1 . 11 Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных устройствах, в частности в цифровых интегрирующих машинах. По основному авт.св. № 849209 известно устройство, содержащее два счетчика, три элемен ;а И, делитель частоты, коммутатор и блок вычислени приращений, причем вход устройства подключен к первому входу коммутатора и входу делител частоты, выход которого соединен с вторым входом коммутатора, первый выход которого соединен с входом первого счетчика , вход сброса которого соединен с выходом первого элемента И и входом второго счётчика, выход которого соединен с управл ющим входом коммутатора , второй выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого вл етс выходом устройства , а второй вход соединен с выходом блока вычислени приращений, входы которого с первого по четырнадцатый соединены с разр дными и инверсными выходами первого счетчи ка, начина с инверсного выхода первого разр да, седьмой и восьмой разр дные выходы которого соединены с первым и вторым входами первого элемента И соответственно, позвол ющее .вычисл ть квадратный корень с помощью формировани приращений искомой величины . Формирование приращений производитс специальной комбинационной схемой. Дл упрощени устройства и повышени точности диапазона возможных значений переменной она разбиваетс на И зон. Причем комбинационна схема формировани приращений во всех зонах остаетс одной и той же, мен етс только вес приращений П. Недостатком известного устройства вл етс низка точность дп больших значений аргументов. При устройство работает только в первой зоне и погрешность вычислени квадратного корн оказываетс не меньшей чем дл к 1/16 устройство может работать не более чем в двух зонах и погрешность вычислени квадратного корн оказываетс не меньшей чем 2 и т.д Целью изобретени вл етс повыше ние точности устройства. , Поставленна цель достигаетс тем что в устройство дл вычислени квад ратного корн введены третий и чет82 вертьш счетчики, блок суммировани и сдвига, мультиплексор, четьфе элемента ИЛИ, третий, четвертый и п тый элементы И, причем выход первого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен,с вычитающим входом третьего счетчика и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом младшего разр да блока суммировани и сдвига, остальные разр дные входы которого соединены соответственно с инверсными выходами третьего счетчика, выходы накапливающего, сумматора, начина с 8-го разр да . по (h+1)-й (где И - разр дность результата ), соединены соответственно с информационными входами мультиплексора , управл ющие входы которого соединены соответственно с разр дными выходами четвертого счетчика, счетный вход которого соединен с входом сдвига блока суммировани и сдвига, и третьего счетчика и выходом третьего элемента ИЛИ, -первый вход которогосоединен с выходом второго элемента И. выход мультиплексора соединен с первым входом третьего элемента И и инверсным входом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с инверсным входом третьего элемента И и выходом знакового разр да блока суммировани и сдвига, вторые входы третьего и четвертого и первый вход п того элементов И соединены с управл ющим входом устройства, выходы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого элемента ИЛИ .и вторыми входами соответственно первого и третьего элементов ИЛИ, инверсный выход четвертого элемента ИЛИ соединен с вторым входом п того элемента И, выход которого соединей с суммирующим входом третьего счетчика и вторым входом второго элемента ИЛИ, вход установки числа блока суммировани и сдвига соединен с входом начальной установки устройства. На чертеже представлена структурна схема устройства дл вычислени квадратного корн . Устройство содержит информационный вход 1 устройства, делитель 2 частоты , первый счетчик 3, коммутатор 4, второй счетчик 5, первый элемент И 6, блок 7 вычислени приращений,-второй элемент И 8, первый элемент ИЛИ 9, третий сче-т-чик 10, второй элемент ИЛ 11, третий элемент ИЛИ 12, блок 13 суммировани и сдвига, четвертый счетчик 14, мультиплексор 15, третий элемент И 16, четвертый элемент И 17 четвертый элемент ИЛИ 18, п тый элемент И 19, вход 20 начальной установ ки устройства, управл ющий вход устройства 21, БЛОК 13 суммировани и сдвига выполнен как накапливающий сумматор, в котором в качестве.регистра хранени используетс регистр сдвига. Устройство работает следующим образом . Первые 16 старших разр дов началь ного значени (1-х) занос тс в блок суммировани и сдвига. Затем аргу мент к в единичном коде поступает на вход 1, где преобразуетс в поток единичных приращений . Этот поток через элемент ИЛИ 9 поступает на вычитающий вход счетчика 10, где формируетс величийа У(,- -J7, , 1, ... В первой зоне приращени & -fx имеет вес 2 , поэтому длина слова величины yj, в первой зоне равна восьми раз р дам. Отсюда, так как дробна часть величины У имеет восемь разр дов, остальные следует считать целыми, т,.е. зап та фиксируетс перед дев тым разр дом. Поэтому дл занесени необходимо дев тый разр д счетчика перевести в единичное состо ние Эта операци выполн етс при сбросе устройства в исходное состо ние. При поступлении казкдого й-мпульса с выхода элемента И 6 содержимое счетчика 10 уменьшаетс на 1 и проис ходит вьщача инверсии полученного значени на блок суммировани и сдви га. Это дополнительный код предьщуще го значени счетчика 10. Выходы счет чика 10 соединены с входами блока 13 суммировани и сдвига со сдвигом на один разр д в сторону.старших разр дов . В освобождающийс разр д поступает само приращение с выхода элемента ИЛИ 11. На блоке 13 суммировани и сдвига реализуетс выражение УК-И У)с+2у ллГх-( unjx )2, k 0,1, Ур (1-х). Разр дна сетка блока 13 суммировани и сдвига первоначально должна иметь длину 17 разр дов. Это вытекает из следующего. Вес младшего разр да равен (ft-lx). а так как ()2 , то (й.лГх). Поэтому слово у в сумматоре должно содержать 16 дробных разр дови один знаковый. Операци повтор етс каждый раз, когда происходит приращение (fr). При переходе из одной зоны в другую вес приращени (ft-fx) измен етс , он уменьшаетс вдвое. Это уменьшение следует учесть. Дл этого сдвигают содержимое счетчика 10 на один разр д в cTopoky старших разр дов, тем самым вес младшего разр да уменьшаетс в два раза. С другой стороны, (л-/х) при изменении веса Чх в два раза измен етс вес в четыре раза, поэтому содержимое блока cy иpoвaни .и сдвига необходимо сдвинуть на два разр да. При зтсм следует иметь сетку блока 13 суммировани и сдвига в два раза большей, чем счетчика 10, однако, .учитьша , что точность вычислени квадратного корн при переходе из одной зоны в другук увеличиваетс , поэтому старшие разр ды иев зки равны нулю и ихпотер при сдвиге не вли ет на вычислени . Сигнал перехода из зоны в зону, кроме того, наращивает содержимое счетчИка 14. Необходимость этого по сн етс ниже. Затем поступившие с выхода элемент а И 6 при ращени обрабатываютс аиалогично. После этого если обработаны все единичные приращени х и заданна точность не достигнута,по сигналуw,ndступившему на входы элементов И 16,17 и 19 из вне, начинаетс гфоцесс коррекции. Коррекци осуществл етс следующим, образом. В зависимости от состо ни счетчика 10 на элементы И 16 и 17 поступает информаци из одного из старших разр дов блока .13 суммировани и . сдвига. Соответствие между состо нием счетчика 14 и номером разр да, подк.лючаемогок элементами 16 и 17,показано в. таблице.Таблица построена дл И 16. Номер разр да Состо ние счетчика Продолжение таблицы Номер разр да Состо ние счетчика Предположим что обработано у зон тогдг .счетчик 14 находитс в состо НИИ (j-1) и номер разр да,подключаемого к элементам И 16 и 17,1 j+8.. При этом анализируетс информаци (8-j)-ro разр да. Действительно,при переходе из первой зоны во вторую счетчик 14 переходит в первое состо нне. Информаци снимаетс из 9-го разр да, но при этом содержимое блока суммировани и сдвига сдвигаетс на два разр да в сторону старших разр дов и в 9-ом разр де оказываетс информаци 7-го разр да. При переходе в третью зону счетчик 14 пере ходит во второе состо ние. Анализиру етс 10-й разр д с учетом вух. сдвигов , так оказываетс 6-й разр д разности и т.д. до N здны. При сдвиге содержимого блока суммировани и сдвига освобсждакидиес два младших разр да блока Суммировани и сдвига заполн ютс младшими разр дами нев з ки, хранимыми вне устройства. Поступивший на элемент И 16 и 17 разр д анализируетс , и в зависимости от его содержимого и содержимого знакового разр да формируетс либо сигнал Z (положительиое приращение либо сигнал Z (сигнал сдвига), либо сигнал Z (отрицательное приращение) Эти сигналы в фабатывак7гс в соответ ствии с уравнени ми . 2V/S«T,, где V - разрешающий сигнал} х.- значение знакового разр да; х - значение анализируемого раз о д%, z.V4x,x, ,2:«w(P7F). При получении сигнала Z устройство вьтолн ет действи аналогичные действи м, выполн емым при поступлении приращений с выхода элемента И 6. Сигнал вырабатываетс до тех пор, пока значение анализируемого разр да не станет равным нулю. Тогда вырабатываетс сигнал 2 и устройство выполн ет действи , аналогичные действи м, вьтолн емым при переходе из зоны в зону. Эта операци выполн етс до тех пор, пока не изменитс содержание анализируемого разр да. При этом может сформироватьс сигнал Z . Это приращение поступает на суммирующий вход счетчика 10 и вход элемента ИЛИ 11. При этом сначала происходит выдача содержимого счетчика 10 на блок суммировани и сдвига, где происходит суммирование и запоминание результата и лишь после окончани сложени и запоминани , содержимое счетчика 10. увеличиваетс Эта операци повтор етс до техпор , пока содержимое анализируемого разр да не станет равным нулю. Далее вырабатываетс сигнал сдвига, и так далее пока не будет достигнута требуема точность. В этом случае сигнал W на входе устройства становитс равным нулю и прекращаетс выработка сигналов. В счетчике 10 фиксируетс результат. Выход счетчика 10 есть выход устройства. Рассмотрим работу устройства .на примере вычислени корн квадратного величины ,О156819. Точное значение корн ,1252273. Начальное значение нев зки ( 1-х(0,9843181 ),Q (0,767761053)g. В блоке 13 суммировани и сдвига занос тс 16 старших разр дов ,9843139),д (0,767760)g. Так как 0,015625 х fe 0,0625, то устройство работает в трех зонах. Число приращений вычисл ют по формуе ,-Nгде - лева граница первой зо11ы (х,). Тогда N (1-x). В первую зону поступит 192 приращени дх весом 2 , во вторую зону г 192
приращений ix весом 2° и в третью зону - 191 приращение л X весом . В каждой зоне вырабатываетс по 128 приращений A-fU соответственно с
весами , 2 , 2. Таким образом, в счетчике 10 имеем У Г-128 В сумматоре имеем ,
Сдвиг производитс до тех пор, пока в анализируемом разр де не по витс 1. 25 Эта операци повтор етс в даниом случае п ть раз. Счётчик 10 находитс в состо нии 7, поэтому анализиру-г еус 15-й разр д. После п ти сдвиго в этом разр де стоит 1, знако вый раз- Q р д положителен, позтому вырабатываетс . пол,ожитепь ное приращение с весом 2б11 О где - номер зоны (опре-; дел етс по числу сдвигов). В нашем случае сдвигов было 7 (два сдвига при переходе из первой эоиы во вторую, из второй в третью и п ть сдвигов за счет/ сигнала со ; схемывыработки приращени ), поэтом г устройство нахр; итс з восьмой зоне следовательно, вес приращени 2. Таких приращений вырабатываетс еще 7. Окончательно получаем - 128 2-128 ,1252135 Ошибка 2. 0,0000138 2