SU1363203A1 - Устройство дл делени - Google Patents

Abstract

Изобретение Относитс  к вычислительной технике и может быть применено в цифровых измерительных приборах и арифметических устройствах . Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства Устройство содержит счетчик 1 делимого, регистр 2 остатка делимого, регистр 3 га хранени  делител , счетчик 4 делител , регистр 5 остатка делител , делитель 6 частоты импульсов, счетчик 7 целой части результата, счетчик 8 дробной части результата, три счет- чика 9-11, два сумматора 12-13, две схемы 14-15 сравнени , блок 16 оп ределени  нул , два триггера 17-18, чётьфе элемента И 19-21, элемент ИЛИ 23, Повышение быстродействи  етс  за счет уменьшени  времени определени  дробной части результата, котора  вычисл етс  путем делени  делител  .В на 10 и сравнени  остатка от делени  с числами (Р + }) В т п, где п - заданное количество значащих цифр в дробной части результата делени , Р 0,1 ,2,, ,. ,п-1« 1 ил. ё

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть применено в цифровых измерительных приборах и арифметических устройствах,,

Целью изобретени   вл етс  повьше- кне быстродействи .

На чертеже представлена функциональна  схема устройства дл  делени , котора  содержит счетчик 1 делимого, регистр 2 остатка делимого, регистр 3 хранени  делител , счетчик 4 дели- тел , регистр 5 остатка делител , делитель 6 частбты, счетчик 7 целой части-результата, счетчик 8 дробной части результата, третий, первый и второй счетчики 9-1, два сумматора 12,13, две схемы lA и 15 сравнени , блок 16 определени  нул , триггеры

честно значащих цифр в дробной ча ти результата) и последовательного сравне ш  остатка делени  С с чис В

10

,Число Р, полученное в резуль те последней операции сравнени , пр которой еще сохран лось соотношени

лами и

(Р+1) Т, где ,1,2,0.,,

10

(Р-1)т|;т с

и будет равно дробн

IF

части результата делени .

Тактовые импульсы поступают на вычитающие входы счетчиков 1 и 4, Каждьй тактовьй импульс вычитает по единице из содержимого счетчико 1 и 4, Одновременно тактовые импул сы через элемент И 19, на который подаетс  разрешение с второго выхо

17, 18, четьфе элемента 19-22 И, эле- 20 Да триггера 18, поступают на вход

мент 23 ИЛИ, выход 24 устройства, шину 25 тактовых импульсов.

Счетчики 1 и 4 могут быть как двоичными так и двоично-дес тичными в зависимости от того производитс  ли операци  над двоич1-1ыми или .дес тичными числами. Счетчики 7„и 8 двоично-дес тичные , что позвол ет считывать результат непосредственно в дес тичной форме.

Устройство работает следующим об- разоМо

Перед началом делени  в счетчик

Iи регистр 2 записываетс  дeлимoe в регистр Зп, счетчик 4 и регистр 5 записываетс  делитель, счетчики 7 IIобнул ютс , триггеры 17 и 18 устанавливаютс  в состо 1ш , при которых с их входов на элементы И 19 и 21 поступают разрешающие потенциалы , а на элемент И 20 - запрещающий (шины начальной установки и записи операндов на схеме не показаны)о Операци  делени  начинаетс  с поступлени  тактовых импульсов на шину 25,

Рассмотрим случай, когда делимое А больше делител  В и В+С, где .т - цела  часть результата делени , а С 5 О - остаток от делени .

Цела  часть результата делени  определ етс  путем последовательного вычитани  делител  В- из делимого А до тех пор, пока остаток С не станет меньше делител  В Количество полных циклов вычитани  и будет равн тьс  целой части результата делени  о

Дробна  часть результата делерщ  определ етс  путем деле-ни  делител  В на .10 J (где п - требуемое Коли честно значащих цифр в дробной части результата) и последовательного сравне ш  остатка делени  С с чис- В

10

,Число Р, полученное в результате последней операции сравнени , при которой еще сохран лось соотношение

лами и

(Р+1) Т, где ,1,2,0.,,

10

(Р-1)т|;т с

и будет равно дробной

части результата делени .

Тактовые импульсы поступают на вычитающие входы счетчиков 1 и 4, Каждьй тактовьй импульс вычитает по единице из содержимого счетчиков 1 и 4, Одновременно тактовые импульсы через элемент И 19, на который подаетс  разрешение с второго выхоелител  6 с коэффициентом делени  , где п равно требуемому количеству значаш 1х цифр в дробной части результата. Импульс, по вл  сш(ийс  на выходе делител  6, поступает на суммирующий вход счетчика 9 и переписывает из счетчика 4 в регистр 5, имеющийс  к моменту по влени  . мпульса о Когда содержимое счетчика

4 станет равным нулю в счетчике 9 будет записана цела  часть числа

, а в регистре 5 будет записан

остаток делител  В 10 .На информационных выходах сумматора суммирующие коды, хран щиес  в регистре 5 и счетчике 11, также образуют число Ь, так как счетчик 11 первоначально обнулен Сумматор 13 организован

так, чтобы максимальное число, образующеес  на его информационных выхо- дах, было равно 10 -1, Если сумма кодов регистра 5 и счетчика 11 превысит , выход переполнени  сумматора 13, который соединен с одним из входов младшего разр да .сумматора 12, перейдет в активное состо ние, что будет означать прибавление единицы к содержимому сумматора 12,

Таким образом, число на выходе сумматора 13 представл ет собой дес тичную дробь по отношению к числу, наход щемус  на выходе.сумматора 2о Выход сумматора 12 примет состо ние,

равное соса-о нию счетчика 9, так как счетчик 10 был обнулен, а выход переполнени  сумматора 13 находитс  . в пассивном состо нии. Таким образом, в момент первого обнулени  счетчика

3 . 1 4 на выходах сумматора 2 и 13 будут находитьс  значени  соответственно целой и дробной частей числа /10. При обнулении счетчика 4 импульс переноса с его выхода поступит на вход триггера 18 и установит его в такое состо ние, при котором он одним выходом запретит прохождение тактовых импульсов через элемент II 19 на делитель 6, а другим выходом выдаст разрешение на элемент И 20. Этот же импульс переноса поступит н вход записи счетчика 4 и перепишет в

него из регистра 3 значение В делите- 15 В,

7KF равна 1-гулю С т. ее л . Одновременно импульс переноса че-

эле мент И 21, который подготовлен дл  прохождени  импульса триггером 17, поступит на суммирующий вход счетчика 7, записав в него единицу, и ла вход записи регистра 2, .записав в него из счетчика 1 значение, равное разности делимого А и делител  В.

Значени  регистров 2 и 3 сравниваютс  в схеме 14 сравнени  , Если содержимое регистра 2 больше содержимого регистра 3, произойдет очередное полное вычитание делител  из содержимого счетчика 1 и прибавление единицы к содержимому счетчика 7, Этот процесс будет повтор тьс  до тех пор, пока в регистре 2 не окажетс  записано число С А - тпВ В, где m - количество полных циклов вычитани  делител  из содержимого счетчика 1 делимого. Тс,е, цела  часть результата делени  о В этом случае схема 14 сравнени  вьодаст разрешение на элемент И 20. Схема 15 сравнени  сравнивает остаток С с целой частью

Т5

числа ---. которое находитс  на выходах сумматора 12, Если С меньше цеВ лой части числа -г-г с выхода схемы .

15 {выход Меньше) через элемент 1-ШИ 23 на выход 24 устройства поступит сигнал об окончании делени . Если остаток С равен целой части числа

В

ттг, то анализируетс  состо ние выходов сумматора 13, Тоео определ етс  равна или не равна нулю дробна  часть

Т)

числа В случае неравенства нулю

R

дробной части числа Тое, остаток С меньше числа ) блок 16 опре3

1

делени  нул  выдаст сигнал на вход элемента И 22, на другой вход которого подаетс  выход схемы 15 (выход Равно) , который находитс  в активном состо нии. С выхода элемента И 22 через элемент ИЛИ 23 на выход 24 также поступит сигнал об окончании делени . В указанных случа х дробна  часть результата делени  равна нулю дл  заданной точности, В том случае , когда остаток С равен целой

В части числа дробна  часть числа

,

равна 1-гулю С т. ее

)

и,

сле

довательно, блок 16 не сформирует на выходе сигнал, а также в том случае, когда С больше целой части

В

т, а следовательно и всего числа

В ,с /

Ту i схема 15 своим выходом f выход

Больше-равно) устанавливает разре- шение на входе элемента И 20,

Итак, элемент И 20 пропускает на выход тактовые импульсы, так как на три других его входа поступают разрешени  от триггера 18, схем 14 и 15 сравнени , С выхода элемента И 20 первый прошедший тактовый импульс запишет в счетчик 8 единицу, а в счетчики 10 и 11 - соответственно значени  сумматоров 12 и 13, Так как выходы счетчиков 10 и 11 поступают соответственно на входы сумматоров 12 и 13, то на выходе сумматоров 12 и 13 образуютс  соответственно цела  и дробна  части числа

40 „ в

45

2 -ГрГ. Теперь с остатком С U нулем

будет уже сравниватьс  соответственно цел-а  и дробна  части числа

2 - .

Таким образом, остаток С будет гравкиватьс  с числами (Р +

,П-1

0

5

В. 10

где Р 0,1, 2,... 10 до тех пор, пока он не станет меньше одного из этих чисел, что приведет к по влению , на выходе элемента l-UTI I 23 сигнала об окончании олерации делени . Прошедшее через элемент И 20 и записанное в счетчике 8 количество Р импульсов, при котором еще сохран р лось соотношение (Р+1) ттс; С, и

будет равно дробной части результа делени .

Необходимо отметить, что если в процессе определени  дробной части результата счетчик 1 обнулилс , то импульсом переноса он перебросит триггер 17, который своим выходом запретит прохождение через элемент И 21 импульсов переноса с выхода счетчика 4 делител  и не допустит изменени  состо ни  счетчика 7,

Таким образом, дробна  часть результата делени  вычисл етс  после определени  целой части в течение времени, необходимого дл  прохождни  дополнительного количества имравного - -- ,

л о

где

пульсов,

К 10.

Рассмотрим случай, когда-делимое А меньше делител  В, В этом случае устройство работает аналогичным способом . Однако счетчик 7 останетс  в нулевом состо мии, так как счетчик

1обнулитс  раньше счетчика 4 и импульс переноса с выхода счетчика 1 перебросит триггер 17, который запртит прохождение импульсов переноса счетчика 4 через элемент И 21. По этой же причине содержимое регистра

2не будет мен тьс  в течение всей операции делеьш о

Врем , в течение которого определ етс  результат делени , и teющeгo только дробную часть, равно време ш прохождени  количества импульсов

Р В +

КГ в + --. в частности,

если дл  заданного п результат делени  равен нулю, количество Р импульсов , будет пе больше величины В, так как по крайней мере к моменту обнулени  счетчика 4 на выходах сумматоров 12 и 13 окажетс  число, превосход щее содержимое регистра 2 и с выхода схемы 15 сравнени  или выхода элемента И 22 через элемент РШИ 23 поступит сигнал об окончании делени  о

Накопец, рассмотрим случай, когда делитель В укладываетс  в делимом А целое число раз, а остаток С равен нулю, т.ео А ппБ. Б этом случае

40

45

50

чика, два сумматора и блок определени  пул , причем выходы счетчиков делимого и делител  соединены с информационными входами регистров остатка делимого и делител  .соответственно , выход регистра остатка делимого соединен с входами первого числа первой и второй схем сравнени , выход регистра хранени  делител  соединен с информационным входом счетчика делител  и входом второго числа первой схемы сравнени , выход которой соединен с третьим входом второго элемента И, четвертый вход которого соединен с выходом Больше - равно второй схемы сравнени , выход

операци  делени  окончитс  сразу пос- Меньше которой соединен с первым

ле определени  .целой части результа-входом элемента ИЛИ, второй вход

та ТоВо последний импульс, посту-которого соединен с выходом четвертопающий на вход счетчика 7, целой час-го элемента И, первый вход которого

ти результата запишет в регистр 2 остатка делимого нуль и схема 15 сравнени  через элемент ИЛИ 23 выдаст на выход устройства сигнал об окончании делени  о

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  делени , содержащее счетчики делимого и делител , регистр хранени  делител , делитель частоты, счетчики целой и дробной частей результата, два триггера,

   четыре элемента И, элемент ИЛИ, причем шипа тактовых импульсов устройства соединена с первыми входами первого и второго элементов И и вычитающими входами счетчиков делимого и

   делител , выход -первого элемента И соединен с входом делител  частоты, выход переноса счетчика делимого соединен с входом сброса первого триггера , выход которого соединен с

   первым входом третьего элемента И, второй ВХОД которого соединен с выходом переноса счетчика делител , выход третьего элемента И соединен, со счетным входом счетчика целой части результата, пр мой и инверсный выходы второго триггера соединены с вторыми входами первого и второго элементов И, выход элемента ИЛИ  вл етс  выходом признака окончани  делени  устройства, отличаю- щ е е с   тем, что, с целью noBbmie- ни  быстродействи , в него введены регистры остатков делимого и делител , две схемы сравнени , три счет

   0

   5

   0

   чика, два сумматора и блок определени  пул , причем выходы счетчиков делимого и делител  соединены с информационными входами регистров остатка делимого и делител  .соответственно , выход регистра остатка делимого соединен с входами первого числа первой и второй схем сравнени , выход регистра хранени  делител  соединен с информационным входом счетчика делител  и входом второго числа первой схемы сравнени , выход которой соединен с третьим входом второго элемента И, четвертый вход которого соединен с выходом Больше - равно второй схемы сравнени , выход

   Меньше которой соединен с первым

   13632038

   соединен с выходом Равно второй которого соединен с входом разреше- схемы сравнени , вход второго числа ни  записи счетчика делител  и вхо- которой соединен с выходом суммы дом сброса второго триггера, выход первого сумматора и информационным делител  частоты соединен с входом входом первого счетчика, вход разреше- разрешени  записи регистра остатка ни  записи которого соединен с выхо- делител  и счетным входом третьего дом второго элемента И, счетным вхо- счетчика, выход которого соединен дом счетчика дробной ,части результа- с первым информационным входом пер- та и входом разрешени  записи второ- ю вого сумматора, второй информацион- го счетчика, информационный вход кото- ный вход которого соединен с выходом рого соединен с выходом суммы второ- первого счетчика, вход переноса пер- го сумматора и входом блока опреде- вого сумматора .соединен с выходом лёни  нул , выход которого соединен переноса второго сумматора, первый с вторым входом четвертого злемента 15 и второй информационные входы которо- И, вход разрешени  записи регистра го соединены с выходами регистра ос- остатка делимого соединен с выходом татка делител  и второго счетчика со- третьего злемента ,И, второй вход ответственное