SU1476459A1

SU1476459A1 - Арифметическое устройство

Info

Publication number: SU1476459A1
Application number: SU874273125A
Authority: SU
Inventors: Збышек Иванович Домбровский; Михаил Алексеевич Дуда; Михаил Георгиевич Опаец; Елена Михайловна Опаец
Original assignee: Тернопольский Финансово-Экономический Институт
Priority date: 1987-04-13
Filing date: 1987-04-13
Publication date: 1989-04-30

Abstract

Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано при построении специализированных вычислительных машин и функциональных преобразователей. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени извлечени квадратного корн из непрерывной функции, заданной последовательностью импульсов, выборки наибольшего или наименьшего значени из чисел, заданных последовательностью импульсов, и делени количества последовательных импульсов на коэффициент. Устройство содержит реверсивный счетчик, сумматоры, триггер, группы элементов И, элементы И, ИЛИ, НЕ, элементы задержки. 1 ил.

Description

1

Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано при построении специализированных вычислительных машин и функциональных преобразователей.

Пель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет извлечени корн квадратного из непрерывной Функции, заданной последовательностью импульсов, а также выборки наибольшего и наименьшего значений из чисел, заданных последовательностью импульсов и делени количества последовательных импульсов на коэффициент.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого арифметического устройства.

Устройство содержит реверсивный счетчик 1, сумматоры 2 и 3, триггер

2

4, группы элементов И 5-7, элементы И 8-24, элементы ИЛИ 25-36, элемент НЕ 37, элементы 38-42 задержки, входы 43-50 задани режимов, устройства , информационный вход 51, вход 52 сброса устройства, входы 53 и 54 установки счета, выход 55 устройства , выходы 56-59 сумматоров.

Устройство работает следующим образом .

При возведении в квадрат непрерывной Лункиии, поступаюшей на информационный вход 51, на входе 47 устройства должен быть единичный, а на входах 43-52 - нулевые сигналы. При этом в исходном состо нии реверсивный счетчик 1 и сумматор 2 свободны .

Если на информационный вход 51 поступают импульсы положительного при4ь

1

ОЭ 4

СП

со

J1

ращени , то на входе 53 установки счета должен быть единичный, а на входе 54 установки счета - нулевой сигналы.

С приходом первого импульса через элементы И 14, ИЛИ 28 и 29 к содержимому сумматора 2 прибавл етс единица . Импульс с выхода элемента И 14 также проходит через элемент ИЛИ 34 на вход элемента 41 задержки, а им- |Пульс с выхода элемента ИЛИ 28 открывает через элемент ИЛИ 30 группу элементов И 5, через которую содержимое реверсивного счетчика 1 пере- даетс на первую группу входов сумматора 2 со сдвигом на один разр д влево, т.е. удвоенное значение. Затем импульс, проход ший через элемен 41 задержки, прибавл ет единицу к содержимому реверсивного счетчика 1.

Аналогичные вычислени провод тс дл каждого импульса положительного приращени .

Если на информационный вход 51 по-25 ИЛИ 29, „вследствие чего к содержимому

ва должен быть единичный, а на входах 43-52 - нулевые сигналы.

В исходном состо нии сумматор 2 свободен, а в реверсивном счетчике 1 записано двоичное число X, вследствие чего на выходе элемента ИЛИ 33 будет единичный сигнал. При этом на информационный вход 51 поступает импульсна последовательность. С приходом первого импульса на информационный вход 51 через элементы И 18, ИЛИ 35 и 36 вычитаетс единица из содержимого реверсивного счетчика 1. Импульс с выхода элемента ИЛИ 36 проходит также через элемент 42 задержки , элементы ИЛИ 28 и 30 и открывает группу элементов И 5, через которую содержимое реверсивного счетчика 1 передаетс на первую группу входов сумматора 2 со сдвигом на один разр д влево, т.е. удвоенное значение. Вместе с тем, импульс с выхода элемента ИЛИ 28 проходит через элемент

ступают импульсы отрицательного приращени , то на входе 54 установки режима счета должен быть единичный, а на входе 53 установки режима счета - нулевой сигналы. С приходом пер вого импульса через элементы И 15, ИЛИ 35 вычитаетс единица из содержимого реверсивного счетчика 1. Кроме того, импульс с выхода элемента И 15 проходит через элемент 40 за- держки, элементы ИЛИ 31 и 32 и открывает группу элементов И 7, через которую в обратном коде содержимое счетчика 1 передаетс на вторую группу входов сумматора 2 со сдвигом на один разр д влево, т.е. удвоенное обратное значение. Вместе с тем импульс с выхода элемента ИЛИ 31 проходит через элемент ИЛИ 29, вследствие чего к содержимому сумматора 2 прибавл етс единица.

Аналогичные вычислени провод тс дл каждого импульса отрицательного приращени .

Така методика вычислени прово- дитс дл каждого импульса непрерывной функции X, поступившего на информационный вход 51 устройства. При этом в реверсивном счетчике 1 накапливаетс значение X, а в сумматоре 2 - значение X2.

, В случае возведени в квадрат двоичного числа X, заданного параллельным кодом, на входе 49 устройстсумматора 2 прибавл етс единица.

Аналогичные вычислени провод тс дл каждого импульса, поступившего на информационный вход 51 устройства. В момент, когда в реверсивном счетчике 1 будет нулевое число, на выходе элемента ИЛИ 33 будет нулевой сигнал , вследствие чего поступление импульсов через элемент И 18, а следовательно , и процесс вычислени прекращаетс .

В результате.в реверсивном счетчике 1 будет нулевое число, а в сумматоре 2 - значение X .

В случае извлечени квадратного корн из двоичного числа X, заданного параллельным кодом, на входе 48 устройства должен быть единичный, а на входах 43-50 - нулевые сигналы.

В исходном состо нии реверсивный счетчик 1 свободен, а в сумматоре 2 записано двоичное число X. При этом на выходе 57 сумматора 2 будет единичный сигнал, означающий, что число в сумматоре 2 больше нул , а на информационный вход устройства 51 поступает импульсна последовательность .

Первый импульс, поступающий на информационный вход 51, через элементы И 17, ИЛИ 34 проходит на вход элемента 41 задержки. Вместе с тем, импульс с-выхода элемента И 17 через

51

элементы ИЛИ 31 ц 32 открывает группу элементов И 7, через которую в обратном коде содержимое счетчика 1 передаетс на вторую группу входов сумматора 2 со сдвигом на один разр д влево, т.е. удвоенное обратное значение. Одновременно импульс с выхода элемента ИЛИ 31 поступает через элемент ИЛИ 29, вследствие чего к содержимому сумматора 2 прибавл етс единица. Затем импульс с выхода элемента ИЛИ 34 проходит через элемент 41 задержки и прибавл ет единиц к содержимому реверсивного счетчика 1 .

Аналогичные вычислени провод тс дл каждого импульса, поступившего на информационный вход 51 устройства В момент, когда в сумматоре 2 будет отрицательное или нулевое число, на выходе 57 сумматора 2 будет нулевой сигнал, вследствие чего поступление импульсов через элемент И 17, а следовательно , и процесс вычислени пре крашаетс . Результат VX будет в счетчике 1 .

В случае извлечени квадратного корн из непрерывной функции, поступающей на информационный вход 51, на входе 50 устройства должен быть единичный , а на входах 43-52 устройства - нулевые сигналы,

В исходном состо нии реверсивный счетчик 1 и сумматор 2 свободны. При этом на выходе 56 сумматора 2 будет единичный сигнал, означающий, что число, в сумматоре 2 - нулевое, а на выходе 59 сумматора 3 будет также единичный сигнал, означающий что сумма не равна двоичному числу 0,00...00, где А - число, которое находитс в реверсивном счетчике 1, а В - число, которое находитс в сумматоре 2 без самого младшего разр да, т.е. со сдвигом на один разр д вправо.

Если на информационный вход 51 поступают импульсы положительного приращени , то на шине установки режима счета 53 должен быть единичный, а на входе 54 установки режима счета - нулевой сигнал.

С приходом первого импульса на информационный вход 51 устройства через элементы И 19, ИЛИ 27 к содержимому сумматора 2 прибавл етс единица . Вместе с тем, импульс с выхода

596

элемента И 19 проходит через элементы И 22, ИЛИ 32 и открывает группу элементов И 7, череч которую в обрат- ном коде содержимое счетчика 1 передаетс на вторую группу входов сумматора 2 со сдвигом на один разр д влево, т.е. удвоенное обратное значение . Кроме того, импульс с выхода

элемента И 22 проходит через элемент ИЛИ 34, элемент 41 задержки, вследствие чего к содержимому реверсивного счетчика 1 прибавл етс единица. После окончани первого импульса

в сумматоре 2 будет отрицательное число, вследствие чего на выходе 56 сумматора 2 будет нулевой сигнал. С приходом второго импульса на информационный вход 51 устройства через элементы И 19, ИЛИ 27 только к содержимому сумматора 2 прибавл етс единица. При этом на выходе 56 сумматора 2 по вл етс единичный сигнал, означающий, что число в сумматоре

2 - нулевое.

При поступлении последующих импульсов положительного приращени устройство работает аналогично описанному . Если на информационный вход 51

поступают импульсы отрицательного

приращени , то на входе 54 установки режима должен быть единичный, а на входе 53 установки режима счета - нулевой сигналы.

Пусть на выходе 59 сумматора 3 будет единичный сигнал, означающий, что сумма не равна двоичному числу 0,00...00.

С приходом первого импульса на информационный вход 51 устройства через элементы И 20 и 24 к содержимому сумматора 2 прибавл етс число 1,11.... При поступлении последующих

импульсов отрицательного приращени устройство работает аналогично описанному до тех пор, пока сумма не будет равна числу 0,00...00. В момент, когда эта сумма равна числу

0,00...00 на выходах 59 и 68 сумматора 3 возникнут нулевой и единичный сигналы соответственно. При этом следующий импульс, поступающий на информационный вход 51, проходит через элементы И 20 и 21, ИЛИ 35 и 36, вследствие чего из содержимого реверсивного счетчика 1 вычитаетс единица . Вместе с тем импульс с выхода элемента ИЛИ 36 проходит через эле- -.

мент 42 задержки, элементы ИЛИ 28 и 30 и открывает группу элементов И 5, через которую содержимое реверсивного счетчика 1 передаетс на первую группу входов сумматора 2 со сдвигом на один разр д влево, т.е. удвоенное значение. Кроме того, импульс с выхода элемента ИЛИ 28 проходит через элемент ИЛИ 29, вследствие чего к содержимому сумматора 2 прибавл етс единица. При этом на выходах 58 и 59 сумматора 2 снова возникнут единичный и нулевой сигналы соответственно .

При поступлении последующих импульсов отрицательного приращени устройство работает аналогично описанному .

Така методика вычислени проводитс дл каждого импульса непрерывной функции X, поступившего на информационный вход 51 устройства. При этом в реверсивном счетчике 1 будет значение vx.

В случае получени в след щем режиме значени непрерывной переменной X в заданном масштабе на входе 46 устройства должен быть единичный,а на входах устройства 43-52 - нулевые сигналы.

В исходном состо нии в реверсивном счетчике 1 записан масштабный коэффициент М, а сумматор 2 свободен . Если на информационный вход 51 поступают импульсы положительного прирашени , то на входе 53 установки режима счета должен быть единичный, а на входе 54 установки режима счета - нулевой сигналы. В этом случае каждый импульс, поступающий на информационный вход 51, проходит через элементы И 13, ИЛИ 30 и открывает группу элементов И 5, через которую содержимое реверсивного счетчика 1 передаетс на первую группу входов сумматора 2 со сдвигом на один разр д влево, т.е. удвоенное значение. В случае, если на информационный вход 51 поступают импульсы отрицательного приращени , то на входе 54 установки режима счета должен быть единичный, а на входе 53 установки режима счета - нулевой сигналы. В этом случае с приходом каждого импульса на информационный вход 51 через элементы И 12, ИЛИ 27 к содержимому сумматора 2 прибавл етс единица . Кроме того, каждый импульс с выхода элемента И 12 проходит через элементы ИЛИ 31 и 32 и открывает группу элементов И 7, через которую в обратном коде содержимое реверсивного счетчика 1 передаетс на вторую группу входов сумматора 2 со сдвигом на один разр д влево, т.е. удвоенное обратное значение. Вместе с тем, каждый импульс с выхода элемента ИЛИ 31 проходит через элемент ИЛИ 24, вследствие чего к содержимому сумматора 2 прибавл етс еще одна единица. Така методика вычислени прово5 дитс дл каждого импульса непрерывной функции X, поступившего на информационный вход 51 устройства. При этом в сумматоре 2 накапливаетс значение 2-М-Х.

0 В случае выборки наибольшего из следующих друг за другом чисел на входе 45 устройства должен быть единичный , а на входах устройства 43- 54 - нулевые сигналы. В исходном сос5 то нии реверсивный счетчик 1 и сумматор 2 свободны, а триггер 4 - в нулевом состо нии.

Первое число, поступающее на информационный вход 51, через элементы ИИ, ИЛИ 27 записываетс в сумматор 2. Импульс сброса, поступающий после числа на вход 52, устанавливает реверсивный счетчик 1 в нулевое состо ние и через элемент ИЛИ 26 и эле5 мент 38 задержки переписывает содержимое сумматора 2 в реверсивный счетчик 1, а также устанавливает триггер 4 в единичное состо ние.

Импульсы, соответствующие следу-

0 ющему числу, поступают через элементы И 16, ИЛИ 35 на вычитающий вход реверсивного счетчика 1 и уменьшают ЕГО содержимое.

5 Если это число окажетс больше записанного в реверсивном счетчике 1, то в момент, когда в разр дах реверсивного счетчика 1 будут нули, прекращаетс поступление импульсов очеп редности числа на вычитающий вход реверсивного счетчика 1 и остальные импульсы числа, соответствующие разности сравниваемых двоичных чисел, поступают через элементы И 11,

5 ИЛИ 27 на вход сумматора 2, увеличива его содержимое. Если второе число меньше первого или равно ему, то содержимое сумматора 2 не изменитс . Поступающий после очередного числа

сигнал сброса стирает содержимое реверсивного счетчика 1 и перезаписывает в этот реверсивный счетчик двоичное число, записанное в сумматоре 2, которое вл етс результатом сравнени .

При поступлении на информационный вход 51 устройства следующего сравниваемого числа операци сравнени производитс аналогично и результат сравнени - большее число всегда оказываетс записанным в реверсивном счетчике 1. В результате в реверсивном счетчике 1 записано наибольшее число из следующих друг за другом чисел .

В случае выборки наименьшего из следующих друг за другом чисел на входе 44 устройства должен быть единич- ный, а на входах 43-54 устройства - нулевые сигналы.

При этом в исходном состо нии реверсивный счетчик 1 и сумматор 2 свободны,, а триггер 4 - в нулевом состо нии.

Первое число, поступающее на информационный вход 51, через элементы И 9, ИЛИ 27 записываетс в сумматор 2. Импульс сброса, поступающий после числа на вход 52, переписывает содержимое сумматора 2 в реверсивный счетчик 1 и устанавливает триггер 4 в единичное состо ние, а также через элемент 39 задержки и элемент И 23 - сумматор 2 в нулевое состо ние.

Импульсы, соответствующие следующему двоичному числу, поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 1 и вход сумматора 2 через элемен- ты И 16, ИЛИ 35 и И 10, ИЛИ 27 соответственно . Б случае, если поступающее число равно или больше записанного в реверсивном счетчике 1, то в момент, когда в разр дах реверсивно- го счетчика 1 будут нули, прекращаетс поступление импульсов очереднос- .ти числа на входы сумматора 2 и реверсивного счетчика 1. Поступающий после очередного числа сигнал сброса стирает содержимое реверсивного счетчика 1 и перезаписывает в этот счетчик двоичное число, записанное в сумматоре 2, которое вл етс результатом сравнени и стирает содержимое сумматора 2.

При поступлении на информационный вход 51 устройства следующего сравниваемого числа операци сравнени

производитс аначогнчно и результат сравнени - меньшее число всегда оказываетс записанным в реверсивном счетчике 1.

В результате в реверсивном счетчике 1 будет записано наименьшее число из следующих друг за другом чисел

В случае делени количества последовательных импульсов на коэффициент М на входе 43 устройства должен быть единичный, а на входах 44-54 - нулевые сигналы. При этом в сумматоре 2 записано число (коэффициент) М. Число записано также в реверсивном счетчике 1, вследствие чего на выходе элемента ИЛИ 33 - единичный сигнал.

Последовательность импульсов X, поступающа на информационный вход 51 устройства, проходит через элементы И 16, ИЛИ 35 на вычитающий вход реверсивного счетчика 1. В момент, когда в разр дах реверсивного счетчика 1 будут нули, то на выходе элемента ИЛИ 33 возникнет нулевой, а на выходе элемента НЕ 37 - единичный сигналы . Единичный сигнал с выхода элемента НЕ 37 поступает через элемент И 8 на выход 55 устройства, а также через элемент ИЛИ 26 и элемент 38 задержки переписывает содержимое сумматора 2 в реверсивный счетчик 1. Далее устройство работает аналогично описанному.

В результате на выходе 55 устройства будет количество импульсов К (в этой формуле округление осуществл етс до меньшего числа).

Claims

Формула изобретени

Арифметическое устройство, содержащее реверсивный счетчик, первый сумматор, первую и вторую группы эле- ментов И, с первого по восьмой элементы ИЛИ, три элемента задержки, с первого по восьмой элементы И, причем информационный вход устройства соединен с первыми входами с первого по седьмой элементов И, вторые входы второго и третьего,первого и четвертого элементов И попарно соединены с первым и вторым входами установки счета устройства соответственно третьи входы первого и второго элементов И подключены к входу задани режима умножени на коэффициент устройства , выход второго элемента К соединен с первым входом первого эле1114

мента ИЛИ, выход которого подключен к упракл юшнм входам элементов И первой группы, информационные входы элементов И которой соединены с выходами первой группы реверсивного счетчика , а выходы - с входами первой группы первого сумматора, выход первого элемента И соединен первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого сумматора и четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, входы второй группы которого соединены с выходами элементов И второй группы, информационные входы элементов И которой соединены с выходами второй группы реверсивного счетчика, вход сложени которого соединен с выходом первого элемента задержки, вход которого соединен с выходом п того элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ и первому входу шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами первого и четвертого элементов ИЛИ, а второй вход - с выходом второго элемента задержки, вход задани ре- жима возведени в квадрат непрерывной функции устройства подключен к третьим входам третьего и четвертого элементов И, выход последнего из которых соединен непосредственно с пер

вым входом седьмого элемента ИЛИ и через третий элемент задержки - с вторым входом третьего элемента ИЛИ, третий вход которого объединен с вторым входом п того элемента ИЛИ и подключен к выходу шестого элемента И, второй вход которого соединен с входом задани режима извлечени квадратного корн из параллельного кода устройства, вход задани режима возведени в квадрат параллельного кода которого соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход седьмого элемента ИЛИ соединен с входом

|

вычитани реверсивного счетчика, вы- ходы первой группы которого соединен с входом восьмого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом седьмого элемента И, первый выхо первого сумматора соединен с третьим входом шестого элемента И, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей за счет извлечени корн квадратного и непрерывной функции, заданной последовательностью импульсов, а также выборки наибольшего и наименьшего значений из чисел, заданных последовательностью импульсов, и делени количества последовательных импульсов на коэффициент, в него введены второй сумматор, триггер, с дев того по семнадцатый элементы И, треть группа элементов И, четвертый и п тый элементы задержки, с дев того по двенадцатый элементы ИЛИ, элемент НЕ, причем информационный вход устройства соединен с первыми входами с восьмого по двенадцатый элементов И, первый вход установки счета устройства соединен с вторым входом восьмого элемента И, третий вход которого и второй вход дев того элемента И соединены с входом задани режима извлечени квадратного корн из непрерывной функции устройства, второй вход установки счета которого подключен к третьему входу дев того элемента И, выход которого соединен с первыми входами четырнадцатого и п тнадцатого элементов И, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами второго сумматора соответственно, перва и втора группы входов которого подключены соответственно к выходам первой группы реверсивного счетчика и выходам первой группы первого сумматора,выходы четырнадцатого и п тнадцатого элементов И соединены соответственно с первым входом дев того элемента ИЛИ и входами третьей группы первого сумматора, вход задани режима выборки наименьшего из чисел соединен с первыми входами дес того элемента ИЛИ и шестнадцатого элемента И и вторыми входами одиннадцатого и двенадцатого элементов И, вход задани режима делени на коэффициент устройства соединен с вторым входом дес того элемента ИЛИ и первым входом тринадцатого элемента И, второй вход которого и второй вход дес того элемента И соединены с выходом элемента НЕ, вход которого объединен с вторым входом п того элемента И и третьим

входом одиннадцатого элемента И и подключен к выходу восьмого элемента ИЛИ, вход задани режима выборки наибольшего из чисел соединен с третьими входами дес тых элементов И и ИЛИ выходы которых подключены к второму

входу второго элемента ИЛИ и третьему входу п того элемента И, выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента ИЛИ, третий вход ко- торого объединен с входом второго элемента задержки и подключен к выходу дев того элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом седьмого элемента И, выход восьмого эле- мента И соединен с первым входом семнадцатого элемента И и третьим входом второго элемента ИЛИ, четвертый и п тый входы которого подключены к выходам одиннадцатого и двенадцатого элементов И соответственно , третий вход двенадцатого элемента И соединен с инверсным выходом триггера, вход которого объединен с входом четвертого элемента за- держки, управл ющими входами элементов И третьей группы и подключен к выходу п того элемента задержки, вход которого соединен с выходом одиннадцатого элемента ИЛИ, первый вход

которого соединен с выходом тринадцатого элемента И и вл етс выходом устройства, а второй вход объединен с установочным входом реверсивного счетчика и подключен к входу сброса устройства, выход четвертого элемента задержки подключен к второму вход шестнадцатого элемента И, выход которого соединен с входом установки в О первого сумматора, выходы второй группы которого соединены с информационными входами элементов И третьей группы, выходы элементов К которой соединены с входами реверсивного счечика , второй выход первого сумматора соединен с вторым входом семнадцатого элемента И, выход которого подключен к третьему входу п того элемента ИЛИ, первому входу двенадцатого элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом третьего элемента ИЛИ и управл ющими входами элементов. И второй группы.

чь

8

55