Устройство для функционального преобразования упорядоченного массива чисел

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬЬРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз CoScTcKNx

Социалистические

Республик 940165 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) закалено 26. 12. 80 (21) 3223559/18-24 с присоединением заявки М(23) П риоритет (51)М. Кл.

G 06 Р f5/31

Воуаврожнны1 комнтет ссВр во делам нзеоретеннй н открытий

Опубликовано 30.06 82. Бюллетень JO 24

Дата опубликования описания30,06 . 82 (53) УД3 681.3 (088.8) t -(к .П ":,.".

".фА i Li". : Pi .с" ",. "р

ТЕХйт1ЧЬСЕР (72) Автор изобретения

S.Ï.Áoþí (71) Заявитель Ордена Ленина институт кибернетики АН Укра нскоВИМЮТВ"" 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

УПОРЯДОЧЕННОГО МАССИВА ЧИСЕЛ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольФ зовано в специализированных устройствах для выполнения функциональных преобразований над массивами чисел.

Известно устройство для функционального преобразования, выполняемого над одним числом, содержащее входной регистр, выходной регистр, входы которого соединены с выходом функционального преобразователя. Устройство осуществляет вычисление функции над аргументом, находящимся во входном регистре 113.

Недостатком указанного устройства является невозможность выполнения преобразования над массивом чисел.

Известно также устройство для функционального преобразования над zo массивом чисел, содержащее функционаг ьный преобразователь, блок памяти, счетчик адреса, регистр числа, группу элементов И и блок управления.

Устройство осуществляет последовательное преобразование над всеми числами массива. Время преобразования над одним числом пропорционально разрядности числа, так как преобразование осуществляется последовательно по разрядам аргумента (2 .

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок памяти, регистр числа, счетчик адреса, Фчнкциональный генератор, группу элементов И и блок управления, причем выходы блока памяти соединены с входами разряда регистра числа, адресные зходы блока памяти соединены с вы ходами разрядов счетчика адреса и с выходом номера числа устройства, вы ходы функционального генератора подключены к первым входам элементов И группы, вторые входы которых под3 9401 ключены к первому выходу блока управления и к счетному входу счетчика адреса, а выходы элементов И группы соединены с выходами результата устройства, второй выход блока управления соединен с входом функционального генератора, содержит также схему сравнения и счетчик, первая группа входов схемы сравнения соединена с выходами разрядов счетчика, вторая; группа входов - с выходами разрядов регистра числа, а выход - с первым входом блока управления, второй выход которого соединен со счетным входом счетчика, а второй вход15 с тактовым входом устройства.

Кроме того, блок управления содержит первый и второй элементы И и элемент НЕ, причем первые входы эле ментов И соединены с вторым входом блока, второй вход первого элемента

И соединен с первым входом блока и входом элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходами блока.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для функционального преобразования упорядоченнобэ массива чисел; на фиг,2 - то же, блок управления.

Устройство содержит блок 1 памяти, счетчик 2 адреса, регистр 3 числа, схему 4 сравнения, счетчик 5, функци- з ональный генератор 6, группы 7 элементов И, блок 8 управления, Выходы счетчика 2 соединены с входами блока 1 и с выходами 9 номера

40 . числа устройства, выходы 10 группы 7 являются выходами результата устройства. Блок 8 управления имеет вход 11 тактовых импульсов, вход 12 и выходы 13 и 14. Блок 8

45 содержит элементы И 15 и 16 и элемент

НЕ 17 °

Устройство работает следующим образом.

Исходным состоянием блоков устройства является Нулевое состояние счетчика 2, регистра 3 и счетчика 5, а также начальное значение функции для нулевого значения аргумента на выходе функционального генератора 6.

Нулевые значения на первом и втором входах схемы 4 сравнения приводят к ее срабатыванию и открыванйю эле65 4 мента И 15 блока 8 управления (фиг.2) для прохождения первого тактового импульса по входу 11 на выход 13 (к счетчику 2 и к группе 7 элементов И). В счетчике 2 адреса устанавливается номер первой ячейки памяти, из которой считывается первое значение аргумента. Равенство кодов в регистре 3 числа и счетчике 5 нарушается, в результате чего схема 4 сравнения снимает разрешающий потенциал с элемента И 15 блока 8 и через элемент НЕ 17 открывает элемент И 16, через который начинают проходить тактовые импульсы с входа 11 на выход 14 блок=-;

8 управления к счетчику 5 и функциональному генератору б. Прохождение тактовых импульсов на выход 14 блока

8 продолжается до сравнения кодов в счетчике 5 и регистре 3, после чего схема 4 сравнения закрывает элемент

И 16 и открывает элемент И 15 блока

8, разрешая чтение кода функции через группу 7 элементов И из функционального генератора б, соответствую. щего числу прошедших на счетчик 5 . тактовых импульсов, т.е. величине первого аргумента.

Значение функции на выходе 10 результата сопровождается номером по выходу 9 номера числа, который может быть использован для записи результатов по определенным адресам, соответствующим адресам аргумента, в тот же или другой блок памяти.

После считывания значения функции для первого значения аргумента производится, аналогично описанному выше, формирование адреса второго аргумента на счетчике 2 и считывание его из блока 1. Так как массив чисел в блоке 1 упорядочен,,то считанное из него число равно или больше предыдущего. При этом для каждого последующего числа осуществляется только "доработка" значения функции, на которую тратится количество тактов, равное разности между предыдущим и последующим числом.

Если сразу произошло сравнение вновь считанного числа со значением кода в счетчике 5, то осуществляется повторная выдача значения функции из функционального генератора 6 по выходу 10.

Работа устройства продолжается до окончания функционального преобразования всех исел массива.

94016

Формула изобретения

Устройство для функционального преобразования упорядоченного массива чисел, содержащее блок памяти, регистр числа, счетчик адреса, функциональный генератор, группу элементов И и блок управления, причем выходы блока памяти соединены с входами разряда регистра числа, адресные входы блока памяти соединены с выходами разрядов счетчика адреса и с выходом номера числа устройства, 5

При такой организации функционального преобразования массива чисел значительно упрощается функциональный блок 6, который при этом рабЬтает в режиме генерации функции 5 от числа импульсов, при котором для вычисления каждого последующего значения функции требуется выполнить

1-2 короткие операции.

При использовании в качестве функ- 10 .ционального генератора блоков для вычисления степенных, тригонометрических и других функций за время прогона счетчика 5 от нулевого до, максимаЛьного значения выполняется функциональное преобразование всего массива чисел, количество которых ограничивается только емкостью блока 1 памяти. Длительность цикла функционального преобразования всего 20 массива чисел не зависит от величины массива, а зависит только от разрядности чисел массива по степенному закону и определяется как 2, где п - разрядность чисел, что позволяет 25 в несколько раз повысить быстродействие устройства, которое увеличивается с ростом числа элементов массива и уменьшением разрядности чисел.

5 6 выходы фуНкционального генератора подключены к первым входам элементов

И группы, вторые входы которых подключены к первому выходу бЛока управления и к счетному входу счетчика адреса,,выходы элементов И группы соединены с выходами результата устройства, второй выход блока управ ления соединен с входом функциональ" ного генератора, о т л и Ч а ю щ ее с я тем, что, с. целью повышения быстродействия, устройство содержит схему сравнения и счетчик, первая группа входов схемы сравнения соединена с выходами разрядов счетчика вторая группа входов -. с выходами разрядов регистра числа, а выход - с первым входом блока управления, второй выход которого соединен со счетным входом счетчика, а второй вход.с тактовым входом устройства.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит первый и второй элементы И и элемент НЕ, причем первые входы элементов И соединены с вторым входом блока, второй вход первого элемента И соединен с первым входом блока и входом элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выходы .первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходами блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рабинович 3.Л., Раманаускас В.А.

Типовые операции в вычислительных машинах. К., "Техника", 1980, с.239, рис.53б.

2. Ефимов А.Н., Рубанов В.Г.Оптимизация процессов первичной обработки информации в АСУ. К., "Техника",1976, с.94 (прототип).