SU553614A1 - Множительно-делительное устройство - Google Patents

Description

Устройство может работать с числами с фиксированной зап той или с числом, представленным в нормальной форме. Во втором случае в разр дной сетке устройства отводитс  часть разр дов дл  фиксации пор дков чисел . В данном описании рассмотрен конкретный пример работы реализации дл  двоич-ных чисел с фиксированной зап той.

Блок управлени  6 анализирует состо ние знаковых разр дов сумматоров 4, 5 и регистра 1 и в соответствии с ними вырабатывает и заносит в знаковый разр д сумматора 5 знак результата множительно-делительиой операции.

При равенстве знаков операндов а и 6 знак результата соответствует знаку операнда с, в .противном случае обратному знаку этого операнда. В последующих вычислени х знаковые разр ды не участвуют.

Далее, производитс  нормализаци  чисел а в регистре 1 и & в регистре 2 и сумматоре 4. Направление и величина необходимого сдвига числа с определ етс  направлением и величиной сдвигов при нормализации чисел а и Ь. Если левому направлению сдвига (в сторону старших разр дов) приписать знак «плюс, а правому - «минус, то направление и величина сдвига числа с будет определ тьс  знаком и величиной простой зависимости

где р и /-величина сдвига числа & и а соответственно .

Устройство реализует эту зависимость следующим образом.

Если первым нормализовалось число о, дл  случа  и , то блок управлени  6 подсчитывает последующие такты сдвига числа b до его нормализации и затем производит сдвиг числа с в регистре 3 и сумматоре 5 на подсчитанное количество сдвигов вправо - в сторону младщих разр дов. Если же первым нормализовалось число Ь, то блок управлени  6 подсчитывает последующие такты сдвига числа а в регистре 1 до его нормализации и затем ироизводит сдвиг числа с в регистре 3 и сумматоре 5 на подсчитанное количество тактов сдвига влево - в сторону старщих разр дов. Если дл  нормализации числа а требуютс  сдвиги влево, т. е. а 0,5, а дл  числа Ь вправо, т. е. , то подсчитываетс  суммарное количество сдвигов дл  чисел а и Ь, после чего па это количество сдвигаетс  число с вправо. Если же направление -сдвигов дл  чисел а и & противоположное предыдущему условию, то число с сдвигаетс  на суммарное количество сдвигов влево.

Дл  случа , когда ,5, ,5 и , подсчитываетс  разность количества сдвигов при нормализации чисел а и Ь, а число с сдвигаетс  па эту разность влево. Дл  случа  ,5, ,5 и , число с сдвигаетс  на разность количеств сдвигов при нормализации чисел а и Ь Е сторону младщих разр дов - вправо.

Затем начинаетс  выполнение второго этапа , состо щего из последовательности щагов - выполнение множительно-делительной операции представл ет собой итерационный процесс, реализующий зависимости (1) - (3) и состоит из р да однотипных щагов. Первый шаг. В регистрах 2 и 3 производитс  сдвиг соответствующих чисел &о и Со, полученных после операции нормализации , на один разр д вправо дл  получени  величии и Со-2 соответственно. С выходов сумматора 4 и регистра 1 соответствующие числа bo и Со подаютс  на соответствующие входы блока управлени  6, где происходит сравнение их величин. Причем, при подаче содержимого сумматора 4 и регистра 1 на блок управлени  6 в данный момент -

первое сравнение - ив последующих операци х сравнени  значение содержимого сохран етс  о сумматоре 7 и регистре . По результату операции сравнени  блок управлени  6 вырабатывает сигнал g,-, по которому содерл имое регистров 2 и 3 подаетс  с сохранением в регистрах 2, 3 в сумматоры 4 и 5 соответственно дл  подсуммировани  с содержимым сумматоров или дл  вычитани  из содержимого сумматоров. Если же сравниваемые величины равны, то вырабатываетс  команда «Останов и вычислительный процесс прекращаетс . В этом случае в сумматоре 5 зафиксирован результат вычислений. Одновременно с суммированием (вычитанием ) в сумматорах 4 и 5 производитс  сдвиг содержимого регистров 2, 3 на один разр д вираво дл  получени  очередных приращений и использземых на втором щаге .

Второй щ а г. Как и на предыдущем щаге блок управлени  6 сравнивает содержимое сумматора 4, с содержимым регистра 1 и вырабатывает сигнал, по которому содержимое регистров 2 и 3 подаетс , с сохранением этих содержимых в регистрах 2, 3, в сумматоры 4, 5 соответственно дл  подсуммировани  или вычитани . Если же сравниваемые величины равны, то процесс прекращаетс  (сигнал «Останов), а в сумматоре 5 фиксируетс  результат вычислений.

Если блок зправлени  6 не выработал сигнала «Останов, то продолжитс  выполнение следующих шагов вычислени , причем, все они аналогичны второму щагу и начинаютс  с анализа содержимого сумматоров 3 и 5.

Количество указанных шагов при выполнении вычислений составл ет величииу g, причем , где п-количество разр Дов разр дной сетки устройства, предназначенных дл  представлени  дробной части чисел . Если на каком-либо щаге вырабатываетс  блоком управлени  6 сигнал «Останов, то это влечет за собой сокращение времени

вычислений, так как этот сигнал в зависимости от значени  чисел а н b может возникнуть на любом шаге, начина  с первого. По окончании вычислительного процесса результат зафиксирован в сумматоре 5.

Если на предлагаемом устройстве требуетс  выполнить операцию делени  двух чисел

вида или , тогда при занесении bО

В устройство делимого а или с и делител  6, в качестве недостающего сомножител  с или а соответственно вводитс  единица. Если требуетс  выполнить самосто тельную операцию умножени  (), то в качестве делител  при занесении сомножителей в устройство вводитс  единица ().

Длина разр дной сетки устройства выбираетс  в зависимости от диапазона чисел, с которым предназначена работа устройства и от требуемой точности вычислений.

Таким образом, введение дополнительных сумматора и регистра позвол ет повысить быстродействие вычислений и расширить функциональные возможности устройства, выполн   одновременно умножение и деление .

Claims (2)

1.«Вестник Львовского политехнического института, 1972, ЛЬ 68, стр. 33.

2.В. М. Каган и др. «Цифровые вычислительные машины и системы, М., «Энерги ,

1973 г., стр. (прототип).

i

н

.J

It.-

-.н

с 1