Устройство для вычисления элементарных функций Советский патент 1983 года по МПК G06F7/544 

ответствующих суммирующих счетчиков, входы управления реверсом реверсивных счетчиков участков и результата соединены с входом задания режима устройства, дополнительно введены сумматор-вычитатель, вход управления которого соединен с входом задания.ремима устройства, выход ключа соединен с входом делителя участков аппроксимации и счетными .входами первого и: второго суммирующих счетчиков, выход первой схемы сравнения соединен с первым входом сумматора-вычитателя, второй вхо которого соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с выходом второй схемы сравнения, выход сумматора-вычитателя соед нен с входом двоичного умножителя,вы ход которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика результата. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство для вычисления элементарных функций содержит генератор 1 импульсов, ключ 2, делитель 3 участков аппроксимации, делитель 4 аргумента, счетчик 5 аргумента, суммирую щий счетчик 6, схему 7 сравнения, ре версивный счетчик 8 участков, суммирующий счетчик 9, схему 10 сравн ения, реверсивный счетчик 11 участков элемент 12 задержки, сумматор-вычитатель 13, двоичный умножитель И,ре версивный счетчик 15 результата вхо ды 16-2 устройства; Устройство работает следующим образом. Вводятся начальные данные через входы.: 17 - начальный код в счетчик 8; 18 - направление.счета (сложение или вычитание) в q4eT4HK 8; 19 - начальный код в счетчик 11; 20 - направ ление счета в счетчик 11; 21- признак операции (сложение или вычитание в сумматор-вычитатель 13; 22 - число Q - X (о, - полное число состояний счетчика 5 X - цифровой аналог аргумента X) в счетчик 5 (если это число в счетчик не вводится, то устройство будет работать в режиме не вычисления, а воспроизведения до исчерпамия возможностей схемы); -23 - направление счета в счетчик 15; 2 - начальный код в счетчик 15. После ввода начальных данных на вход 16 подается команда Импульс запуска, ключ 2открывается и импульсы ОТ генератора 1 начинают поступать на узлы устройства. Увеличение коэффициента деления .;, делителя k уменьшает цену единицы дискретности результата,накапливаемого в счетчике 15 В момент переполнения счетчика 5 ключ 2 закрывается, а в счетчике 9 фиксируеУся результат вы числения функции У в виде цифрового эквивалента У . Коэффициент деления делителя 3 определяет размер участка аппроксимации. При увеличении коэффициента размер участка аппроксимации возрастает.. На каждом участке аппроксимации счетчики 6 и 9 циклически заполняются до состояния счетчиков 8 и 11 участков аппроксимации и по сигналам на выходэ схем 7 и 10 сравнения сбрасываются в нулевое состояние. Моменты срабатывания схем 7 и 10 определяются начальными кодами в счетчиках 8, и 11 и их направлениями счета (сложение и вычитание).Импульсы с выходов схем 7 и 10, разделенные во времени элементом 12 задержки, поступают на сумматора-вычитателя 13. Сумматором-вычитателем, в зависимости от введенного через вход 21 признака операции, выполняется сложение или вычитание импульсных последовательностей, поступающих на входы сумматора-вычитателя 13 с выходов схем 7 и 10 сравнения. Результирующая последовательность импульсов с выхода сумматора-вычитателя 13 поступает на вход линейного масштабирующего блока (двоичного умножителя 14), а с его выхода - в реверсивный счетчик 15 результата, работающий либо в режиме суммирования, либо в режиме вычитания. Таким образом происходит воспроизведение заданной кусочно-линейной функции. При переполнении счетчика 5 работа устройства прекращается и в счетчике 15 результата фиксируется значение заданной функции,соответствующее введенному в дополнительном коде в счетчик 5 значению аргумента. В зависимости от введенных в счетчики 8,11 и 15 начальных значений и направлений счета, а также заданной сумматору-вычитателю13 операции,устройство может воспроизводить и вычислять различные элементарные функции.

Некоторые из этих функций аппроксимируют, а некоторые - моделируют непрерывные функции. По аппроксимацией понимается случай, когда узловые точки кусочно-линейной функции одновременно принадлежат ей, так и аИпроксимируемой непрерывной функции. Под моделированием понимается случай, когда узловые точки кусочно-линейной функции моВыражения для приращений воспроизводимых и вычисляемых кусочно-линейных функций на участках. Минус или плюс между членами в скобках указывают на род операции (вычитание или сложение), выполняемой сумматором-вычитателем ,y.c,(-i-)-a. V ) ( -1 . ьУ- - am1 ani т пVm-nw-vn-il (ni.n)(ni-n- l) 01 I л о 1 ь l nunnn ппР b nifn)(w-t-n . ((vn.,fn-M -l. iiY.-- am + (п Vni-ri w-nA-i I ()n + m 1 -i ln4-l 1-7.41iY -o,n,f , M ..,,, r 42m-1)n+m Vn-a ,}-,

гут и не принадлежать непрерывной функции, однако характер этих функций одинаков, причем структура приращений ЛУ кусочно-линейной функции на ее участках соответствует структуре первой производной непрерывной функции.

Примеры функций воспроизводимых и вычисляемых устройством приведены в таблице.

Аппроксимируемые и моделируемые непрерывные функции 2n-2tY)-1 аппроксимация у X аппроксимация V - С Ь-х аппроксимация а ппроксимация у . Ы-х ппроксимация У«А1п(х-,0 оделирование УЗ-А1п(х-Ьх+с) оделирование (х2+ х) оделирование (xibx+c) оделирование y xAArthAx

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ФУНКЦИЙ, содержащее генератор импульсов, ключ, делитель аргумента, счетчик аргумента, первый и второй суммирующие счетчики,дели- . тель участков аппроксимации,первую и вторую схемы сравнения, первый и второй реверсивные счетчики участков, элемент задержки, двоичный умножитель и реверсивный счетг чик результата, причем выход гене ратора импульсов соединен с информационным входом ключа, выход которого через делитель аргумента соединен со счетным входом счетчика аргумента, выход которого соединен с запрещающим входом ключа, разрешающий вход которого соединен с входом запуска устройства, установочный вход lOp- , торого соединён с установочными вхр- ; даМи счетчика аргумента и реверсивных счетчиков участков и результата. выход делителя участков аппроксимации соединен со счетными входами первого и второго реверсивных счетчиков участков, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих схем сравнения, выходы и вторые входы которых соединены соответственно с установочными входами и выходами соответствующих суммирующих счетчиков, входы управления реверсом реверсивных .счетчиков участков и результата соединены с входом задания режима устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет возможности дополнительного вычисления функций ± АВп (x tbx+с) . иAolrih Ах. , в (Л него введен сумматор-вычитатель,вход управления которого соединен с входом задания режима устройства, выход ключа соединен с входом делителя участков аппроксимации и счетными входами первого и второго суммирующих счетчиков, ВЫХОДпервой схемы 4 сравнения соединен с первым входом () сумматора-вычитателя, второй вход коСО торого соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с выходом второй схемы сравнения, вы|ход сумматора-вычитателя соединен с |Ъходом двоичного умножителя, выход которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика результата.

Приведенный в таблице перечень вос-55функций .J-lpжёт быть увеличен. Функциопроизводимых и вычисляемых устройст- нальные возможности предлагаемого

вом кусочно-линейных функций и аппрок-устройства значительно шире, чем у изсимируемых и моделируемых непрерывна вестных.

u

w

r 1 о

А

о

Ч|

/

51А

«