера подключены к входу устройства. Первый выход дискриминатора четности соединен с входами первого и третьего элементов И, второй вы5 ход дискриминатора четности — с входами второго и четвертого элементов И. Вторые входы первого и второго элементов И подключены к нулевому выходу триггера, единичный выход которого соединен с вторыми

1п входами третьего и четвертого элементов И.

Выход первого элемента И подключен к входу второго дешифратора нуля и входу сло>кения первого реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен с выходом

15 третьего элемента И, а выход через первый дешифратор нуля — с входом элемента ИЛИ и входом установки в нуль триггера, единичный вход которого и второй вход элемента

ИЛИ через второй дешифратор нуля соединены с выходом второго реверсивного счетчика. Вход вычитания второго реверсивного счетчика связан с выходом второго элемента

И, выход четвертого элемента И подключен к входу сложения второго реверсивного счетчика и другому входу первого дешифратора нуля, выход элемента ИЛИ является выходом устройства.

1-1а чертеже представлена схема устройства для извлечения квадратного корня. Она со30 держит первый 1 и второй 2 реверсивные

613321 п = и

3 счетчики, триггер 3, элемент ИЛИ 4, первый

5 и второй 6 элементы И, первый 7 и второй

8 дешифраторы нуля, третий 9 и четвертый

10 элементы И, дискриминатор четности, выполненный на счетном триггере 11 и элементах И 12, 13, вход 14 и выход 15.

Работа устройства основана на зависимости и + 1 = V(n+ 1) = Vи + 2п+ 1.

Если принять и за число импульсов, поступивших на вход 14 устройства, а величину

n — за число импульсов, поступивших на его выход 15, то с приходом на вход 14 последующих (2п+1) импульсов на выход 15 должен попасть еще один (п+1)-й импульс.

Перед началом работы реверсивные счетчики 1 и 2, триггер 3 и счетный триггер 11 устанавливаются в нулевое состояние. Элементы

И 5, 6 открыты, а элементы И 9, 10 закрыты.

Нечетные и четные импульсы входной последовательности подаются соответственно на первый и второй выходы дискриминатора четности. Перед началом работы число импульсов, поступающих на вход устройства, и число импульсов, поступивших на выход устройства, равно нулю, т. е. п =О и n=O. Чтобы получить первый выходной импульс и+1=1, на вход 14 устройства необходимо подать один импульс (2n+1=1).

Первый импульс входной последовательности поступает на первый вход дискриминатора четности, через элемент И 5 — на вход сложения счетчика 1, далее, пройдя дешифратор 8 нуля, устанавливает триггер 3 в единичное состояние, а через элемент ИЛИ 4 попадает на выход устройства.

Таким образом, после появления на выходе устройства первого импульса в счетчиках 1 и

2 фиксируются соответственно коды чисел

«1» и «О», элементы И 9, 10 открыты, а элементы И 5, б закрыты.

Второй импульс на выходе устройства появляется после поступления на вход еще трех импульсов 2n+1=3. В этом случае в счетчиках 1, 2 фиксируются коды чисел «О» и «2» соответственно, триггер 3 устанавливается в нулевое состояние, элементы И 5, 6 открываются, а элементы И 9, 10 закрываются.

После п-го выходного импульса (в случае, если n — нечетно) в счетчиках 1 и 2 фиксируются соответственно коды чисел «п» и «О», триггер 3 устанавливается в единичное состояние, элементы И 5, 6 закрываются, а элементы И 9, 10 открываются. Нечетные импульсы входной последовательности через элемент И 9 проходят на вход вычитания счетчика 1, и после поступления на вход устройства 2п импульсов в счетчике 1 фиксируется код числа «О».

Поэтому (2п+ 1) -й входной импульс, пройдя дешифратор 7 нуля, переводит триггер

3 в нулевое состояние и через элемент ИЛИ

4

4 подается на выход устройства, являясь (n+1)-м выходным импульсом. Если п — четно, после и-ro выходного импульса в счетчиках 1 и 2 фиксируются коды «О» и «п» соответственно, триггер 3 находится в нулевом состоянии, элементы И 5, б открыты, элементы И 9, 10 закрыты.

В этом случае четные импульсы входной последовательности через элемент И 6 попадают на вход вычитания счетчика 2 и после поступления на вход устройства (2п) импульсов в счетчике 2 фиксируется код числа «О».

Поэтому (2п+1)-й входной импульс, пройдя дешифратор 8 нуля, устанавливает триггер 3 в единичное состояние и через элемент ИЛИ

4 поступает на выход устройства, являясь (и+1)-м выходным импульсом.

В результате каждый импульс на выходе

15 появляется при поступлении на вход 14 количества импульсов, равного квадрату целого числа.

Импульсы входной последовательности поступают на каждый из счетчиков в два раза реже, чем в прототипе.

1 аким образом, если учесть, что быстродействие устройства в основном ограничено быстродействием счетчиков, можно увеличить частоту входной последовательности, т. е. повысить быстродействие по сравнению с прототипом.

Кроме того, в связи с введением дискриминатора четности, длина счетчиков в предложенном устройстве сокращается на один разряд по сравнению с длиной счетчиков в прототипе, что позволяет расширить диапазон обрабатываемых чисел.

Формула изобретения

Устройство для извлечения квадратного корня, содержащее первый и второй реверсивные счетчики, триггер, элемент ИЛИ, первый и второй элементы И, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства и расширения диапазона обрабатываемых чисел, в него введены первый и второй дешифраторы нуля, третий и четвертый элементы И и дискриминатор четности, состоящий из двух элементов И и счетного триггсра, инверсный и прямой выходы которого подключены к входам соответственно первого и второго элементов И дискриминатора четности, вторые входы которых и вход счетного триггера подключены к входу устройства, первый выход дискриминатора четности соединен с входами первого и третьего элементов

И, второй выход дискриминатора четности соединен с входами второго и четвертого элементов И, вторые входы первого и второго элементов И подключены к нулевому выходу триггера, единичный выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выход первого элемента И соединен с входом второго дешифратора нуля и входом сложения первого реверсивного счет613321

Составитель Н. Шелобанова

Техред Н. Рыбкина

Редактор И. Грузова

Корректор А. Степанова

Подписное

Заказ 1130/7 Изд. ¹ 483 Тираж 841

1-1ПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 чика, вход вычитания которого соединен с выходом третьего элемента И, а выход через первый дешифратор нуля подключен к входу элемента ИЛИ и входу установки в нуль триггера, единичный вход которого и второй вход элемента ИЛИ через второй дешифратор нуля соединены с выходом второго реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен с выходом второго элемента И, выход четвертого элемента И подключен к входу сложения второго реверсивного счетчика и другому входу первого дешифратора нуля, выход элемента ИЛИ является выходом устройства.

5 ии о ма ии

Источник нф р ц принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №435522, кл. G 06F 7/38, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР ¹ 301702, 10 кл. G 06F 7/38, 1968.