Устройство для вычисления квадратного корня Советский патент 1989 года по МПК G06F7/552 

со 4

Изобретение относитс я к цифровой вычислительной технике, в частности к устройствам специализированного назначения, и может быть использовано f специализированных вычислительных автоматизированных системах управления при решении уравнений.

Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат,

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит вход 1 подкоренного выражения, первый 2„1 и второй 2о2 преобразователи прямого кода в дополнительный, комбинационный .квадратор 3, сумматор 4, группу триггеров 5, блок 6 синхронизации и выход 7.

Вход 1 устройства предназначен дл подачи в устройство числа F, из которого необходимо извлечь квадратный корень.

Сумматор 4 представляет собой дву входовой многоразрядный параллельный сумматор и предназначен для суммирования числа, поданного на вход устройства с числом, поступающим с выхода второго преобразователя 2.2 прямого кода в дополнительный, сдви- нутого на два разряда вправо.

Первый 2.1 и второй 2„2 преобразователи прямого кода в дополнительный предназначены для получения дополнения чисел, поданных на их входы.

Комбинационный квадратор 3 предназначен для возведения в квадрат числа, поданного на его вход.

С входами группы триггеров 5 и блока 6 синхронизации вычислений сое динены старшие п разрядов (п - разрядность искомого) выхода сумматора 4 „

Блок 6 синхронизации вычислений предназначен для блокирования пере- записи значения информации с выхода сумматора 4 на входы группы триггеров. Вькоды группы триггеров соединены со входом первого преобразователя прямого кода в дополнительный, сдвинутый на один разряд влево. Все блоки устройства могут быть реализованы по любым, широко известным в вычислительной технике схемам. При возникновении зацикливания решения очевидно, что алгебраическая разность невязок на каждом шаге больше или равна единице младшего разряда искомоI-O решения. Таким образом, необходимое условие возникновения зацикливания решения можно записать в виде

uVj - /3F, 2 , « UY, XV F

(1) (2)

Учитывая, что второе возможное значение X j отличается от X , на единицу младшего разряда, т.е.

Xi X, + 2,(3)

то ДГ.1 (Х,-2 )-F (4)

Вычитая (2) из (4), и подставив результат в (1) получим

X, . , 2-, (5)

Х,-7х

1-2-

2

(6)

записав это выражение через чим

F Х

-п. 1

2 , (iji2::i:

1 л

следовательно, значение F 0,25,

(8)

будет необходимым условием отсутствия зацикливания решения.

Устройство работает следующим образом.

Проиллюстрируем работу устройства на примере: при представлении информации четырьмя двоичными разрядами с фиксированной запятой перед старшим разрядоМо

Подадим на вход устройства число F, равное

F 0,ООИ0010 0,25

После прохождения в устройстве переходного процесса схема установится в состоянии X 0,0111.

Рассмотрим работу устройства при установившемся значении искомого X.

Согласно вьпдеописанным схемным соединениям на вход первого преобразователя прямого кода в дополнительный с выхода группы триггеров поступает значение кода 2Х 0,1110, на вход комбинационного квадратора с выхода первого преобразователя прямого кода в дополнительный будет поступать число, определяемое как дополнение до единицы числа 2Х, т.е. {F-2X) 0,0010. С выхода комбинационного квадратора на вход второго преобразователя прямого кода в дополнитель2

ный будет поступать код числа (F-2X)

0,0000 0100, Второй преобразователь прямого кода в дополнительный сформирует величину дополнения до единицы результата с выхода квадратора 3, т.е. 1-(1-2Х)0,1111 1100, ,которая, будучи сдвинутой на два разряда вправо, поступает на второй вход Сумматора. Таким образом, на сумматор будут подаваться числа , 0010 с входа устройства и число 0,00111111 с выхода второго преобразователя прямого кода в дополнительный. С выхода сумматора получим число, равное F-t-l/4/l-(l-2X),Olll 0001, старшие п () разряды которого соответствуют установившемуся состоянию схемы, т.е. X 0,0111. Формула изобретения

Устройство для вычисления квадратного корня, содержащее сумматор, первый информационный вход которого соединен с входом подкоренного выражения устройства, а выход - с входами группы триггеров и блока синхронизации, выход последнего из которых подключен к входу синхронизации группы триггеров, выход которой соединен с входом первого преобразователя прямого кода

в дополнительный и с выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, в него дополнительно введен комбинационный квадратор, вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого и входом второго преобразователей прямого кода в дополнительный, выход последнего из которых соединен с вторым информационным входом сумматора.

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике ,в частности, к устройствам специализированного назначения, и может быть использовано в самых различных областях народного хозяйства в системах автоматизированного управления при решении уравнений. Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат. Сущность его заключается в установлении новых связей и дополнительных элементов, позволяющих сократить аппаратурные затраты на реализацию устройства для вычисления квадратного корня. Устройство содержит два преобразователя прямого кода в дополнительный 2.1, 2.2, комбинационный квадратор 3, сумматор 4, блок синхронизации вычислений 6, группу триггеров 5. 1 ил.