Вычислительное устройство Советский патент 1984 года по МПК G06F7/552 

первый информационный вход которого соединен с информационным входом пятого регистра, первый управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом шестого регистра, с семнадцатым выходом блока распределения импульсов и первым управляющим входом седьмого регистра, выход которого является выходом устройства , второй управляющий вход седьмого регистра соединен с восемнадцатым выходом блока распределения импульсов, восьмой выход которого соединен с вторым управляющим входом шестого регист15а, второй управляющий вход пятого регистра соединен с вторым управляющим входом третьего регистра, выход блока деления соединен

с третьим информационным входом первого регистра, информационный вход шестого регистра соеди шн с первым информационным входом второго регистра, первые входы элементов И пятой и шестой групп соединены с соответствующими разрядными выходами пятого и шестого регистров, выходы элементов И пятой и шестой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы. Девятнадцатый и двадцатый выходы блока распределения импульсов соединены с вторыми входами элементов И соответственно пятой и.шестой групп, двадцать первый выход блока распределения импульсов соединен с четвертым управляющим входом первого регистра.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый, второй, третий и четвертый регистры, первую, вторук третью, четвертую группы элементов И, группу элементов ИЛИ, сумматор, блок деления, блок распределения импульсов, причем первый выход блока распределения импульсов соединен с управляющим входом сумматора, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока распределения импульсов соединены с первыми входами элементов И соответственно первой, второй, третьей и четвертой групп, вторые входы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с соответствующими разрядными выходами первого, второго, третьего и четвертого регистров, выходы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствующими разрядными входами сумматора, -шестой выход блока распределения импульсов соединен с первым управляющим входом блока деления, второй управляющий вход которого соединен с седьмым выходом блока распределения импульсов и первым управляющим входом четвертого регистра, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом второго регистра и восьмым выходом блока распределения импульсов, девятый выход которого соединен с вторым управляющим входом второго регистра и первым управляющим входом третьего регистра, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом первого регистра и десятым выходом блока распределения- импульсов, одиннадцатый выход которого соединен с вторым управляющим входом первого регистра, третий управляющий вход которого соединен с двенадцатым выходом блока распределения импульсов, тринадцатый выход которого соединен с i третьим управляющим входом второго регистра, третий управляющий вход (Л третьего регистра соединен с четырнадцатьам выходом блока распределения импульсов, пятнадцатый выход которого соединен t четвертым управляющим входом третьего регистра, первые информационные входы первогр и третьего регистров соединены с первой информационной шиной устройства, первые информационные входы второго и четвертого регистров Р соединены с второй информационной пшной устройства, вторые информа05 цйонные входы первого, второго и 05 4::. третьего регистров соединены с выходом сумматора, информационным входом блока деления, отличаю щ е а с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач заосчет полученной возможности вычисления значений функций от трех переменных, в него введены пятый, шестой, седьмой регистры, пятая и шестая группы элементов И, причем шестнадцатый выход блока распределения импульсоб соединен с третьим управляющим входом четвертого регистра, второй информационный вход четвертого .регистра соединен с вторым информационным входом третьего регистра,

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мо жет быть использовано для создания автоматизированных систем обработки топографических данных. Известно устройство для вычисления квадратного корня из сумма квадратов двух чисел, содержащее регистры операндов, сумматор, груп пы элементов И, группы элементов И регистр сдвига и распределитель импульсов l . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вычислительное устройство, содержа,щее первый, второй, третий и чет.вертый регистры, первую, вторую, третью, четвертую группы элементов группу элементов ИЛИ, сумматор, блок давления,блок распределения импульсов, причем первый выход блока распределения импульсов соединен с управляющим входом сумматора, вто рой, третий, четвертый и пятый выходы блока распределения импульсов соединены с первыми входами элемен тов И соответственно первой, второй третьей и четвертой групп, вторые входы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с соответствующимиразрядными выходами первого, второго, третьего и четвертого регистров, выходы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствующими разрядными входами сумматора, шестой выход блока распределения импульсов соединен, с первым управляющим входом блока деления, второй управляющий вход которого соединен с седьмым выходом блока распределения импульсов и первым управляющим входом четвертого регистра, второй управляю- . щий вход которого соединен с первым управляющим входом второго регистра и восьмым выходом блока распределения импульсов, девятый выход которого соединен с вторым управляющим входом второго регистра и первым управляющим входом третьего регистра, второй управляквдий вход которого соединен с первым управляющим входом первого регистра и десятым выходом блока распределения импульсов, одиннадцатый выход которого соединен с вторым управляющим входом первого регистра, третий управляющий вход которого соединен с двенадцатым выходом блока распределения импульсов, тринадцатый выход которого соединен с третьим управляющим входом второго регистра, третий управляющий вход третьего регистра соединен с четырнадцатым выходом блока распределения импульсов, пятнадцатый выход которого соединен с четвертым управляющим входом третьего регистра, первые информационные входы первого и третьего регистров соединены с Первой информационной шиной устройства, первые информационные входы второго и четвертого регистров соединены с второй информационной шиной устройства, вторые информационные входы первого, второго и третьего регистров соединены с выходом сумматора и информационным входом блока деления 2 .

Недостатком известных устройств является ограниченный класс решаемых задач.

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет полученной возможности вычисления значений функций от переменных.

Данная цель достигается тем, что в вычислительное устройство, содержащее первый, второй, третий и четвертый регистры, первую, вторую, третью, четвертую группы элементов И группу элементов ИЛИ, сумматор, блок деления, блок распределения импульсов, причем первый выход блока распределения импульсов соединен с управляющим входом сумматора, второй, третий четвертый и пятый выходы блока распределения импульсов соединены -с,первыми входами элементов И соответственно первой, второй, третьей и четвертой групп, вторые входы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с соответствующими разрядными выходами первого, второго, третьего и четвертого регистров, выходы Злеме«тов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствующими разрядными входами сумматора, шестой выход блока распределения импульсов соединен с первым управляющим входом блока деления, второй управляющий вход которого, соединен с седьмым выходом блока распределения и 1пульсов и первым управляющим входом четвертого регистра, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом второго регистра и восьмым выходом блока распределения импульсов, девятый выход которого соединен с вторым управляющим входом второго регистра и первым управляющим входом третьего регистра, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом первого регистра и десятым выходом блока распределения импульсов, одиннадцатый выход которого соединен с вторым управляющим входом первого регистра, третий управляющий вход которого соединен с двенадцатым ВЫХОДОМ блока распределения импульсов, тринадцатый выход которого соединен, с третьим управляющим входом второго регистра, третий управляющий вход третьего регистра -соединен с четырнадцатым выходом блока распределения импульсов, пятнадцатый выход которого соединен с четвертым управляющим входом третьего регистра, первые информационные входы первого и третьего регистров соединены с первой информационной шиной устрой ства, первые информационные входы второго и четвертого регистров соединены с второй информационной шиной устройства, вторые информационные входы первого, второго и третьего регистров соединены с выходом сумматора, информационным входом блока деления, введены пятый, шестой, седьмой регистры, пятая и шестая группы элементов И, причем шесгнадцатый выход блока распределения импульсов соединен с третьим управляющим входом четвертого регистра, второй информационный вход четвертого регистра соединен с вторым информационным входом третьего регистра, первый информационный вход которого соединен с информационным входом пятого регистра, первый управляющий вход которого соединен с первым управлякядим входом шестого регистра, с семнадцатым выходом блока распределения импульсов и первым управляющим входом седьмого регистра, выход которого является выходом устройства, второй управляющий вход седьмого регистра соединен с восемнадцатым выходом блока распределения |импульсов, восьмой выход которого соединен с вторым управляющим входом шестого регистра, второй управляющий вход пятого регистра соединен с вторым управляющим входом третьего регистра, выход блока деления соединен с третьим информационным входом первого регистра, информационный вход шестого регистра соединен с пер.вым информационным входом второго регистра соединен с первым информационным входом второго регистра, первые вхрды элементов И пятой и шестой групп соединены с соответствующими разрядными выходами пятого и шестого регистров, выходы элементов И пятой }i шестой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, девятнадцатый и двадцатый выходы блока распределения импульсов соединены с вторыми входами элементов И соответственно пятой и шестой групп, двадцать первый выход блока распределения импульсов соединен с четвертым управляющим входом первогъ регистра.

На фиг. 1 дан фрагмент-топографической карты; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (проекция разреза местности, изображенной на топографической карте); на фиг. 3 - структурная схема устройства; на фиг. 4 - вр менная диаграмма работы устройства.

Вычислительное устройство (фиг.З) содержит первый - седьмой регистры 1-7, первую - шестую группу 8-13 элементов И, группу 14 элементов ИЛИ сумматор 15, блок 16 распределения импульсов, блок 17 деления, входные шины 18 и 19.

Работа устройства основана на следующем. Объекты, расстояние между которыми измеряют, определены координатами Х, У и Xj, Vj . Топографическая карта есть проекция местности на плоскость. Следовательно, заданным объектам соответствуют точки 1 и 2 на топографической карте (фиг. 1). Так как топографическая карта выполнена в ортогональной сис теме координат X, У, то топографическое расстояние 1, между объектами можно определить, из прямоуголь ного треугольника по теореме Пифаго UT -(Х, -X,j)2 + (у -yj, ), где (X,-Xg) - разность абсцисс точек 1 и 2) (У, -У2) - разность ординат точек 1 и 2. Определенное таким образом топографическое расстояние не равно истинному расстоянию между объектами и может значительно от него отличат ся. Для определения истинного рассто ния между объектами необходимо рассмотреть объекты в плоскости, перпендикулярной плоскости карты и пер секающейся с ней по линии, на котор расположены точки 1 и 2. Таким обра зом, получаем проекцию разреза мест ности на плоскость, описываемую орт гональной системой координат 1.-г,Ь (фиг. 2), где h - высота расположе нияг над уровнем моря. Как видно на фиг. 2, расстояние между точка,ми 1 и 2 есть не что иное, как гипо тенуза треугольника, один из катето которого равен топографическому рас стоянию IT между точками 1 и 2, вт рой катет равен разности высот расп ложения объектов (точек 1 и 2) над уровнем моря (лЬ h,- Hg) . Следовательно, расстояние L между объектами можно определить по формуле . , где L - расстояние между объектами L - топографическое расстояние между объектамиJ. &Ь - разность высот расположени объектов над уровнем моря. Устройство функционирует в соответствии с приближенной зависимостьюV54A4e. + 0,5|lM-|Bll vi.a-z. 2(lAl l6lUUM-tBII что для случая определения топографического расстояния имеет вид , 2Ux,, , (, а для случая,определения расстояния имеет вид i{L.,6hVlL,-uh) Устройство функционирует в соответствии с выражениями (1) и (2) последовательно. Устройство устанавливается в исходное состояние сигналом, вырабатываемым при включении питания и поступающим на сброс блока 16 распределения импульсов. Схема выработки сигнала при включении питания на чертежах не показана. Управляющий сигнал Т1 поступает через выходы а ., S , Ь , -г , блока 16 на входы обнуления регистров 1 , сумматора 15 и блока 17 деления, устанавливая их в исходное состояние. По сигналу Т2 (выход е ) происходит запись с входной шины 18 координат первой точки (Х, У, ,h,) соответственно в регистры 1, 3 и 5. Во сигналу ТЗ (выход) происходит запись со второй входной шины 19 координат второй точки (Xj, У2 , lij) соответственно в регистры 2, 4 и б. Сигнал Т4 (выход 3), поступая на управляющий вход группы 8 элементов И, разрешает прохождение информации из регистра 1 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15. Сигнал Т5 (выход U ), поступая на управляющий вход группы 9 элементов И, разрешает прохождение информации с инверсных выходов регистра 2 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор, де происходит сложение J 11л|4-(,|-|Хг1| Х,-Х1|. Если в результате сложения появилась единица переполнения, то она прибавляется к младшему разряду содержимого сумматора 15, в противном случае содержимое сумматора инвертируется. Одновременно сигнал Т5 через выход S поступает на вход обнуления регистра 1, устанавливая его в исходное состояние. Сигнал Т6 (выход к, ) поступая на вход регистра 1, разрешает запись в него содержимого сумматора 15. Сигнал Т7 (выход ), поступая на вход обнуления сумматора 15, устанавливает его в исходное состояние. Сигнал Т8 (выход л ), поступая на управляющий вход группы 10 элементов И, разрешает прохождение

информации из регистра 3 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15. Сигнал Т9 (выход м ), поступая на управляющий вход группы 11 элементов И, разрешает прохождение информации с лнверсных выходов регистра 4 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение ll,l(-ViM llV,i4 alinv,-4,l. Одновременно сигнал Т9 через вы ход 6 поступает на вход обнуления регистров 2 и 3, устанавливая их в исходное состояние. Сигнал Т10 (выход Н ), поступая на вход регистра 2, разрешает запись в него содержимого сумматора Сигнал Т11 (выход ), поступая на управляющий вход группы 8 элементо И, разрешает прохождение информаци из регистра 1 через группу 14 эле ментов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение llV,- 2l -l i- illlXrXal+i,- 2lСигнал Т12 (выход о ), поступая на вход регистра 3, разрешает запись в него содержимого сумматора 15. Сйгнал.Т13 (выход и ), поступа .на управляющий вход регистра 3, осуществляет сдвиг содержимого регистра на один разряд влево. Таким образом в регистре 3 содержится значение равное HlX,-X2lvl4,-.,l), Одновременно сигнал Т13 через выход а поступает на вход обнулени сумматора 15, устанавливая его в исходное состояние. Сигнал Т14 (выход /J ) , поступая на управляющи вход группы 8 элементов И, разрешает прохождение информации из регистра 1 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15. Сигнал Т15 (выход и), поступая на управляющий вход группы 9 элементов И, разрешает прохождение информации с инверсных выходов регистра 2 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение llx,-4,l4-iV,-Vinhlix,,jil. . .Сигнал Т16 (выход л ) ,. поступая на управляющий вход группы 10 элементов И, разрешает прохождение ин формации из регистра 3 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15 где происходит сложение lllx,-v,i-l - 2n 2U - 2UlVr4,nb -l(|x,,-V2lVl|x,-x.l-lY,V,U.

По сигналу Т17 (выход ) содержимое сумматрра 15 поступает в блок 17 деления, гДе осуществляется деление двоичного числа на три. Таким образом в блоке деления содержится число

2:ilX,-XiU|,,-X2l-lV,-Yill равное топографическому расстоянию между объектами (UfV Одновременно сигнал Т17 через эыходы 5 и Ь поступает на входы обнуления регистра 1 и регистров 2 и 3 соответственно, устанавливая их в исходное состояние. Сигнал Т18 (выход с), поступая на управляющий вход регистра 1, разрешает запись в него содержимого блока -17 деления. Одновременно сигнал Т18 через выход поступает на вход обнуления сумматора 15, устанавливая его в исходное состояние. Сигнал Т19 (выход Т), поступая на управляющий вход группы 12 элементов И, разрешает прохождение информации из регистра 5 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15. Одновременно сигнал Т19 через выход Z поступает на входы обнуления регистра 4 и блока 17 деления, устанавливая их в исходное состояние. Сигнал Т20 (выход у), поступая на управляющий вход группы 13 элементов И, разрешает прохождение информации с инверсных выходов регистра 6 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение . l|b,Ul-hillHlh,l-lbilh|h,-K2l ub. Сигнал Т21 (выход ор ), поступая на вход регистра 4, разрешает запись в него содержимого сумматора 15. Сигнал Т22 (выход ), поступая на управляющий вход группы В элементов И, разрешает прохождение информации из регистра 1 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение juhv Lpl-L,4-bh. По сигналу Т23 (выходе ) происходит запись в регистр 3 содержимого сумматора 15. Сигнал Т24 (выход п), поступая на управлякяций вход регистра 3, осуществляет сдвиг содержимого на один разряд влево. Таким образом в регистре 3 содержится значение ра ное .т + бЬ). Одновременно сигнал Т24 (выход | поступает на вход обнуления суммато ра 15, устанавливая его в исходное состояние.. Сигнал (выходу), поступая на управлякшшй вход группы 6 элементов И, .разрешает прохождение инфсфмации иэ регистра 1 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15. Сигнал Т2б (выход м), поступая на управляющий вход группы 11 элементо И, разрешает прохоясцение информации с инверсных выходов регистра 4 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение i |l.T(-bhVt.|Li.-&bl. Сигнал Т27 (азыход л ) , поступая ,на управляющий вход группы 10 элементов И, разрешает прохождение информации из регистра 3 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение |llT-bbU2iLT -ib)l 2{LT4bb)lLT-4V l.; . По сигналу Т28 (выход р) содердимое сумматора 15 поступает в блок 17 деления, где осуществляется деление двоичного числа на три. Таким образом в блоке деления содержится число 2(LT -AhUlL.T-bbl равное расстоянию между объектами (U). Сигнал Т29 (выход х ) , поступая на управлякндай вход регистра 7, разрешает запись в него содержимого блока 17 деления. Информация из регистра 7 может быть использована для дальнейшей обработки или выводится на регистрирукицие или отображающие элементы. Предлагаемое устройство позволяет расширить класс решаемых задач за счет полученной возможности вычисления значений функций от трех переменных. Это позволяет использовать устройство, например, для определения расстояния между.между объектами, расположенными на различных высотах над уровнем моря. Использование предлагаемого устр.ойства позволяет автоматизировать процесс обработки топографической информации, процесс проектирования транспортных, энергетических и трубопроводных сетей, упростить инженерные расчеты при трассировке сетей и при построении радио и проводной связи.

Ah

(,Z