Устройство для вычисления суммы квадратов к чисел

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБЬЕТЕ Н ИЯ к ьвтовскомж свидвтвпьствт1;

Союз Советскни

Соцналнетнчесннк

Реелублни iii?17759! (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M. Кл. (22) Заявлено 11.01.77 (21) 2443186/18-24

G 06 F 7/38 с присоединением заявки РЙ

1Ъаударстеаиай «омитет

СССР не данам иэобрвтеиий н атирытнй (23) Приоритет

Опубликовано 25 02 80 Бюллетень Эй 7 (53) УДК 681.325 (088,8) Дата опубликования описания 25;02.80 (72) Авторы изобретения

М. Я. Минц, В. Н. Чинков, В. А. Комиссаров и С. А. Кравченко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СУММЫ

КВАДРАТОВ К ЧИСЕЛ

-Йзобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при создании систем и приборов обработки информации.

Известно устройство для пересчета и возведения в квадрат импульсных сигналов, содержащее и-разрядный счетчик, линию задержки, дополнительный 2п разрядный счетчнкь11.

Наиболее близким ио технической сущности к предлагаемому является устройство для вычисления суммы квадратов К чисел, содержа.щее счетчик основания, разрядные выходы которого через элементы И группы соединены со входами соответствующих. разрядов накопителя 121 г

Недостатком известных устройств является малое быстродействие, обусловленное тем, что в данных устройствах для вычисления суммы квадратов К чисел необходимо выполнить операцию возведения в квадрат для каждого числа в отдельности и просуммировать полученные реэультатьч. Отсюда следует, что время вычислений,в таких устройствах определяется суммарной длительностью пакетов импульсов, соответствующих возводимым в квадрат числам, если они представлены в число-импульсном ко- де.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее счетчик основания, разрядные выходы которого через элементы И группьт соединены со входами соответствующих

10 разрядов накопителя; введены К формирователей строб-импульсов, К-звенная линия задержки, К ключей, элементы ИЛИ, причем информационные входы устройства соединены с соответствующими входами формирователей строб15 импульсов и входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со входами второго разряда счетчика основания н К-звенной линии задержки, выход каждого звена которой подключен к информационному входу соответствующего ключа, управляющий вход которого соединен с выходом соответствующего формн рователя строб-импульсов, выходы ключей через второй элемент ИЛИ соединены с управляющими входами элементов И группы.

717759

40

$0

3

В предлагаемом устройстве используется следующий алгоритм возведения в квадрат числа импульсов: м

111 "-2 1-т--,, (.21-1)) (1)

1=1 1=1 где m — число, возводимое в квадрат.

Используя этот алгоритм, запишем выражение для суммы квадратов нескольких чисел

2 т- э. п . Вз.

Wl +И1 +.. +И1 =7 (2i-О+ Г (21-1)1+ =1 1=1 „. б, ° . +(Qg 1) ле К =. 1,2. (2)

- Приничан, ч-<. m, . mq (... m,причедем вь!;,:»: с.ие (. > к следующему виду:

Д„ 7. 2. М1 0 2

1п +m. +....+ п1 =к Е (21-Þt(ê-1).. < 1-11

1 2 к 1=1 1 1М+ и к

- 1

+ " C (2л-1>.

1=m +1 (31

Это соотношение положено в основу пред.-.агаемого устройства. Структурная схема уст. ройства приведена на чертеже.

В состав устройства входят формирователи строб-импульсов 1 К, элементы ИЛИ 2, 3, К-звенная линия зацержки 4, ключи 5 ., к счетчик основания 6, группа элементов И 7, накапитсль 8, !. сев дямые в квадрат числа, представленные в число-импульсном коде, постуйают на соответстпуанцие входы устройства, подключенные к входам формирователей строб-импульсов 1„. и к входам первого элемента ИЛИ 2, вйход которого соединен со счетным входом второго разряда счетчИка основания 6 и с входом К-эвенкой линии задержки 4, выход каждого звена которой подключен к информационному входу соответствующего ключа 5„,, к управляющим входам которых подсоединены соответствующие выходы формирователей строб-импульсов 1 К . Выходы ключей 5, связаны со входами второго элемента ИЛИ 3, выход которого соединен с управляющими входами элементов И 7, связывающих входы и выходы соответствующих разрядов счетчика основания 6 и накопителя 8.

Принцип действия предлагаемого устройства дня одновременного вычисления суммы квадратов нескольких чисел состоит в следующем.

В.исходном состоянии в счетчик основания

6 записано число 2 — 1, где и — число двоичИ ных разрядов счетчика основания 6, а накопитель 8 установлен в нуль. Необходимым условием для работы предлагаемого устройства является синхронность импульсов, из которых формируется число-импульсный код, возводимых в квадрат чисел (эти импульсы могут . формироваться одним генератором импульсов) .

При поступлении на вход элемента ИЛИ 2 первых импульсов каждого пакета, на его выходе формируется только один импульс, что является следствием синхронности входных импульсных последовательностей. Импульс с выхода элементу ИЛИ 2 поступает на вход

К-звенной линии задержки 4 и на вход второго разряда счетчика основания б, где после его прихода будет записана единица.

На каждом выходе К-звенной линии задерж. ки 4 при этом появится импульс, соответству- ющий входному импульсу, задержанному на время т — jest, где ht — время задержки одной секции (звена), j = 1, 2, ..., К вЂ” номер звена линии задержки 4. Время Ьт определяется длительностью переходных процессов В счетчике основания 6 накопителя 8 и, в случае использования в этих узлах сквозного ггереноса, может быть весьма малым. Импульсы с выхода К-эвенкой линии задержки 4 поступают на информацис,нные входы соответствующих ключей 5,, на управляющие входы которых поданы строб-имйульсы с выходов формирователей строб-импульсов 1 к, длительность которых определяется длительностью пакетов импульсов, подаваемых на входы устройства. Импульсы с выходов ключей 5<

4" к поступают на входы элемента ИЛИ 3, на выходе которого формируется последовательность, состоящая из К импульсов, отстоящих друг от друга на время dt. Эта последовательность импульсов поступает на управляющие входы элементов И 7, которые переносят код, записанный в счетчике основания 6, накопитель 8 . на суммирование. После окончания переноса в накопителе 8 будет зафиксировано число

К 1, так как в счетчИке основания был записан код единицы. При появлении на выходе элемента ИЛИ 2 очередных импульсов в счетчике основания 6 будет формироваться код нечетных чисел в соответствии с выражением

2i — 1, где i — число импульсов, поступивших на вход, второго разряда счетчика 6. По окончании пакета импульсов соответствующего

45 наименьшему из возводимых в квадрат чисел (в данном случае числу m>, в накопителе 8 будет сформирован код числа, определяемого

Ф ltl1 выражением К Е (2i — 1), которое

1=1

Ъ соответствует первому слагаемому в формуле (3). При этом с управляющего входа ключа

5 „, снимается строб-импульс и выход

К-ro звена линии задержки 4 отключается от входа элемента ИЛИ 3, на выходе которого йри появлении очередных импульсов на выходе логического элемента ИЛИ 2, будет формироваться импульсная последовательность, состоящая иэ К вЂ” 1 импульсов.

717759

848/66 сное тент", жгород, ул. Проектная, 4

После окончания пакета импульсов, соответствующегр числу та, в накопителе 8 будет

Ф(юа записай код числа 9. Q (2j-4) к-.1) F (2.1-О. Ь1 1=W 4

Прн этом снимается строб-импульс с управляющего.входа ключа 5< и теперь на выходе элемента ИЛИ 3 формируется импульсная последовательность, состоящая из К вЂ”. 2 импульсов.

В дальнейшем устройство работает аналогично и после окончания пакета импульсов, соответствующего наибольшему иэ чисел, числу m, К в накопителе 8 будет записан код, определяемый выражением (3) .

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет вычислять сумму квадратов К чисел при одновременной подаче их на вход.

При этом время вычислений определяется длительностью пакета импуЛьсов, соответствующего наибольшему иа возводимых в квадрат чисел.

Формула изобретения

Устройство для вычисления суммы квадратов К чисел, содержащее счетчик основания, разрядные выходы которого через элементы

И группы соединены со входами соответсвующих разрядов накопителя, о т л и ч а ю щ е-% е с я тем, что, с целью повышения быстро, 5 действия, в него введены К формирователем строб-импульсов, К-звенная линия задержки, К ключей, элементы ИЛИ, причем информационные входы устройства соединены с соответствующими входами формирователей строб-им1ц пульсов и входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со входами второго разряда счетчика основания и К-звенной линни задержки, выход каждого звена которой подключен к информационному входу соответ- 1 ствующего ключа, упраляющий вход которого соединен с выходом соответствующего формирователя строб-импульсов, выход ключей через второй элемент ИЛЩ соединены с упраа- . лающими входами элементов И группы, Источники информации, принятые ве внимание при эксйертизе

1. Авторское свидетельство СССР И 331385, кл. G 06 Р 7/38, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР N 475619, 25 кл. G 06 F 7/38, 1975 (прототип).