Интегро-арифметическое устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскив

Социалистических

Республик

<„,744654.Ф

Ф 1 ъ

/» =:(61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 040177 (21) 2438194/18-24 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет—

Опубликовано 3006.80. Бюллетень Hо24

Дата опубликования описания30.0680 (51)М. Кл.2

G 06 J 1/02, Государстаеиный комитет

СССР оо лелам изобретений и открытий (53) УДЮ681. 14 (088.8) 1

О. H. Пьявченко, Л.И.Блинова, З.И.Флексер и Е.И.Чернов (72) Авторы изобретения

Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (71) Заявитель (5 4 ) ИНТЕГРО-АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области .вычислительной техники и может быть использовано в цифровых вычислительных комплексах, работающих в системах управления, для решения в реальном масштабе времени эпизодических точечных задач и математических зависимостей с непрерывным характером изменения переменных, а также описы- 10 ваемых различного вида дифференциро вания уравнениями.

Известны цифровые интеграторы, содержащие регистр, делитель, триггеры элементы И, ИЛИ (1).

Быстродействие таких вычислителей оказывается недостаточным при решении дифференциальных уравнений и математических зависимостей с непрерывным характером изменения переменных.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является интегрирующее устройство, содержащее первый, второй и третий, регистры первый и второй сумматоры формирователь приращений, экстраполятор, элементы И, ИЛИ, преобразователь кода, причем первый выход первого ,регистра соединен r. первым входом первого сумматора и с первым входом за первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛЙ, первый вход первого регистра соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй, вход которого соединен с выходом второго элемента

И, выход второго регистра соединен со вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с первым входом формирователя приращений и с первым входом второго элемента И, выход преобразователя кода соединен с

:первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов выход третьего элемента И подключен к первому входу экстраполятбра, выход четвертого элемента И подключен ко входу третьего регистра, второй H третий входы первого регистра, вход второго регистра, второй, третий и четвертый входы формирователя приращений и второй вход экстраполятора являются информационными входами устройства, вторые входы первого, второгот третьего и четвертого элементов И, первый вход преобразователя кода являются управляющими входами устройства, выход экстраполятора и

744654 второй выход первого регистра являют-, ся информационными выходами устройства (2).

Использование известного интегрирующего устройства для решения эпизодических задач, вычисления функций в точке, реализации зависимостей вида

Y =Й а„х, у =П yk,х" и др. методом интегрирования порождающих их дифференциальных уравнений снижает скорость вычисления по сравнению с прямым вычислением таких выражений с использовайием арифметических операций умножения, умножения со сложением, умноженггя с вычитанием.

Цель изобретения - повышение быстродействия работы устройства. 15

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительные элементы И, ИЛИ, причем вывыход формирователя приращений сое динен с первыми входами первого и gQ второго дополнительных элементов И, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго дополнительных элементов ИЛИ,выход первого дополнительного элемента р5

ИЛИ подключен ко второму входу преобразователя кода, выход второго дополнительного элемента ИЛИ подключен ко второму входу второго сумматора, первый выход третьего регистра подключен к первым входам третьего и четвертого дополнительных элементов И, выходы которых соединены соответственно со вторыми входами первого и второго дополнительных элементов

ИЛИ; пятый вход формирователя приращений, третий вход первого,,вторые входы первого, второго, третьего и четвертого дополнительных элементов И являются управляющими входами устройства, а выход третьего регист- 4О = ра - информационным выходом устройства.

На чертеже представлена блоксхема интегро-арифметического устройства.

Интегро-арифметическое устройство содержит регистры, 1, 2 и 3, сумматоры 4 и 5, формирователь б приращений, экстраполятор 7, преобразователь 8 кода, элементы 9, 10, 11 и 12 Й, дополнительные элементы 13, 14, 15 и Ы

16, дополнительные элементы 17, 18 и 19 ИЛИ, информационные входы 20, 2.1. 22 и 23, управляющие входы 24, 25, 26, 27, 28, 29 и 30, информационнь1е выходы 31, 32 и 33. 55

Предлагаемое интегро-арифметическое устройство работает следующим образом ..

Выполнение операции при работе в арифметическом режиме начинается 4Î после поступления из запоминающего устройства по.входу 21 множимого у в регистр 1, множителя х в формирователь 6 приращений. Операнд R является результатом предыдущей опера-. ции и к началу рассматриваемой one рации хранится в регистре 3, После занесения в интегро-арифметическое устройство необходимой для выполнения операций умножение-сложение, умножение-вычитание информации код множимого из регистра 1 через сумматор 4, на второй вход которого поступает нулевая информация с выхода регистра 2, без изменения проходит на третий вход формирователя.

6, осуществляющего при П,„ =1 (Ilm— признак умножение) перемножение™величин ху. Произведение ху с выхода формирователя 6 через элемент 14 И и элемент 19 ИЛИ поступает на первый вход сумматора 5, На второй вход этого сумматора с выхода регистра 3 через элемент 15 И, элемент 18 ИЛИ и преобразователь 8, на второй вход которого заводится признак П (признак инверсии), поступает величина R (-1) .

При выполнении операции умножениесложение П --0 с выхода преобразователя 8 на второй вход сумматора 5 поступает величина R.

При выполнении операции умножениевычитание Az 1 на вход сумматора 5 поступает величина R (-1) 4. В сумматоре 5 Формируется сумма Е = xy+R(-1) ! поступающая на вход регистра 3 через элемент 12 И. Результат операций умножение-сложение, умножение-вычитание остается в регистре 3 и заносится в

ЗУ по выходу 31.

Вычислительный процесс выполнения к-ой операции интегрирования в (1+1)— ом шаге при работе в режиме интегрирования начинается после поступления иа 3У по входу 21 приРащения * †в регистр 2, приращенийдч „(,+ г)/д0(са0,1, ..., m-1) в формирователь б, подынтегральной функции у ; в регистр

1. Кроме того, при выполнении экстраполяции и квантования по входу 20 в экстраполятор 7 из Зу поступает остатокoy„;/ду и приращенияд() (,, )/д (oC =,12,,...., m). Значение ордийаты у„„; поступает на первый вход сумматора 4, на второй вход которого поступает значение приращениями уР„(,„)/ду с выхода регистра 2. Новое значение подынтегральной функции уру,(„$$) с выхода сумматора 4 направляется в формирователь б и одновременно поступает в регистр 1 через элемент 10 И, на второй вход которого поступает признак П „, и через элемент 17 ИЛИ, В случае П „-0 неизменное значение подынтегральной функции с выхода регистра 1 через элементы 9 И и 17 ИЛИ перезаписывается в регистр 1. Полученное на выходе формирователя б приращениечбр (, „)/д, поступающее при

Пгп- 0 через элемент 13 И и элемент

1 5 ИЛИ, преобраз ователь 8, умн ожае тся в последнем на коэффициент (-1)" . выхода преобразователя 8 значение

744654 -1) > < p jj,ц/ь направляется на вход сумматора 5 и складывается с содер- жимым регистра З,поступающим на сумматор 5 через элемент 16 И при П„„=О и элемент 19 ИЛИ. Если отсутствует признак окончания формирования пере- 5 менной П1д сумма с выхода сумматора

5 через элемент 12 И проходит в реГистр 3. ЕслиП ц„=1, элемент 12 И закрыт и с выхода сумматора 5 через элемент 11 приращением .„форпосту" 10 пает в экстраполятор 7.

После окончания вычислений на выход 32 поступает и заноситя в Зу значение у „;при Пу „ = 0 (признак формированйя нового значения подынте-: гральной функции) или Y>, + ц. при

П „=1, снимаемое с выхода регистра

1 а на выход 33 поступают и заносятся в ЗУ значения у„,,1)/ьц,оц, „+ )/Ьц при П „,, < и приращениечц)", „- )/ьц при выполнении экстраполяции прйращения.

После записи результатов операции выбирается информация для следующей операции, выполнение которой аналогично.

Использование предлагаемого устрой ства позволяет увеличить скорость вычислений при решении эпизодичес; ких задач, требующих вычисления в отдельных точках значений прямых и. обратных тригонометрических логарифмических, экспоненциальных функций и других математических зависимостей.

Использование в предлагаемом устройстве операций умножения со сложением, вместо операций умножения и . 35 сложения, позволяет в 1,5 раза увеличить скорость вычисления указанных выше математических зависимостей .

Формула изобретения 4О

Ин тегро-арифметическое устройство, содержащее первый, второй и третий регистры, первый, и второй сумматоры, формирователь приращений, 45 экстраполятор, элементы И, ИЛИ, преобразователь кода, причем первый выход первого регистра соединен с первым входом первого сумматора и с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, первый вход первого регистра соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, выход второго регистра соединен со вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с первым входом формирователя приращений и с первым входом второго элемента И; выход преобразователя кода соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первымй входами третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента И подключен к перному входу экстраполятора„ выход четвертого элемента И подключен ко входу третьего регистра; второй и третий входы первого регистра; вход второго регистра, второй, третий и четвертый входы формирователя приращений и второй вход экстраполятора являются информационными входами устройства, вторые входы первого второго, третьего и четвертого элементов Й, первый вход преобразователя кода являются управляющими входами устройства„ выход экстраполятора и второй выход первого регистра являются информационными выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия в него введены дополнительные элементы И, ИЛИ, причем выход формирователя приращений соединен с первыми входами первого и второго дополнительных элементов И, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго дополнительных элементов ИЛИ, выход первого дополнительного элемента ИЛИ подключен ко второму входу преобра зователя кода, выход второго дополнительного элемента ИЛИ подключен ко второму входу второго сумматора, первый выход третьего регистра подключен к первым входам третьего и четвертого дополнительных элементов

И, выходы которых соединены соответственно со вторыми входами первого и второго дополнительных элементов

ИЛИ; пятый вход формирователя приращений, третий вход первого, вторые входы первого, второго, третьего и четвертого дополнительных элементов

И являются управляющими входами устройства, а выход третьего регистра информационным выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р317079, кл. С 06 J 1/02, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9335992, кл . G 06 J 1/02, 1970 (прототип) .