RU2619527C1 - Method of flowing generation of the sequence of figure numbers used in training the solution of the fermat equation - Google Patents

Method of flowing generation of the sequence of figure numbers used in training the solution of the fermat equation Download PDF

Info

Publication number
RU2619527C1
RU2619527C1 RU2016119252A RU2016119252A RU2619527C1 RU 2619527 C1 RU2619527 C1 RU 2619527C1 RU 2016119252 A RU2016119252 A RU 2016119252A RU 2016119252 A RU2016119252 A RU 2016119252A RU 2619527 C1 RU2619527 C1 RU 2619527C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
operand
numbers
register
alu
sequence
Prior art date
Application number
RU2016119252A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кирилл Николаевич Шихаев
Виктор Александрович Анохин
Original Assignee
Кирилл Николаевич Шихаев
Виктор Александрович Анохин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кирилл Николаевич Шихаев, Виктор Александрович Анохин filed Critical Кирилл Николаевич Шихаев
Priority to RU2016119252A priority Critical patent/RU2619527C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2619527C1 publication Critical patent/RU2619527C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/58Random or pseudo-random number generators
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B19/00Teaching not covered by other main groups of this subclass
    • G09B19/02Counting; Calculating
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09CCIPHERING OR DECIPHERING APPARATUS FOR CRYPTOGRAPHIC OR OTHER PURPOSES INVOLVING THE NEED FOR SECRECY
    • G09C1/00Apparatus or methods whereby a given sequence of signs, e.g. an intelligible text, is transformed into an unintelligible sequence of signs by transposing the signs or groups of signs or by replacing them by others according to a predetermined system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method comprises the steps of selecting the generating function for the first operand and calculating the square or cube of the first operand on the successive multiplier with the first ALU, storing the intermediate result in the multiplier register. Simultaneously, with the help of the second ALU, the first operand is transferred to the additional code up to 2 and summed with the intermediate result from the multiplication register. Repeating the actions for the second operand. At the same time, by means of the third ALU, the quotient on a sequential divisor is calculated. Writing a shape number from the first operand to the storage device. Performing actions for the second operand. Repeating the entire sequence of actions for the remaining operands.
EFFECT: efficient generation of a sequence of curly numbers of a given type.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к средствам для генерирования цифровых данных в виде числовых последовательностей. Преимущественными областями применения настоящего технического решения являются обучение теории чисел на примере Великого уравнения Ферма, математические исследования в области этой теории, а также криптография и обработка сигналов.The invention relates to the field of computer technology, and in particular to means for generating digital data in the form of numerical sequences. The main areas of application of this technical solution are teaching number theory using the Great Fermat equation as an example, mathematical research in the field of this theory, as well as cryptography and signal processing.

Ряд авторских математических методов проф. Шихаева К.Н. и проф. Анохина В.А. основаны на свойствах фигурных чисел и требуют вычисления их последовательностей.A number of author's mathematical methods prof. Shikhayeva K.N. and prof. Anokhina V.A. based on the properties of curly numbers and require the calculation of their sequences.

Для обучения решению Великого уравнения Ферма и в некоторых иных случаях предполагается использование последовательностей треугольных и пирамидальных чисел.For learning to solve the Great Fermat equation, and in some other cases, it is assumed to use sequences of triangular and pyramidal numbers.

Фигурные треугольные и пирамидальные числа, а также их последовательности, могут быть получены на основе известных выражений (Виленкин Н.Я. Комбинаторика. М.: Издательство «Наука», 1969, с. 124):Figured triangular and pyramidal numbers, as well as their sequences, can be obtained on the basis of well-known expressions (N. Vilenkin Combinatorics. M.: Nauka Publishing House, 1969, p. 124):

Figure 00000001
Figure 00000001

где

Figure 00000002
- k-е треугольное число;Where
Figure 00000002
- k-th triangular number;

k - натуральное число.k is a natural number.

Figure 00000003
Figure 00000003

где

Figure 00000004
- k-е пирамидальное число;Where
Figure 00000004
- k-th pyramidal number;

k - натуральное число.k is a natural number.

Производящие функции (1), (2) дают последовательность треугольных чисел 1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45, …, ∞ и последовательность пирамидальных чисел 1, 4, 10, 20, 35, 56, 84, 120, …, ∞. Полученные с использованием выражений (1), (2) последовательности фигурных чисел лишены нуля, что делает указанные выражения непригодными, в частности, для работы с неопределенными уравнениями теории чисел.The generating functions (1), (2) give a sequence of triangular numbers 1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45, ..., ∞ and a sequence of pyramidal numbers 1, 4, 10, 20, 35, 56, 84, 120, ..., ∞. The sequences of curly numbers obtained using expressions (1), (2) are devoid of zero, which makes these expressions unsuitable, in particular, for working with indefinite equations of number theory.

Одним из основных свойств фигурных чисел, бесконечно растущего арифметического квадрата, является их потоковое свойство, когда любое фигурное число всегда равно сумме двух уже известных чисел, то есть число, стоящее над ним, плюс число, стоящее перед ним.One of the main properties of curly numbers, an infinitely growing arithmetic square, is their streaming property, when any curly number is always equal to the sum of two already known numbers, that is, the number standing above it, plus the number standing in front of it.

Авторами установлено, что данные последовательности для натуральных чисел 1, 2, 3, 4, 5, …, ∞ целесообразно вычислять на основе производящих функций (3) и (4), соответственно для треугольных и пирамидальных чисел.The authors found that it is advisable to calculate these sequences for natural numbers 1, 2, 3, 4, 5, ..., ∞ on the basis of the generating functions (3) and (4), respectively, for triangular and pyramidal numbers.

Figure 00000005
Figure 00000005

где х - натуральное число.where x is a natural number.

При x=1 выражения (3) и (4) принимают соответственно вид:For x = 1, expressions (3) and (4) take respectively the form:

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

При х>1 выражения (3) и (4) генерируют фигурные треугольные и пирамидальные числа:For x> 1, expressions (3) and (4) generate curly triangular and pyramidal numbers:

Figure 00000008
Figure 00000008

Все вышесказанное дает бесконечные последовательности:All of the above gives endless sequences:

Figure 00000009
последовательность фигурных треугольных чисел =0, 1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45, …, ∞,
Figure 00000009
a sequence of curly triangular numbers = 0, 1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45, ..., ∞,

Figure 00000010
последовательность фигурных пирамидальных чисел =0, 1, 4, 10, 20, 35, 56, 84, 120, …, ∞,
Figure 00000010
a sequence of curly pyramidal numbers = 0, 1, 4, 10, 20, 35, 56, 84, 120, ..., ∞,

включающие в себя нуль и подмножества натуральных чисел (далее данные последовательности упрощенно названы соответственно как последовательность треугольных чисел и последовательность пирамидальных чисел), что есть единые решатели неопределенных уравнений теории чисел начиная с уравнений удвоения квадрата и уравнения куба и до уравнения Ферма.including zero and subsets of natural numbers (hereinafter, these sequences are simplistically named respectively as a sequence of triangular numbers and a sequence of pyramidal numbers), which are the unique solvers of the indefinite equations of number theory from the equations of doubling the square and the equation of the cube to the Fermat equation.

В частности, исследовать Великое уравнение Ферма в учебных целях можно на основе тождества Пифагора, взятого авторами в фигурных числах (5).In particular, it is possible to study the Fermat’s Great Equation for educational purposes on the basis of the Pythagorean identity, taken by the authors in curly numbers (5).

Figure 00000011
Figure 00000011

где x, y, z - натуральные числа;where x, y, z are natural numbers;

L2(x), L2(y), L2(z) - соответствующие им треугольные числа.L 2 (x) , L 2 (y) , L 2 (z) are the corresponding triangular numbers.

Тождество (5) получено из элементарного тождества (6) для x и аналогичных тождеств для y и z.Identity (5) is obtained from the elementary identity (6) for x and similar identities for y and z.

Figure 00000012
Figure 00000012

где х - натуральное число;where x is a natural number;

L2(x) - соответствующие х треугольное число.L 2 (x) is the corresponding x triangular number.

Например, для х равного 10, используя выражение (3), получаем L2(x)=45, а тождество (6) принимает вид 102=10+2-45, то есть 100=100, что означает верность данного тождества.For example, for x equal to 10, using expression (3), we get L 2 (x) = 45, and identity (6) takes the form 10 2 = 10 + 2-45, that is, 100 = 100, which means the fidelity of this identity.

Например, принимая x=3, y=4 и z=5 и беря в тождестве (5) х2, y2, z2 вместо x, y, z, получаем:For example, taking x = 3, y = 4 and z = 5 and taking in identity (5) x 2 , y 2 , z 2 instead of x, y, z, we get:

Figure 00000013
.
Figure 00000013
.

Подстановка чисел в левую часть этого тождества дает:Substitution of numbers on the left side of this identity gives:

х4+y4-z4=34+44-54=81+256-625=-288.x 4 + y 4 -z 4 = 3 4 +4 4 -5 4 = 81 + 256-625 = -288.

Правая часть того же тождества имеет следующий вид:The right side of the same identity has the following form:

Figure 00000014
Figure 00000014

Корректность тождества подтверждена равенством его левой и правой частей.The correctness of the identity is confirmed by the equality of its left and right sides.

Тождество (5) позволяет получать уравнения Ферма любой степени и обеспечивает их решение благодаря исследованию правой части указанного тождества, представляющей собой уравнение Ферма, заданное в фигурных числах, что расширяет учебные возможности.Identity (5) allows one to obtain Fermat equations of any degree and provides their solution thanks to the study of the right-hand side of the indicated identity, which is the Fermat equation given in curly numbers, which expands the educational possibilities.

В частности, учащиеся выполняют следующие последовательности преобразований.In particular, students perform the following sequences of transformations.

Из выражения (5):From expression (5):

22+32-42=4+9-16=-32 2 +3 2 -4 2 = 4 + 9-16 = -3

2+3-4=12 + 3-4 = 1

2(L2(2)+L2(3)-L2(4))=1+3-6=-22 (L 2 (2) + L 2 (3) -L 2 (4) ) = 1 + 3-6 = -2

-4+1=-3-4 + 1 = -3

-3=-3-3 = -3

Тождество получено.Identity obtained.

Также из выражения (5) при линейной форме записи вычислений:Also from the expression (5) in the linear form of recording calculations:

32+42-52=0=3+4-5=2+2(L2(3)+L2(4)-L2(5)=3+6-10=-1)=-2+2=03 2 +4 2 -5 2 = 0 = 3 + 4-5 = 2 + 2 (L 2 (3) + L 2 (4) -L 2 (5) = 3 + 6-10 = -1) = - 2 + 2 = 0

Figure 00000015
Figure 00000015

Тождества получены.Identities obtained.

Далее учащемуся предлагается взять в тождестве (5) вместо чисел x, y, z, числа x2, y2, z2, x3, y3, z3, …xn, yn, zn и построить соответствующие уравнения.Further, the student is invited to take in identity (5) instead of the numbers x, y, z, the numbers x 2 , y 2 , z 2 , x 3 , y 3 , z 3 , ... x n , y n , z n and construct the corresponding equations.

Для чисел xn, yn, zn учащийся получает:For numbers x n , y n , z n, the student receives:

Figure 00000016
Figure 00000016

Если предположить, что данное уравнение имеет целочисленное решение, то будет получено:If we assume that this equation has an integer solution, then we will get:

Figure 00000017
Figure 00000017

То есть 1=0, чего не может быть, а уравнение xn+yn=zn не может иметь целочисленные решения.That is, 1 = 0, which cannot be, and the equation x n + y n = z n cannot have integer solutions.

В качестве примера:As an example:

Figure 00000018
Figure 00000018

Тождество составлено, а поделив числа его правой части (уравнение в фигурных числах) на число 25, будет получено:The identity is compiled, and dividing the numbers of its right-hand side (equation in curly numbers) by the number 25, you will get:

Figure 00000019
Figure 00000019

То есть 1=0, чего не может быть, на основе чего учащийся делает вывод о том, что уравнение x4+y4=z4, где х=3, y=4, z=5, не может иметь целочисленных решений.That is, 1 = 0, which cannot be, on the basis of which the student concludes that the equation x 4 + y 4 = z 4 , where x = 3, y = 4, z = 5, cannot have integer solutions.

Свое применение находит и последовательность пирамидальных чисел L3(x).The sequence of pyramidal numbers L 3 (x) also finds its application.

Генерирование последовательностей фигурных чисел, особенно включающих числа большой разрядности при математических исследованиях, в криптографии и при обработке сигналов, делает необходимым использование высокоэффективных машинных вычислений.The generation of sequences of curly numbers, especially including large-digit numbers in mathematical research, in cryptography and in signal processing, makes it necessary to use highly efficient computer calculations.

Из патентного документа RU 2549129 С1 от 20.04.2015 известно устройство для тестирования чисел на простоту, реализующее вычисление выражения Nn=(n2-n)/2, где n - тестируемое число. Известное устройство характеризуется повышенной производительностью при тестировании чисел на простоту, однако при этом устройство имеет ограниченные функциональные возможности, что делает невозможным его использование для генерирования последовательности пирамидальных чисел и запоминания каких-либо числовых последовательностей. Кроме того, конструкция известного устройства не оптимизирована для режима вычислений в потоке, необходимость которого диктуется практикой.From patent document RU 2549129 C1 of 04/20/2015, a device for testing simplicity of numbers is known that implements the calculation of the expression N n = (n 2 -n) / 2, where n is the number to be tested. The known device is characterized by increased performance when testing numbers for simplicity, however, the device has limited functionality, which makes it impossible to use it to generate a sequence of pyramidal numbers and memorize any numerical sequences. In addition, the design of the known device is not optimized for the computational mode in the stream, the need for which is dictated by practice.

Задачей является эффективное генерирование последовательности фигурных чисел заданного вида и запоминание данной последовательности с целью дальнейшего использования.The task is to effectively generate a sequence of curly numbers of a given type and memorize this sequence for future use.

Обеспечиваемый настоящим изобретением технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства для генерирования числовой последовательности как на основе выражения (3), так и выражения (4), с запоминанием полученных результатов; также технический результат заключается в повышении производительности указанного вычислительного устройства при соблюдении условий простоты его конструкции и ее масштабируемости.The technical result provided by the present invention is to expand the functionality of the device for generating a numerical sequence based on both expression (3) and expression (4), with storing the results obtained; also the technical result is to increase the performance of the specified computing device, subject to the conditions of simplicity of its design and its scalability.

Технический результат достигается благодаря тому, что способ потокового генерирования последовательности фигурных чисел производящей функцией (3) и/или (4) на основе заданного множества натуральных чисел x, образующих по меньшей мере первый и второй операнды, характеризуется тем, что переводят первый операнд в двоичную форму, выбирают производящую функцию и вычисляют квадрат или куб первого операнда на последовательном умножителе с первым арифметико-логическим устройством (АЛУ), сохраняя промежуточный результат в регистре умножения. Одновременно с этим при помощи второго АЛУ переводят первый операнд в дополнительный код до 2-х, после чего суммируют с промежуточным результатом из регистра умножения, сохраняя промежуточный результат в регистре суммирования. Затем производят перечисленные действия для второго операнда, одновременно с которыми посредством третьего АЛУ вычисляют частное от деления промежуточного результата в регистре суммирования на число 2 или 6 в двоичной форме на последовательном делителе и записывают фигурное число от первого операнда в запоминающее устройство. После чего производят перечисленные действия для второго операнда и повторяют всю последовательность действий для оставшихся операндов.The technical result is achieved due to the fact that the method of streaming generating a sequence of curly numbers by the generating function (3) and / or (4) based on a given set of natural numbers x, forming at least the first and second operands, is characterized by the fact that the first operand is converted to binary form, select the generating function and calculate the square or cube of the first operand on a serial multiplier with the first arithmetic logic unit (ALU), storing the intermediate result in the multiplication register. At the same time, using the second ALU, the first operand is transferred to an additional code of up to 2, after which it is summed with the intermediate result from the multiplication register, storing the intermediate result in the summation register. Then, the above actions are performed for the second operand, at the same time, using the third ALU, the quotient of dividing the intermediate result in the summing register by the number 2 or 6 in binary form on a serial divider is calculated and the figured number from the first operand is written to the storage device. After that, the above actions are performed for the second operand and the entire sequence of actions for the remaining operands is repeated.

Изобретение поясняется следующими иллюстрациями.The invention is illustrated by the following illustrations.

Фиг. 1: структурная схема вычислительного устройства.FIG. 1: block diagram of a computing device.

Фиг. 2: основные этапы алгоритма генерирования фигурного числа.FIG. 2: the main steps of the figure number generation algorithm.

Осуществление настоящего изобретения показано на примере конструкции вычислительного устройства.The implementation of the present invention is shown in the example of the design of the computing device.

Для потокового генерирования последовательности фигурных чисел производящей функцией (3) или (4) используют вычислительное устройство (фиг. 1).For streaming the generation of a sequence of curly numbers by the generating function (3) or (4), a computing device is used (Fig. 1).

Вычислительное устройство содержит регистр 1 операнда, регистр 2 выбора производящей функции, регистр 3 умножения, регистр 4 суммирования, регистр 5 деления, первое АЛУ 6 умножения, второе АЛУ 7 суммирования, третье АЛУ 8 деления, устройство 9 управления и запоминающее устройство 10.The computing device contains an operand register 1, a generating function selection register 2, a multiplication register 3, a summing register 4, a division register 5, a first ALU 6 multiplication, a second ALU 7 summation, a third ALU 8 division, a control device 9 and a storage device 10.

Регистры 3 и 5 являются сдвиговыми. Регистр 3 выполнен с возможностью осуществления операции «сдвиг вправо», а регистр 5 выполнен с возможностью осуществления операций «сдвиг вправо» и «сдвиг влево». Запоминающее устройство 10 выполнено с возможностью хранения последовательности чисел в двоичной форме.Registers 3 and 5 are shift. Register 3 is configured to perform a shift to the right, and register 5 is configured to carry out a shift to the right and shift to the left. The storage device 10 is configured to store a sequence of numbers in binary form.

Первое АЛУ 6 и регистр 3, совместно с устройством 9 управления, образуют последовательный умножитель чисел в двоичной форме для вычисления квадрата или куба операнда.The first ALU 6 and register 3, together with the control device 9, form a serial number multiplier in binary form to calculate the square or cube of the operand.

Второе АЛУ 7, регистр 4 и устройство 9 управления, совместно образуют функциональный узел для перевода операнда в дополнительный код до 2-х и суммирования с сохранением промежуточного результата.The second ALU 7, register 4 and control device 9, together form a functional unit for translating the operand into an additional code of up to 2 and summing while maintaining an intermediate result.

Третье АЛУ 8, регистр 5 и устройство 9 управления образуют последовательный делитель чисел в двоичной форме.The third ALU 8, the register 5 and the control device 9 form a sequential divider of numbers in binary form.

Регистр 1 операнда, последовательный умножитель, функциональный узел для перевода операнда в дополнительный код до 2-х и суммирования, последовательный делитель, а также запоминающее устройство 10 информационно связаны между собой последовательно через свои входы-выходы.Register 1 of the operand, a serial multiplier, a functional unit for translating the operand into an additional code of up to 2 and summing, a serial divider, as well as a storage device 10 are informationally connected to each other sequentially through their inputs and outputs.

При этом информационный выход регистра 1 электрически связан с первым входом АЛУ 7, вторыми входами АЛУ 6 и регистра 3. Выход регистра 2 связан с первым входом устройства 9. Выход АЛУ 6 связан с первым входом регистра 3. Первый выход регистра 3 связан с первым входом АЛУ 6 и вторым входом АЛУ 7. Второй выход регистра 3 связан со вторым входом устройства 9. Выход АЛУ 7 связан со вторым входом АЛУ 8 через регистр 4. Выход АЛУ 8 связан с первым входом регистра 5. Второй вход регистра 5 связан с устройством 9. Первый выход регистра 5 связан с первым входом АЛУ 8. Второй выход регистра 5 связан с третьим входом устройства 9 и устройством 10. АЛУ 6, 7 и 8, а также регистры 3, 5 связаны с устройством 9 через свои управляющие входы-выходы.In this case, the information output of register 1 is electrically connected to the first input of ALU 7, the second inputs of ALU 6 and register 3. The output of register 2 is connected to the first input of device 9. The output of ALU 6 is connected to the first input of register 3. The first output of register 3 is connected to the first input ALU 6 and the second input of ALU 7. The second output of register 3 is connected to the second input of device 9. The output of ALU 7 is connected to the second input of ALU 8 through register 4. The output of ALU 8 is connected to the first input of register 5. The second input of register 5 is connected to device 9 The first output of register 5 is connected with the first input of ALU 8. In The second output of register 5 is connected to the third input of device 9 and device 10. ALU 6, 7, and 8, as well as registers 3, 5 are connected to device 9 through their control inputs and outputs.

В процессе функционирования описанного вычислительного устройства осуществляется способ потокового генерирования последовательности фигурных чисел производящей функцией (3) и/или (4).In the process of functioning of the described computing device, a method for streaming the generation of a sequence of curly numbers by the generating function (3) and / or (4) is implemented.

Прежде всего задают множество натуральных чисел, состоящее по меньшей мере всего из двух чисел, на основе которого требуется сгенерировать последовательность фигурных чисел. Допустимо использовать множество чисел, задаваемое динамически в процессе работы вычислительного устройства. Числа данного множества используют в качестве операндов.First of all, a set of natural numbers is set, consisting of at least two numbers, on the basis of which a sequence of curly numbers is to be generated. It is permissible to use a set of numbers that is set dynamically during the operation of a computing device. Numbers of this set are used as operands.

Из указанного множества выбирают числа, при этом также задают производящие функции и подают эти данные на вход вычислительного устройства. Правила выбора чисел и сопоставленных им функций определяются поставленной задачей. На выходе вычислительного устройства получают последовательность фигурных чисел, записанную в память запоминающего устройства. При помощи данной последовательности чисел проводят математические исследования в области теории чисел или обучают этой теории и пр.From the indicated set, numbers are selected, and the generating functions are also set and this data is supplied to the input of the computing device. The rules for choosing numbers and their associated functions are determined by the task. At the output of the computing device receive a sequence of curly numbers recorded in the memory of the storage device. Using this sequence of numbers, carry out mathematical research in the field of number theory or teach this theory, etc.

Выбрав натуральное число переводят его в двоичную форму, после чего записывают в регистр 1. При этом также выбирают производящую функцию (3) или (4). Если выбрана функция (3), то записывают в регистр 2 число 0, а если выбрана функция (4), то в регистр 2 записывают число 1.Choosing a positive integer translates it into binary form, and then writes it to register 1. At the same time, the generating function (3) or (4) is also chosen. If function (3) is selected, then the number 0 is written in register 2, and if function (4) is selected, the number 1 is written in register 2.

После окончания записи в регистры 1, 2 начинает свою работу устройство 9, задающее и контролирующее ход вычислительного процесса.After writing to the registers 1, 2, the device 9 starts its operation, which sets and controls the course of the computing process.

На информационный вход последовательного умножителя (АЛУ 6 и регистр 3) поступает операнд. Устройство 9 управляет операциями сдвига вправо и записи в регистре 3, считывая его текущее содержимое. При этом, если в регистр 2 записано число 0, то операнд возводится в квадрат, а если в регистр 2 записано число 1, то операнд возводится в куб, в результате чего величина «x2» или «x3» для функции (3) или (4) соответственно оказывается вычисленной и сохраненной в регистре 3 в качестве промежуточного результата.The operand is received at the information input of the serial multiplier (ALU 6 and register 3). The device 9 controls the operations of the shift to the right and the entries in the register 3, reading its current contents. Moreover, if the number 0 is written in register 2, the operand is squared, and if the number 1 is written in register 2, the operand is cube, resulting in the value "x 2 " or "x 3 " for function (3) or (4) respectively, is calculated and stored in register 3 as an intermediate result.

Одновременно с указанными действиями посредством АЛУ 7 переводят операнд в дополнительный код до 2-х (дополнение до двух) путем инвертирования и сдвига, получая величину «-x» для производящих функций. После этого полученное двоичное число суммируют с промежуточным результатом из регистра 3. В результате работы функционального узла, включающего в себя АЛУ 7 и регистр 4, оказывается вычисленной величина «x2-x» или «x3-x» для функции (3) или соответственно для функции (4). Данная величина сохраняется в качестве промежуточного результата в регистре 4, из которого затем поступает на вход последовательного делителя.Simultaneously with the indicated actions, the ALU 7 translates the operand into an additional code of up to 2 (complement of two) by inverting and shifting, obtaining the value “-x” for generating functions. After that, the resulting binary number is summed with the intermediate result from register 3. As a result of the operation of the functional unit, which includes ALU 7 and register 4, the value “x 2 -x” or “x 3 -x” for function (3) or respectively, for function (4). This value is stored as an intermediate result in register 4, from which it then enters the input of the serial divider.

На один из информационных входов последовательного делителя чисел в двоичной форме (АЛУ 8 и регистр 5) подают содержимое регистра 4. Если в регистр 2 было записано число 0, то на другой информационный вход последовательного делителя подают число 2 в двоичной форме, а если в регистр 2 записано число 1, то подают число 6 в двоичной форме. Устройство 9 управляет операциями сдвига вправо и влево, а также записи в регистре 5, считывая его текущее содержимое. В результате получают значение производящей функции от числа х и записывают его в запоминающее устройство 10, формируя в нем последовательность фигурных чисел в двоичной форме. Также в устройстве 10 сохраняют данные, характеризующие соответствующие операнд и производящую функцию.The contents of register 4 are fed to one of the information inputs of the serial divider of numbers in binary form (ALU 8 and register 5). If the number 0 was written to register 2, then the number 2 is sent to the other information input of the serial divider in binary form, and if to the register 2 written the number 1, then serves the number 6 in binary form. The device 9 controls the operations of the shift to the right and left, as well as the entries in the register 5, reading its current contents. As a result, the value of the generating function of the number x is obtained and written to the storage device 10, forming in it a sequence of curly numbers in binary form. Also, the device 10 stores data characterizing the corresponding operand and the generating function.

Следующий операнд помещают в регистр 1 сразу после получения промежуточного результата в регистре 4 и повторяют перечисленные действия, что обеспечивает потоковый режим работы вычислительного устройства.The next operand is placed in register 1 immediately after receiving the intermediate result in register 4 and the above actions are repeated, which ensures the streaming mode of operation of the computing device.

Таким образом, вычислительное устройство позволяет генерировать числовую последовательность как на основе выражения (3), так и выражения (4), с запоминанием полученных результатов, в результате чего функциональные возможности данного устройства расширены.Thus, the computing device allows you to generate a numerical sequence both on the basis of expression (3) and expression (4), with the storage of the results, as a result of which the functionality of this device is expanded.

Благодаря потоковому режиму работы с задействованием трех АЛУ, работающих одновременно, двух сдвиговых и одного простого регистров, повышена производительность вычислительного устройства. Вместе с тем, его конструкция не содержит лишних и/или сложных элементов и обладает хорошей масштабируемостью для адаптации к работе с числами большой разрядности, что в целом характеризует высокую эффективность генерирования последовательности фигурных чисел.Thanks to the streaming mode of operation involving three ALUs operating simultaneously, two shift and one simple registers, the performance of the computing device is improved. At the same time, its design does not contain superfluous and / or complex elements and has good scalability for adaptation to work with high-digit numbers, which generally characterizes the high efficiency of generating a sequence of curly numbers.

Claims (1)

Способ потокового генерирования последовательности фигурных чисел производящей функцией L2(x)=(х2-х)/2 и/или L3(x)=(х3-х)/6 на основе заданного множества натуральных чисел х, образующих по меньшей мере первый и второй операнды, характеризующийся тем, что переводят первый операнд в двоичную форму, выбирают производящую функцию и вычисляют квадрат или куб первого операнда на последовательном умножителе с первым АЛУ, сохраняя промежуточный результат в регистре умножения, одновременно с этим при помощи второго АЛУ переводят первый операнд в дополнительный код до 2-х, после чего суммируют с промежуточным результатом из регистра умножения, сохраняя промежуточный результат в регистре суммирования, затем производят перечисленные действия для второго операнда, одновременно с которыми посредством третьего АЛУ вычисляют частное от деления промежуточного результата в регистре суммирования на число 2 или 6 в двоичной форме на последовательном делителе и записывают фигурное число от первого операнда в запоминающее устройство, после чего производят перечисленные действия для второго операнда и повторяют всю последовательность действий для оставшихся операндов.A method for streaming the generation of a sequence of curly numbers by the generating function L 2 (x) = (x 2- x) / 2 and / or L 3 (x) = (x 3- x) / 6 based on a given set of natural numbers x, forming at least at least the first and second operands, characterized in that they convert the first operand into binary form, select the generating function and calculate the square or cube of the first operand on a serial multiplier with the first ALU, storing the intermediate result in the multiplication register, at the same time using the second ALU translate the first operand to There is an additional code up to 2, after which they are summed up with the intermediate result from the multiplication register, storing the intermediate result in the summation register, then the above actions are performed for the second operand, at the same time, using the third ALU, the quotient of dividing the intermediate result in the summation register by 2 is calculated or 6 in binary form on a serial divider and write the curly number from the first operand to the storage device, after which the above actions are performed for the second operand and repeat the entire sequence of actions for the remaining operands.
RU2016119252A 2016-05-18 2016-05-18 Method of flowing generation of the sequence of figure numbers used in training the solution of the fermat equation RU2619527C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119252A RU2619527C1 (en) 2016-05-18 2016-05-18 Method of flowing generation of the sequence of figure numbers used in training the solution of the fermat equation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119252A RU2619527C1 (en) 2016-05-18 2016-05-18 Method of flowing generation of the sequence of figure numbers used in training the solution of the fermat equation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2619527C1 true RU2619527C1 (en) 2017-05-16

Family

ID=58715957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016119252A RU2619527C1 (en) 2016-05-18 2016-05-18 Method of flowing generation of the sequence of figure numbers used in training the solution of the fermat equation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2619527C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2357610A (en) * 1999-12-20 2001-06-27 Mitsubishi Electric Inf Tech Method of generating a non-repeating sequence of numbers
JP2005228169A (en) * 2004-02-16 2005-08-25 Bittech Inc Random number generating device
US20060294312A1 (en) * 2004-05-27 2006-12-28 Silverbrook Research Pty Ltd Generation sequences
RU2549129C1 (en) * 2014-02-21 2015-04-20 Кирилл Николаевич Шихаев Primality test method
CN204680260U (en) * 2015-06-12 2015-09-30 田燕 A kind of mathematics teaching aid

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2357610A (en) * 1999-12-20 2001-06-27 Mitsubishi Electric Inf Tech Method of generating a non-repeating sequence of numbers
JP2005228169A (en) * 2004-02-16 2005-08-25 Bittech Inc Random number generating device
US20060294312A1 (en) * 2004-05-27 2006-12-28 Silverbrook Research Pty Ltd Generation sequences
RU2549129C1 (en) * 2014-02-21 2015-04-20 Кирилл Николаевич Шихаев Primality test method
CN204680260U (en) * 2015-06-12 2015-09-30 田燕 A kind of mathematics teaching aid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Leighton Introduction to parallel algorithms and architectures: Arrays· trees· hypercubes
Pickard A curious binary lattice process
Stephen et al. Counting inequivalent monotone Boolean functions
Boden et al. Virtual knot cobordism and bounding the slice genus
Dudek et al. On some generalizations of BCC-algebras
Johnson et al. Feynman's operational calculus and beyond: noncommutativity and time-ordering
Sethi et al. Multiplier less high-speed squaring circuit for binary numbers
Horáček et al. On conversions from CNF to ANF
Štrboja et al. Transformation of the pseudo-integral and related convergence theorems
Balasubramanian Character tables of n-dimensional hyperoctahedral groups and their applications
RU2619527C1 (en) Method of flowing generation of the sequence of figure numbers used in training the solution of the fermat equation
RU165284U1 (en) COMPUTER DEVICE FOR THE GENERATION OF FIGURE NUMBERS USED WHEN TRAINING THE SOLUTION OF THE FARM EQUATION
Hariri et al. Digit-level semi-systolic and systolic structures for the shifted polynomial basis multiplication over binary extension fields
Larasati et al. Simulation of modular exponentiation circuit for shor's algorithm in qiskit
Derksen et al. Computational invariant theory
Bayen et al. Real connective K-theory and the quaternion group
Efe Hybrid Analysis of TMVP for Modular Polynomial Multiplication in Cryptography
Hauser et al. Interdisciplinary education in mathematics and informatics at Swiss high schools
Morain Using Fricke modular polynomials to compute isogenies
Akdenizli et al. An Alexandrov topology for maximal Cohen-Macaulay modules
Zhao et al. Trace representation of the sequences derived from polynomial quotient
Beebe A Bibliography of Publications in ACM SIGSAM Bulletin and ACM Communications in Computer Algebra
Wang et al. Fast Implementation of Multiplication on Polynomial Rings
Chan The Shape of Hilbert–Kunz Functions
Martin Analysis of Divisional Algorithm Efficiency for Wide Bit Division on FPGAS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180519