Вычислительное устройство Советский патент 1983 года по МПК G06F7/552 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано при создании систем и приборов Д.ПЯ обработки информации. По основному авт. св. № 780006 иззэестно вычислительное устройство, содержащее входные шины чисел, которые подключены к входам элемен та ИЛИ и сумматора по модулю два, выход которого соединен с входом первого триггера, .выход которого подключен к первым входам элементов И группы и к первому входу элемента И, второй вход которого соеди нен с одной из входных шин кодов чисел, а выход - с входом второго триггера, выходы которого соединены со знаковыми шинами устройства, вы .ход элемента ИЛИ подключен к входу элемента задержки, выход которого соединен с вторыми входами элементов И группы, и к счетному входу второго разряда счетчика импульсов, выходы которого соединены соответст венно с третьими входами элементов И группы, выходы которых подключены к соответствующим входам накапливающего сумматора. Недостатком известного устройства является ограниченность функциональных возможностей. Цель изобретения - расширение области применения путем обеспечения возможности вычисления суммы квадратов чисел. Поставленная цель достигается тем, что в вычислительное устройство введены формирователь импульсов переднего фронта, второй, третий и четвертый элементы И, второй элемент ИЛИ, второй элемент задержки, шина сложения устройства подключена к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки и первым входом третьего элемента И, выход третьего элемента И, выход второго элемента И, выход .второго элемента зещержки соединены соотве ственно с первым, вторым и третьим входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом за писи числа накапливающего сумматора и с вторыми входами элементов И гру пы, вход второго элемента задержки соединен с выходом четвертого элемента И, первЬ1й вход которого соеди нен с выходом второго элемента И, второй вход четвертого элемента И соединен с инверсным выходом первого триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, третий вход которого соединен с перв1ам входом первого элемента И и с шиной вычитания устройства выход первого элемента ИЛИ через формирователь импульсов переднего фронта соединен с входом первого элемента Зсщержки. На чертеже показана структурная схема предпагаемого устройства. Вычислительное устройство содержит первый элемент ИЛИ 1, счетчик 2 импульсов, группу элементов ИЗ, накапливающий сумматор 4, формирователь 5 импульсов переднего фронта, первый элемент 6 задержки, второй элемент И 7, третий элемент И 8, четвертый элемент И 9, второй элемент 10 задержки, второй элемент ИЛИ 11, сумматор. 12 по модулю два, первый триггер 13, первый элемент И 14, второй триггер 15, первую 16 и вторую 17 входные шины чисел, шину 18 сложения, шину 19 вычитания, шину 20 отрицательного знака результата и шину 21 положительного знака результата. В устройстве использоан следующий алгоритм возведения в квадрат числа импульсов: п 2: (2i-l). 1 1 Тогда при п п. (2i-1), П-2 n,.n -2Z (2i-1) t Z (2i-1), i - fi r «7 4 1 a при n .| n 2 -.Z (2i-1), 1.n,4-. „ n;,n 2 Z- (2i -1 ) 1- n (). n.,+ i Вычислительное устройство работает следуквдим образом. В исходном состоянии накапливающий сумматор 4, триггеры 13 и 15 находятся в нулевом положении, в счетчике 2 записано число 2 -1 (т - разрядность счетчика). Необходимым условием для работы устройства является одновременная и синхронная подача и одинаковая длительность импульсов кодов обеих чисел. Режим вычитания. Перед началом работы подается сигнал на шину 19. При поступлении первых импульсов кодов на шины 16 и 17 на выходе элемента ИЛИ 1 появляется один импульс, по переднему фронту, которого в счетчик 2 записывается число 1, а формирователь 5 выдает импульс на вход элемента 6 задержки ки. Импульс с выхода элемента 6 задержки не проходит через элементы И 7 и 8, которые закрыты по другим

входам. При поступлении следующих импульсов кодов чисел к содержимому счетчика 2 прибавляется число 2, но задержанный импульс переднего фронта не проходит через элементы И 7 и 8, После окончания кода одного из чисел импульсы будут поступать только на одну из шин 16 -или 17.При поступлении первого такого импульса сработает сумматор 12 по модулю два, триггер 13 установится в единичное положение и откроет элементы И 8 и 14. Импульсы с выхода элемента 6 задержки теперь будут проходить через элементы И 8 и ИЛИ 11 на входы группы элементов И 3 и на вход записи информации чакапливающего cy Iмaтopa 4, в который каждый раз будет заноситься содержимое счетчика 2. Если большее число поступает на шину 16, то элемент И 14 не срабатывает и триггер 15 остается в нулевом положении, подавая на шину 21 сигнал об положительном знаке разности. Если большее число поступает на шину 17, то элемент И 14 срабатывает и триггер 15 устанавливается в единичное положение, подавая на шину 20 сигнал об отрицательном знаке разности. Поле окончания кода большего числа в накапливакадем сумматоре 4 будет записана разность квадратов чисел, поданных на шины 16 и 17 а на одно из знаковых шин 20 или 21 будет сигна определяющий знак разности.

Режим сложения. Перед началом работы подается сигнал на шину 18. При поступлении первых импульсов кодов на шины 16 и 17 на выходе элемента ИЛИ 1 появляется один импульс, по переднему фронту которого в счетчик 2 записывается число , а формирователь 5 выдает импульс на вход элемента 6 задержки.

Импульс с выхода элемента задержки 6 через jcij, проходит через элемент И 7 на вход элемента ИЛИ 11 и на вход элемента И 9, с выхода которого он поступает на вход элемента 10 задержки. С выхода ИЛИ 11 импульс поступает на входы группы элементов И 3 и на вход записи информации накапливающего сумматора 4, в который заносится содержимое счетчика 2, С выхода элемента 10 задержки им0пульс через элемент ИЛИ 11 поступает на входы группы элементов И 3 и на вход записи информации накапливающего сумматора 4 и еще раз заносит содержимое счетчика 2 в наклп5ливаюдий сумматор 4. При поступлении последующих импульсов кодов содержимое счетчика 2 каждый раз увеличивается на число 2 и новое содержимое счетчика .2 заносит0ся в накапливающий суг матор 4. При поступлении первого импульса кода большего числа после окончания меньшего срабатывает сумматор 12 по модулю два и сигналом со своего выхо5да устанавливает триггер 13 в единичное положение. При этом закрывается элемент И 9 и импульс с выхода элемента И 7 не будет проходить на вход элемента 10 задержки. Содержимое

0 счетчика 2 будет заноситься в накапливающий сумматор 4 един раз. В момент окончания кода большего числа в накапливающем сумматоре 4 будет находиться сумма квадратов чисел,

5 поданных на шины 16 и 17. Элемент И 14 в этом режиме не работает, на шине 21 имеется сигнал, показывая, что знак результата положительный.

Таким образом, введение новых элементов и связей позволяет расши0рить область применения устройства вычислять не только разность, но и сумму квадратов чисел, представленных число-иглпульсныг м кодами.

ВЫЧИСЗгаТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, по авт. св. 780006, отличающее с я тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения возможности вычисления суммы квадратов чисел, в него введены формирователь иг шульсов переднего фронта, второй, третий и четвертый элементы И , второй элемент ИЛИ, второй элемент задержки,. шина сложения устройства подключена к первому входу второго элемента И, второй №, /7о-г-1 1 ГГ вход которого соединен с выходом пер вого элемента задержки и первьпл входом третьего элемента И, выход треть его элемента И, выход второго элемента И, виход второго элемента задержки соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом записи числа накап ливаюцего сумматора и с вторыми входами элементов И группы, вход второго элемента задержки соединен с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй вход четвертого элемента И соединен .§ с инверсным выходом первого триггера прямой выход которого соединен с (Л вторым входом третьего элемента И, третий вход которого соединен с пер с вым входом первого элемента И н с шиной вычитания устройства, выход 3 первого элемента ИЛИ через формирователь импульсов переднего фронта соединен с входом первого элемента задержки.