Устройство для вычисления корня Советский патент 1987 года по МПК G06F7/552 

113

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в вычислительных устройствах при обработке массивов данных в формате с плавающей запятой.

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет вычисления корня пятой степени.

На чертеже представлена функцио- нальная схема устройства.

Устройство содержит пять регистров 1-5, умножитель 6, сумматор 7, четыре блока 8-11 памяти, шестой 12 и седьмой 13 регистры и три триггера 14-16.

Устройство имеет вход 17 мантиссы вход 18 порядка, выход 19 порядка, выход 20 мантиссы, вход 21 знака ман тиссы, выход 22 знака мантиссы, вход 23 синхронизации.

Вычисление функции у 4х производится следующим образом.

Аргумент X представлен в формате

плавающей запятой х. signx x, 2 ,

I .1

где X, - мантисса числа (),

х - порядок числа (х - целое число :Signx, - знак мантиссы числа. Обычно порядок числа представлен со смещеИт Х., Р , т.е. X signx -x, Z ,

где р - смещение.

При вычислении функции у знак мантиссы не меняется, т.е. signy, signx,, где у, - мантисса результата, signy, - знак мантиссы результата.

Вычисление порядка результата производится на основе следующего со- отношения;

,

х,-р

+ р, если делится на

5 нацело,

х,,-р+1

с Р если Xg-p делится

на 5 с остатком 4,

х.,-р+2

р, если делится

на 5 с остатком 3,

х,-р+3

+ р,. если х,,-р делится на

на 5 с остатком 2,

x.j-p+4

--- + Р, если Ху-р делится

на 5 с остатком 1,

где Z - порядок результата со смещением р.

Значения Z в зависимости от х хранятся в блоке 10 памяти.

Вычисление мантиссы j| X,

LJDi4tH-Jicriiac: txidn,. Гх Гх

.л|-2- 1-4

водится на основе метода сегментной

5Г- 5ГхГ аппроксимации функции , , . . . , MTZ

выражением Z, А + ВХ , с минимизацией абсолютной погрешности З .

Диапазон изменения аргумента (0,5 6 X 1) разбивается на интервалы, количество которых определяется требуемой точностью, причем границы интервалов вьфажанзтся старшими разрядами мантиссы аргумента.

На разных интервалах константы А и В имеют различные значения. В блоке 8 памяти хранятся значения В,. а в б47оке 11 памяти значения А + Вх , где х| - значение начальной точки i-ro интервала аппроксимации.

Общий алгоритм вычисления функции у л1х имеет вид

q;

В блоке 9 памяти хранятся следующие значения:

0,если делится на 5 нацело,

1,если делится -на 5 с остатком 4,

4, если делится на 5 с остатком 1 . Блоки памяти 8 и 11 разбиты на

К.

страницы размером 2 слов. На раз- ных страницах хранятся коэффициенты

приближения для разных функций

1

-J-rn ,9 п 0,4. Выбор соответствующей страницы происходит по зна- чению на выходе блока 9 памяти.

Устройство работает следующим образом.

В первом такте работы устройства в триггер 14 заносится значение зна- ка мантиссы аргумента signx, в регистр 3 - значение порядка аргумента (x,j+p), в регистр 1 - значение мантиссы аргумента х. На выходе блока 10 памяти формируется значение порядка результата 7,, а на выходе блока памяти - номер соответствующей страницы. Адрес константы В в блоке 8 памяти формируется путем объединения значений с выхода блока 9 памяти (номер страницы) и к старших разрядов мантиссы аргумента х, (адрес внутри страницы). На выходе умножителя 6 формируется значение В (х-х.), т.е. константа В умножается на значение (n-k) младших разрядов регистра 1.

Во втором такте работы устройства в триггер 15 заносится значение знака мантиссы результата signZ signx,, в регистр 4 значение порядка результата 2, в регистр 12 - значение В(х-х |), в регистр 2 значение адреса параметров приближения. В этом же такте в триггер 14, регистры 3 и 1 заносятся значения знака мантиссы нового аргумента, порядка нового аргумента, и мантиссы нового аргумента соответственно По адресу, хранящемуся в регистре 2, из блока 11 памяти выбирается константа А+Вх . Н-а выходе сумматора 7 формируется значение А+Вх +В(х-хр А+Вх , т.е. значение мантиссы результата.

В третьем такте работы устройства в триггер 16 заносится значение знака мантиссы аргумента signZ,, в регистр 5 - значение порядка аргумента Z, в регистр 13 - значение мантиссы аргумента Z, . В этом же такте в триггер 14, регистры 3 и 1 заносится знак мантнрсы третьего аргумента, порядок третьего аргумента и мантисса третьего аргумента соответственно. В триггер 15, регистры 4, 12 и 2 заносятся результаты промежуточных вычислений над вторым аргументом.

Формула изобретения

Устройство для вычисления корня, содержащее семь регистров, четыре блока памят;и, три триггера, умножитель и сумматор, причем информационный вход первого регистра является входом мантиссы устройства, входы адреса второго и третьего блоков памяти подключены к выходу третьего регистра, информационньй вход которого

ВНИИПИ Заказ 4223/39 Тираж 672

Произв.-полиг1#. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

g

5 0 5

о

5

0

5

0

является входЛм порядка устройства, выход третьего блока памяти подключен к информационному входу четвертого регистра, выход которого подключен к информационному входу пятого регистра, выход которого является выходом порядка устройства, выход первого блока памяти соединен с входом первого сомножителя-умножителя, выход которого подключен к информационному входу шестого регистра, выход которого соединен с входом первого слагаемого сумматора, вход второго слагаемого которого подключен к выходу четвертого блока памяти, вход адреса которого соединен с выходом второго регистра, выход сумматора подключен к информационному входу седьмого регистра, выход которого соединен -с выходом мантиссы устройства, информационный вход первого триггера соединен с входом знака мантиссы устройства, выход первого триггера соединен с информационным входом второго триггера, выход которого соединен с информационным входом третьего триггера, выход которог.о соединен с выходом знака мантиссы устройства, входы синхронизации всех триггеров и регистров соединены с входом синхронизации устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за- счет вычисления корня пятой степени, выход (n-k) младших разрядов (где п - разрядность мантиссы операнда, k log р С, Р - число интервалов аппроксимации, 1о§2.рГ наименьшее целое, не меньше чем ) первого регистра соединены с соответствующими разрядами входа второго сомножителя- умножителя, -вькоды k старших разрядов первого регистра соединены с соответствующими информационными входами младших разрядов второго регистра и с соответствующими входами младших разрядов адреса первого блока памяти, входы старших разрядов адреса которого соединены с вьгходами соответствующих разрядов второго блока памяти и с соответствующими информационными входами старших разрядов второго регистра.

Подписное

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в вычислительных устройствах при обработке массивов данных в формате с плавающей запятой. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет вычисления корня пятой степени. Устройство содержит регистры 1-5, 12, 13 умножитель 6, сумматор-7, блоки 8-11 памяти, три триггера 14, 15, 16. Устройство имеет вход -17 мантиссы, вход 18 порядка, выход 19 порядка, выход 20 мантиссы, вход 21 знака мантиссы, выход 22 знака мантиссы, вход 23 -син- хронизадии. 1 ил. i (Л 25 zr78 СО со О1 СП О5 га