Вычислительное устройство Советский патент 1984 года по МПК G06F17/10 

Изобретение относится к вычислительной технике и может бьггь использованр в блоках аппаратного вычисления, функций специализированных ЭВМ. Известно устройство для умножения содержащее два регистра сдвига, счет чик, элемент И и блок синхронизации Cl . Недостатки зтого устройства обусловлены ограниченными функциональны1ми возможностями, что не позволяет вычислить факториалы чисел, и низким быстродействием. Известно вычислительное устройст во, содержащее двухпозиционныЙ пере ключатель режима рйбот, регистры сдвига, группы элементов И, элемент сравнения кодов, дешифраторы, генер тор импульсов, счетчики, сумматор, элементы И и РШИ. Устройство позволяет вычислять факториалы чисел С 2 5 Недостатками этого устройства являются большой объем оборудования и низкое быстродействие при вьтолне нии вычисления факториалов чисел. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вы числительное устройство, содержащее |Последовательно соединенные сумматоры, сдвиговьй регистр, группу элементов И, блок управления, причем блок управления содержит генератор импульсов, элемент И, триггер, регистр, вычитающий Счетчик и дешифра тор, причем выходы сдвигового регис ра подключены к первым входам соответствующих элементов И грзшпы, вто рые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора блока управления, а выходы соединен с входами Последовательно соединенных сумматоров, выход последнего из которых соединен с входом сдвигового регистра, выход элемента И блока управления соединен с тактовым входом сдвигового регистра, причем в блоке управления выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом счетчика, выход которого соединен с вторым входом элемента И выход регистра соединен с входом дешифратора, входы разрядов регистра и счетчика являются соответственно входами коэффициента и количества тактов. Устройство позволяет вьгчислить факториалы чисел, обладает небольшим объемом оборудования . 44 .2 Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное последовательной обработкой разряда промежуточных результатов. Кроме того, получение факториалов, независимо от величины, требует максимального количества тактов работы устройства. Цель изйбретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что вычислительное устройство, содержащее генератор импульсов, эле-, мент И, накапливающий сумматор, два регистра, вычитающий счетчик, причем выход генератора импульсов соединен с первьм входом элемента И, выход которого соединен с входом вычитающего счетчика и тактовым дом накапливающего сумматора, выход которого соединен с входов первого регистра, содержит суммирующий счетчик, элемент сравнения.( элемент задержки, причем вход накапливающего сумматора соединен с выходом первого регистра, тактовый вход которого соединен с вькодом вычитающего счетчика, входом элемента задержки и входом суммирующего Счетчика, вьЬсоды разрядов которого соединены с соответствующими входами приема вычитающего счетчика и входами первой группы элементов Сравнения, входы второй группы которого соединены с соответствующими выходами второго регистра, выход элемента задержки соединен с входом разрешения приема вычитающего счетчика, выход элемента сравнения соединен с вторым входом элемента И. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого вычислительного устройства. Вычислительное устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, накапливающий сумматор 3, par гистр 4, вычитающий счетчик 5, элемент. 6 задержки, суммирующий счётчик 7, регистр 8,элемент 9 срайненйя. Вычислительное устройство рабогает следующим образом. В исходном положении в накапливающем сумматоре 3 записана единица, что соответствует 0 , в счетчике 5 записана единица, регистр 4 и счетчик 7 находятся в нулевой состоянии, в регистре 8 ааНисано число и . Поскольку счетчик 7 - в нулевом состоянии, а в регистре 8 записано 3 число )П , то на выходе элемента 9 сравнения единичный уровень, разрешающий прохождение импульсов от ген ратора 1 через элемент И 2 на такто вый вход накапливаю14его сумматора 3 и вход вычитающего счетчика 5, Первый импульс, поступивший от генератора 1 на тактовый вход накап ливающего сумматора 3, прибавляет к содержимому накапливающего сумматора 3 содержимое регистра 4. Посколь ку в накапливающем сумматоре 3 запи сана единица, а в .регистре 4 ноль, то, следовательно, состояние накапл вающего сумматора 3 остается прежни т.е. равным единице, что соответствует 11. Этот же первый импульс от генератора 1 поступает на вход вычитающего счетчика 5, в котором записана единица, и обнуляет его. На выходе обнуления вычитающего счетчика 5 появляется короткий импульс, который Поступает на вход счетчика 7, увеличивая его содержимое на еди ницу, и-на вход параллельной записи регистра.4, переписьгеая в этот регистр содержимое накапливающего сумматора 3, через эле.мент 6 задерж ки на.вход приема вычитающего счетчика 5, переписывая в него содержимое счетчика 7. Второй импульс от генератора 1, поступающий на тактовый вход накапливающего сумматора 3, приба:вляет к содержимому накапливающего сумматора 3 содержимое регистра 4. Поскольку в накапливающем сумматоре 3 записана единица и в регистре 4 аа,писана единица, то, следовательно, состояние накапливающего сумматора ,3 равно двум, соответствующее 2 Этот же импульс вычитает единицу из счетчика 5. Счетчик 5 вновь обнуляется и импульсом со своего выхода 444 обнуления переписывает в регистр 4 содержимое накапливающего сумматора 3, т.е. число два, прибавляет единицу в счетчик 7 и через элемент 6 задержки переписывает из счетчика 7 в счетчик .5 число два. Третий импульс от генератора 1 суммирует число два в накапливающем сумматоре 3 с числом два в регистре 4, результат равен четырем. Этот же импульс уменьшает на единицу содержимое счетчика 5. Четвертый импульс от генератора 1 суммирует чйсло четыре в накапливающем сумматоре 3 с числом два в регистре 4 и записывает результат, равный шести, соответствующий 3) . Этот же четвертый импульс вычитает из счетчика 5 единицу, счетчик 5 обнуляется и импульсом с выхода обнуления переписывает число шесть из накапливающего сумматора 3 в регистр 4, прибавляет единицу в счетчик 7, после чего в нем записало число три, и через элемент 6 задержки переписывает его из счетчика 7 в счетчик 5. Далее работа устройства происходит аналогичным образом. Процесс вычисления продолжается ДО тех пор, пока число в счетчике 7 не станет равным числу, записанному в регистре 8. Е этот момент времени на выходе элемента 9 сравнения появляется нулевой уровень, который закрывает элемент И 2, запрещая прохождение импульсов от генератора 1. Предлагаемое устройство вычисляет функцию п , со значительно большим быстродействием посравнению с известным, поскольку в предлагаемом устройстве вычисление производится непосредственно за один такт работы, а в известном процесс вычисления осуществляется за число тактов, рав- ное Иг ..

ВЬНИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее генератор импульсов, элемент И, накапливающий сумматор, два регистра,вычитающий счетчик, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом вычитающего счетчика и тактовьм входом накапливающего сумматора, выход которого соединен с входом первого регистра, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит суммирующий счетчик, элемент сравнения, элемент задержки, причем вход накапливающего сумматора соединен с выходом первого регистра, тактовый вход которого соединен с выходом вычитающего счетчика, входом элемента задержки и входом суммирующего счетчика, выходы разрядов которого Соединены с соответствующими входами приема вычитающего счетчика и входами первой группы элемента сравнения, входы (Я второй группы которого соединены с с соответствующими выходами второго регистра, выход элемента задержки соединен с входом разрешения приема вычитающего счетчика, выход элемента сравнения соединен с вторым входом элемента И. ts:) о 00 4 4