SU1098003A1 - Устройство дл вычислени полинома - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОЛИНОМА, содержащее блок управлени , первый регистр, блок пам ти и арифметический блок, первый вход которого соединен с первым выходом блока управлени , второй п третий выходы которого соединены с входами соответственно блока пам ти и первого регистра, выходы блока пам ти и первого регистра соединены соответственно с вторым и третьим входами арифметического блока, отличающеес  тем, что, с целью расширени  класса решаемых задач за счет возможности дополнительного вычислени  значени  полинома от комплексного аргумента, в него введены счетчик степени, схема сравнени  и со второго по дев тый регистры, причем выходы с четвертого по шестой блока управлени  соединены соответственно с входами счетчика степени, второго регистра и первым входом схемы сравнени , второй вход которой соединен с выходом счетчика степени, вход запуска устройства и выход с.хемы сравнени  соединены соответственно с первым и вторым входами блока управлени , выходы с седьмого по тринадцатый которого соединены с управл ющими входами соответственно с третьего по дев тый регистров , информационные входы которых соединены соответственно с выходом дев того регистра, первым, вторым, третьим, четвертым, п тым и шестым выходами арифметического блока,входы арифметического блока с четвертого по дес тый соединены с выходами соответственно с второго по восьмой регистров. (Л 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок управлени  содержит генератор импульсов , группу элементов И, счетчик , дешифратор и коммутатор, причем первый вход блока управлени  соединен с входом запуска генератора пульсов, выход которого соединен с пер00 выми входами элементов И группы, вторые и третьи входы и выходы которых соединены соответственно с вторым bo входом блока управлени , первым выходом дешифратора и входом счетчика, выход которого соединен с входом деиифратора , второй выход которого соединен с входом коммутатора, выходы с первого по тринадцатый соединены с соответствующими выходами блока управлени  .

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при построении специализированных вычислительных модулей, включаемых в состав вычислительных систем, дл  работы с функци ми комплексной переменной. Изйестно устройство дл  вычислени  значений полинома, содержащее блок управлени , регистр аргумента и блок арифметический в виде реверсивного счетчика, трех вычитающих счетчиков и делител  частоты f 1 J. ОдHaKOjпримен   известное устройство , невозможно выполнить отдельные арифметические операции. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее блок управлени , первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первыми входами арифметического блока, блока пам ти и первого регистра, первые выходы блока пам ти и первого регистра соединены соответственно с вторым и третьим входами арифметического блока С2. Данное устройство характеризуетс  невозможностью вычислени  значени  полинома комплексной переменной, Что существенно снижает область его Применени . Целью изобретени   вл етс  распшрение класса решаемых задач за счет дополнительной возможности вычислени  значени  полинома от комплексного аргумента. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  вычислени  полинома, содержащее блок управлени  первьй регистр, блок пам ти и арифметический блок, первый вход которог соединен с первым выходом блока упра лени , втброй и третий выходы которо го соединены с входами соответственн блока пам ти и первого регистра, выходы блока пам ти и первого регистра соединены соответственно со вторым и третьим входами арифметического блок дополнительно введены счетчик степен схема сравнени  и со второго по девй тый регистры, причем выходы с четвер того по шестой блока управлени  соед нены соответственно с входами счетчи входом схемы сравнени , второй вход которой соединен с выходом счетчика степени, вход запуска устройства и выход схемы сравнени  соединены соот ветственно с первым и вторым входами блока управлени , выходы с седьмого по двенадцатый которого соединены с управл ющими входами соответственно с третьего по дев тый регистров, информационные входы которых соединены сооРветственно с выходом дев того регистра, первым, вторым, третьим,четвертым, п тым и шестым вьпсодами арифметического блока, входы с четвертого по дес тый которого соединены с выходами соответственно со второго по восьмой регистров. Блок управлени  содержит генератор импульсов, группу злементов И, счетчик , дешифратор и коммутатор, причем первый вход блока управлени  соединен с входом запуска генератора импульсов, выход которого соединен с первыми входами элементов И группы, вторые 1: третьи входы и выходы которых соединены соответственно со вторым входом блока управлени , первым выходом дешифратора и входом счетчика , выход которого соедин гн со входом коммутатора, второй аыход которого соединен со входом коммутатора , выходы с первого по тринадцатый соединены с соответствующими выходами блока управлени . На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 и 3 - блоксхема блока управлени  и арифметического блока. Устройство дл  вьтислени  полинома содержит блок 1 управлени , арифметический блок 2, блок 3 п ы ти, регистр 4, счетчик 5 степени, схему 6 сравнени , регистры 7-14. Блок 1 управлени  содержит генератор 15 импульсов, группу 16 злементов И, счетчик 17, дешифратор 18 н коммутатор 19. Арифметичес:кий блок 2 содержит блок 20 синхрони;-1ации, содержащий счетчик и распреда;елитель импульсов, мультиплексор 21, регистр 22, сумматор 23, регистр 24 и демультиплексор 25. В основу работы устройства положен гшедующий алгоритм. Пусть необходимо вычислить значение полинсма ( ( когда переменна  z  вл етс  комплексной величиной г- ЗУПриведенное выражение запишем в о виде суммы двух частей, в одну из которых вход т слагаемые вещественной чарти полинома (1), а в другой слагаемые мнимой части. l l AnlVJf nl VilEn iHV.r-. () Е f /I i i-l/ n-T n -..-,E,,.(./...... 2Л) (21 где jF X + jy; Vir- () (xF.E,), откуда E, .ve, Продолжа  вычислени  таким же образом, можно показать, что E..H.i)(),., п Е„.,,.,; Следовательно, любой последующий эле мент степенного р да легко вычисл е с  через предыдущие: ,(x..F..; ( Выражени  (2), (3), (4) положен в основу работы устройства. Функци нальное назначение входов и выходо блока 1 управлени  следующее. Первы вход предназначен дл  запуска усустройства , второй выход соединен с выходом схемы 6 сравнени  и предназначен {щ  сигнализации блока управлени  о том, что значение показател степени слагаемого полинома на данн шаге вычислени  равно значению О первый выход блока управлени  соедк иен с арифметическим блоком 2 дл  е запуска, второй, третий, п тый, сед мой, восьмой, дев тый, дес тый, оди надцатый, двенадцатый, тринадцатый выходы соединены соответственно с блоком 3 пам ти, первым 4, вторым 7 третьим 8, четвертым 9, п тым 10, шестым 11, седьмым 12, восьмым 13, 4 А в тым 14 регистрами дл  запуска на прием и вьщачу информации, четвертый выход соединен со счетчиком степени 5 дл  вычитани  единицы и организации цикла, шестой выход соединен со схемой сравнени  дл  вьдачи сигнала сравнени . Второй, третий, четвертьи, п тый, шестой, седьмой, восьмой, дев тый. дес тый входы арифметического блока 2 c-.. „„„.„, подключены к блоку 3 пам ти, первому 4, второму 7, третьему 8, четвертому 9, п тому 10, шестому 11, седьмому 12 и восьмому 13 регистрам дл  приема информации, первый, второй, третий, четвертый, п тый и шестой выходы соединены с четвертым 9, п тым 10, шестым 11, седьмым 12, восьмым 13 и дев тым 14 регистрами дл  выдачиИнформации результатов вычислени , действительной и мнимой частей полинома. Выход дев того регистра 14 соединен со вторым входом третьего регистра 8 и предназначен дл  пересылки значени  действительной части полинома на каждом шаге работы. Выход счетчика степени 5 соединен с вторым входом блока 6 сравнени  дл  передачи информационного состо ни  счетчика о значении показател  степени слагаемого полинома. Блок 3 пам ти предназначен дл  хранени  коэффициентов полинома А /1, А , АП . Регистры 4 и 7 предназначены дл  хранени  значений переменных УС и у соответственно и представл ют из себ  параллельные регистры. , Счетчик 5 степени предназначен дл  считьшани  числа управл ющих сигналов, т.е. шагов вычислени , на ка здом из которых вычисл етс  определенное слагаемое полинома. В качестве его используетс  вычитающий , счетчик с последовательным переносом, Схема 6 сравнени  предназначена дл  сравнени  цифровых кодов двух чисел, одно из которых  вл етс  информационным состо нием счетчика степени 5, а второе - установленным значением О. В качестве схемы сравнени  можно использовать комбинационные вентильные схемы. Регистры 8-14 предназначены соответственно дл  хранени  текущих значений переменных Е-, их произведений хЕ-, ур. действительных и мнимых частей и разности хЕ;- ур; В качестве регистра могут использоватьс  любые последовательные регистры . Устройство функционирует следующим образом. 5 Перед началом работы в блок 3 па м ти занос тс  значени  коэффициентов А, А,,..., Af полинома, в первый 4 и второй 7 регистры занос тс  соответственно значени  х и в счетчик 5 - значение п показател степени, в седьмой регистр 12 - зна чение Ар, в третий регистр 8 - значение 1, остальные регистры обнул ютс  , По сигналу Пуск блок 1 управлени  начинает вырабатывать управл ющие сигналы, по которым в цикле вычислени  i-ro слагаемого полинома сначала вычитаетс  единица из содер жимого счетчика степени 5, затем значение X первого 4 регистра и содержимое Е. третьего регистра передаютс  в арифметический блок 2, г происходит их умножение. После этог полученный результат г посылаетс  в п тый регистр 10. В следующем такте по сигналам блока 1 управлени  значени  : второго регистра 7 и содержимое F- третьего регистра 8 выбираютс  в арифметический блок 2, где вычисл етс  произведение s yF, которое затем заноситс  в шестой регистр 11. Далее значени  г и S из регистров 10 и 11 передаютс  в арифметический блок 2, где происходит ик вычитание, т.е. нахождение Е . s. Значение,Е заноситс  в дев тый регистр 14. Тем же образом вычисл етс  мнима  часть i-ro слагаемого полинома. По сигнала блока 1 управлени  содержимое первого 4 и четвертого 9 регистров по сыпаютс  в блок 2, где вычисл етс  произведение Г- xF , которое затем заноситс  в п тый регистр 10. После этого содержимое второго 7 и третьег 8 регистров посыпаютс  в арифметический блок 2, где вычисл етс  про иэведение s - уЕ. которое записываетс  в шестой регистр 11. Затем содержимое п того 10 и шестого 11 регистров посылаютс  в арифметически блок 2, где происходит их сложение, т.е. нахождение F. г 8 .Результат F заноситс  в четвертый регистр 9. Осуществл етс  перезапись содержимого Е. дев того регистра 14. в третий регистр 8. Дл  вычислени  действительной и мнимой частей полинома комплексной 003 6 переменной с учетом i-ro слагаемого блок 1 управлени  вырабатывает управл ющие сигналы, по которым сначала извлекаютс  значени  А из блока 3 пам ти и значение Е из третьего регистра 8 в арифметический блок 2, где вьгаисл етс  произведение А«Е,, после чего в арифметический блок :заноситс  содержимое седьмого регистра 1 2 и происходит суммирование,, т.е. вычисление КеФ-(2) полинома 1-ой степени на данном шаге, которое записываетс  в седьмом регистре 12. Затем в арифметический блок 2 посылаютс  значени  А, из блока 3 пам ти и FJ из четвертого регистра 9, где происходит их умножение , после чего заноситс  содержимое вось-. мого регистра 13 и происходит сложение . Результат (г( заноситс  в восьмой регистр 13. Затем по очередному сигналу блока 1 управлени  в блоке 6 сравнени  происходит анализ содержимого счетчика степени 5 с значением О, Если содержимое счетчика степени 5, не равно нулю, то блок 1 управлени  вновь начинает вырабатывать управл ющие сигналы, по которым вновь вычитаетс  единица из содержимого счетчика степени 5 и весь цикл вычислений повтор етс  до тех пор, пока блок 6 сравнени  не выработает сигнал, что содержимое счетчика степени 5 равно нулю, т.е. вычислено п-ое слагаемое полинома. После этого работа устройства прекращаетс . Вычисление , значени  действительной и мнимой части полинома хран тс  соответственно в седьмом 12 и восьмом 13 регистрах . Дл  вычислени  значени  полинома, когда z X, т.е. дл  реализации ал-, горитма, по которому работает прототип , достаточно перед пуском устройства занести значени  О во второй регистр 7 и запустить устройство. В результате получим действительное число в седьмом регистре 12, которое  вл етс  значением полинома. Таким образом, устройство позвол ет вычисл ть полином, когда переменна  имеет действительное значение, но и когда переменна  - комплексна  величина.

(Риг. 1

15

IS

L

г

19

PU9.Z

Фий.У

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОЛИНОМА, содержащее блок управления, первый регистр, блок памяти и арифметический блок, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй и третий выходы которого соединены с входами соответственно блока памяти и первого регистра, выходы блока памяти и первого регистра соединены соответственно с вторым и третьим входами арифметического блока, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет возможности дополнительного вычисления значения полинома от комплексного аргумента, в него введены счетчик степени, схема сравнения и со второго по девятый регистры, причем выходы с четвертого по шестой блока управления соединены соответственно с входами счетчика степени, второго регистра и первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом счетчика степени, вход запуска устройства и выход схемы сравнения соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, выходы с седьмого по тринадцатый которого соединены с управляющими входами соответственно с третьего по девятый регистров, информационные входы которых соединены соответственно с выходом девятого регистра, первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами арифметического блока,входы арифметического блока с четвертого по десятый соединены с выходами соответственно с второго по восьмой g регистров.

2. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит генератор импульсов, группу элементов И, счетчик, дешифратор и коммутатор, причем первый вход блока управления соединен с входом запуска генератора импульсов, выход которого соединен с первыми входами элементов И группы, вторые и третьи входы и выходы которых соединены соответственно с вторым входом блока управления, первым выходом дешифратора и входом счетчика, выход которого соединен с входом де— иифратора, второй выход которого соединен с входом коммутатора, выходы с первого по тринадцатый соединены с соответствующими выходами блока управления .

SU .... 1098003