SU868757A1 - Делительно-множительное устройство - Google Patents

Description

(54) ДЕЛИТЕЛЬНО-МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть исполь-i зовано в стохастических вычислительных машинах и устройствах.

,Известно устройство стохастического типа, содержащее генератор псевдослучайньк чисел, два блока сравнени , первые входы которых подключены к выходу счетчика результата и входу счетчика делител , ключевой, элемент, входы которого подключены к выходам счетчика результата и счетчика делител  {.

Недостатком указанного устройства  вл етс  то, что дл  получени  высокой точности вычислени  необходимо произвести большое число испытаний .

Известно также устройство содержащее генератор псевдослучайных чисел , два блока сравнени , первые входы которых объединены и подключены к выходу генератора псевдослучайных чисел, а выходы блоков сравнени  подключены к первым входам четвертого и п того ключевых элементов соответственно , при этом выход четвертого ключевого злемента подключен ко входу счетчика результата, выход которого подключен к .первому входу

третьего ключевого элемента, дополнительный счетчик делител , вход которого подключен к первому входу устройства , а выход - ко вторым входам четвертого и п того ключевых эло ентов , счетчик делител , первый вход которого подключен ко второму входу устройства, а выход - ко вторс ну входу третьего ключевого элемента,

10 выход которого  вл етс  выходом устройства . Данное устройство обеспечивает более высокую точность вычисч лени  за счет снижени  автокоррел ции в выходных потоках результатов 15 сравнени  2.

Недостатком этого устройства  вл етс  то, что в случае, если делимое А больше делител  s ,оно не обеспечивает достаточной точности вычис20 лени  пропорции вида Т П (D

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство , содержащее блок управлени ,

25 генератор псевдослучайных чисел,два блока сравнени , первые выxojф которых объединены и подключены к выходу генератора псевдослучайных чисел , а выходы первого и второго блоков сравнени  подключены к первым

входам четвертого и п того ключевого элементов соответственно, при этом выход четвертого ключевогоэлемента подключен ко входу счетчика результата , выход которого подключаем к первому входу третьего ключевого элемента, первый счетчик делител , вход которого подключен к первому входу устройства, а выход - ко вторым входам четвертого и п того ключевых элементов, второй счетчик делител , первый вход которого подключен ко второму входу устройства, а выход - ко второму входу третьего ключевого элемента, выход которого  вл етс  выходом устройства, вторые входы первого и второго блоков сравнени  соединены с третьим и четвертым входом устройства соответственно . Данное устройство обеспечивает повышенную точность вычислени  в случае ,если делимое х больше делител  у либо повышение быстродействи  в случае если в нем предусмотрено повторение числа испытаний К Z раз

Недостатком известного устройства  вл етс  невысокое быстродействие

Цель изобретени  - увеличение быстродействи  при заданной точности Поставленна  цель достигаетс  тем что делительно-множителькое устройство , содержащее генератор импульсов генератор псевдослучайных чисел, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, блок задани  кода делимого, блок задани  кода делител , первый и второй блоки сравнени , первые группы входов которых соединены с выходами соответственно блока задани  кода делимого и блока задани  кода делител , а вторые группы входов подключены к выходам генератора псевдослучайных чисел, первый и второй ключевые элементы, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго блоков сравнени , первый счетчик делител , вход которого соединен с выходом генераторагимпульсов, а выход подключен ко. вторым входам первого и второго ключевых элементов, счетчик результата, счетный вход которого сюединен с выходом первого ключевого элемента, третий ключевой эламент, первый вход которого соединен с выходом счетчика результата, а выход  вл етс  выходом устройства, блок формировани  сигнала пуска, триггер, нулевой вход которого соединен с выходом блока формировани  сигнала пуста, четвертый ключевой элемент, выход которого соединен с единичным входом триггера, п тый и ыестой ключевые элементы, первые входы которых подключены к выходу второго ключевого элемента, а вторые входы соединены соответственно с нулевым и единичным выходами триггера, второй счетчик делител , вход которого

соединен с выходом п того ключевого элемента, первый элемент ИЛИ, первы вход которого соединен с выходом втрого счетчика делител , а второй вх с выходом шестого ключевого элемента , третий счетчик делител , счетный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход со вторым входом третьего ключевого элемента. Формирователь импульсов, вход которого соединен с единичным выходом триггера, второй элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом формировател  импульсов, второй вход - с выходом блока формировател  сигнала пуска, а выход с установочным входом счетчика результата , блок задани  кода сомножител , блок элементов И, rpsnna входов которого соединена с выходами блока задани  кода сомножител , устновочный вход - с выходом второго элемента ИЛИ, а выходы - с установоными входами третьего счетчика делител , дополнительно содержит первый и второй элементы И, первые вйоды которых подключены к выходу генератора импульсов, вторые входы соединены с выходами соответственно первого и второго блоков сравнени , а выходы - соответственно с первым и вторым входами четвертого ключевого элемента.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 блоки сравнени ; третий 3, первый 4, второй 5, четвертый 6, п тый 7 и шестой 8 ключевые элементы, генератор 9 псевдослучайных чисел, триггер 10, второй счетчик 11 делител , первый элемент ИЛИ 12,третий счетчик 13 делител , счетчик 14 результата,первый счетчик 15 делител , блок 16 формировани  сигнала пуска , формирователь 17 импульсов,второй элемент ИЛИ 18,блок 19 задани  кода делимо го, блок 2) задани  кода делител ,генератор 21 импульсов,блок /задани  кода сомножител  блок 23 эле- ментов И, первый 24 и второй 25 элементы И.

Выход генератора 21 импульсов подключен ко входам генератора 9 псевдослучайных чисел,первого счетчика 15 делител , первого 24 и второго 25 элементов И. Выходы блоков 19 и 20

5 кодов делимого и делител  соединены с первыми группами входовсоответственно первого 1 и второго 2 блоков сравнени , вторые группы входов которых соединены с выходами генератора 9 псевдослучайных чисел, а выходы со входами соответственно первого ключевого элемента 4 и первого элемента И 24 или второго ключевого элемента 5 и второго элемента И 25. Вторые входы

2 первого 4 и второго 5 ключевых элементов соединены с выходом первого счетчика 15 делител . Выход первого ключевого элемента 4 соединен со счет ным .входом счетчика 14 результата, выход которого через третий ключевой элемент 3 подключен к выходу устройства. Выходы первого 24 и второго 25 элементов И подключены соответственно к первому и второму входам четвертого ключевого элемента б, выход которого соединен с единичным входом триггера 10,

Выход блока 16 формировани  сигнала пуска соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 18 и нулевым входом триггера 10, единичный выход которого соединен со вторым входом шестого ключевого элемента 8 и через формирователь 17 импульсов - со вторым входом второго элемента ИЛИ 18. Выход второго элемента ИЛИ 18 соединен с установочным входом счетчика 14 результата исправл ющим входом блока 25 элементов И. Выход второго ключевого элемента 5 соединен со входами п того 7 и шестого 8 ключевых элементов., выходы которых соединены соответственно через второй счетчик 11 делител  и непосредственно со вхСдами первого элемента ИЛИ 12. Выход первого элемента ИЛИ 12 соединен со счетным входом третьего счетчика 13 делител , выход которого соединен со вторым входом третьего ключевого элемента 3. Выходы блока 22 задани  кода сомножител  соединены с группой входов блока 23 элементов И, выходы которого соединены с установочными входами третьего счетчика 13 делител .

Устройство работает следующим образом.

С выхода генератора 21 импульсов импульсы юпорной частоты поступают на вход генератора 9 псевдослучайных чисел и на вход первого счетчика 15 делител . Блоки 19 и 20 заани  кодов делимого и делител  заают коды чисел х и у, которые посупают на входы блоков 1 и 2 сравнени  соответственно. Блок 22 задани  кода сомножител  задает код числа Z который поступает на группу вхоов блока 23 элементов И. Второй счетчик 11 делител  имеет коэффициент пересчета равный К (задаетс  исход  из услови  достижени  требуемой точности, , обычно К«10) . При поаче сигнала пуска с блока 16 устройство устанавливаетс  в исходное полоение . Триггер 10 и счетчик 14 результата устанавливаютс  в нуль, а в третьем счетчике 13 делител  (сигналом , поступающим через первый элеент ИЛИ 18 на блок 23) записываетс  код числа.

Импульсы опорной частоты задают в генераторе 9 псевдослучайных чисел се новые числа, которые в блоках 1

и 2 сравнени  сравниваютс  с делимым X и делителем у. С первого счетчика 15 делител - подаютс  на ключевые элемев1ты 4 и 5 импульсы тактовой частоты с целью снижени  автокоррел ции в выходных потоках результатов сравнени . С выхода генератора 21 импульсов импульсы опорной частоты поступают на входы первого и второго элементов И 24 и 25 с целью повышени  скорости получени  результатов срав

0 нени .

Результаты сравнени  с первого и второго элементов И 24 и 25 поступают на четвертый ключевой элемент б. Кроме того, со второго ключевого эле5 мента 5 результат сравнени  поступает на ключевые элементы 7 и 8. На четвертом ключевом элементе 6 провер етс  выполнение услови  . Так как сигнал на выходе ключевого элемента 6 по вл етс  только при нали0 чии сигнала на его входе, соединенном с выходом элемента И 25, и отсутствии сигнала на другом его входе, то этот сигнал однозначно определ ет момерт времени t, когда согласно фор5 мулам

I

ГО-,

если R X

X

(2)

X 1, если R.x го,

если R; у

Y ( 3) и. если 1

D

R.

числа, получаемые слугде чайной выборкой из множества и 0,1...2 -1 , X И у -  вл ютс  К-разр дными

двоичными числами, т.е.

5 1, 1, у 1, а Х{. О, т.е. .,

Сигнал о выполнении данного услови  поступает на триггер 10, который

0 этим сигналом устанавливаетс  в единичное состо ние. С нулевого выхода триггера 10 сигнал поступает на п тый ключевой элемент 7 с момента пуска устройства до момента времени t, когда по вл етс  сигнал, что .

5 Заметим, что сигнал на выходе ключевого элемента 6 может и не возникнуть, если xjiy. Импульсы с выхода ключевого элемента 7 поступают на второй счетчик 11 делител , коэффициент пе0 ресчета которого равен К, т.е. каждый К-ый импульс, пришедший на вход второго счетчика 11 делител  переполн ет его, а на его выходе возникает импульс, поступающий через элемент

5 ИЛИ 12 на третий счетчик 13 делител  Таким образом, если , на счетчик 13 /поступают импульсы с выхода второго ключевого элемента 5, число которых уменьшено в К раз по сравнению

0 с выражением (1).

Как уже отмечено, если через t тактов (t среднее ) на выходе ключевого элемента 6 по вл етс  i сигнал, который переключает триггер 10 в единичное состо ние. При этом

Claims (3)

1. 5 открытваетс  дл  пЕ охождени  сигналов с выхода ключевого элемента 5 ключевой элемент 8 и закрываетс  ключевой элемент 7. Перепад потенциала на единичном выходе триггера 10 формируетс  формирователем 17 импульсов в импульс, который (ПРОХОД через элемент ИЛИ 18, устанавливает счетчики 14 и 13 в исходное положение . После этогсз на третьем сче чике 13 делител  подсчитываютс  импульсы , сформированные на ключевом элементе 5 согласно выражению (1). Счетчик 14 результата подсчитывает число единиц в потоке результата сравнени  делимого до тех пор пока в третьем счетчике 13 делител  не наберетс  Z единиц в случае, если , либо пока в счетчиках 11 и l3 не наберетс  K-Z единиц в случае если , После подсчета Z либо KZ единиц третий счетчик .13 делител вырабатывает импульс, открывающий ключевой элемент 3 дл  выдачи резул тата вычислени  (1). Положительный эффект предлагаемо го устройства по сравнению.с извест ным состоит в повышении скорости вы числейи  пропорции (1) при в случае, если в известном устройстве врем  вычислени  равно .j.nPOT 1 -J. 1- tjjp ф M .т i --W/iJ-CM « N - число тактов со счетчика; - период импульсов формируемых на выходе счетчика число тактов, необходимых (в среднем) дл  определени  соотношени  х и V. в предлагаемом- устройстве при х врем вычислени  пропорции (1) следующее т - г + . адш , „, где t-cf,- L-TO; СР- Я т коэффициент делени  счетчи ка -15; TQ - период следовани  импульсо с генератора импульсов. Сокращение времени вычислени  AT Г LT(A-1) Формула изобретени  Деглительно-множительнса уст|ройст во содержащее генератор импульсов, генератор псевдослучайных чисел, вх которого соединен с выходом генератору импульсов, блок задани  кода делимого, блок задани  кода делител , первьгй и второй блоки сравнени  первые группы входов которых соединены с выходами соответственно блок задани  кода делимого и блока задани  кода делител  а вторые группы входов подключены к выходам генератора псевдослучайных чисел, первый и второй ключевые элементы, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого.и второго блоков сравнени , первый счетчик делител , вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен Ко вторым входам первого и второго ключевых элементов, счетчик результата, счетный вход которого соединен с выходом первого ключевого элемента, третий ключевой элемент , первый вход которого соединен с выходом счетчика результата, а выход  вл етс  выходом устройства, блок формировани  сигнала пуска, триггер,- нулевой вход которого соединен с выходом блока формировани  сигнала пуска, четвертый ключевой элемент, выход которого соединен с . единичным входом триггера, п тый и шестой ключевые элементы, первые входы которых.подключены к выходу второго ключево.го элемента, а вторые входы соединены соответственно с нулевым и единичным выходами триггера , второй счетчик делител , вход которого соединен с выходом п того ключевого элемента, первый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго счетчика делител , а второй вход - с выходом шестого ключевого элемента, третий счетчик делител , счетный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход - со вторым входом третьего ключевого элемента, формирователь импульсов, вход которого соединен с единичньш выходом триггера, второй элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом формировател  импульсов , второй вх.од - с выходом блока формировани  сигнала пуска, а выход - с установочным входом счет- чика результата, блок задани  кода сомножител , блок элементов И, группа входов которого соединена с выходами блока задани  кода сомножител , установочный вход - с выходом второго элемента ИЛИ, а выходы - с установочными входами третьего счетчика делител , о т л и ч. а ю « е е с   тем, что, с целью увеличени  быстродействи , оно содержит первый и второй элементы И, первые входы .которых подключены к выходу генератора импyльcoiэ, вторые входы соедин ны с выходами соответственно первого и второго .блоков сравнени , а/ выходы - соответственно с первым и вторым входами четвертого ключево-го элемента. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ,№320810, кл. G Об F 7/38, 1970.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 544962, кл. G Об F 15/36, 1977.
3. 3.Авторское свидетельство СССР по за вке .2832171/24,кл.О 06 F 15/36, 29.10.79 (прототип).