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

00 N9

СО

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет реализации дополнительной возможности извлечения корня произвольной степени N. Устройство, содержащее дешифратор 1 старшей единицы кода аргумента, блок 2 сдвига, блок 3 формирования базисной функции, за счет введения блока 4 памяти и умножителя 5 позволяет реализовать режим извлечения корня N-й степени. 3 ил.

ф1(г1

3150

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для извлечения корня произволь- ной степени N в быстродействующих спе- специализированных вычислителях с обработкой данньтх в формате с фиксированной запятой.

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет обеспече- ния возможности извлечения корня N-й степени.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - график поясняющий работу устройства в реки- ме извлечения корня пятой степени; на фиг.З - схема блока формирования базисной функции.

На схеме по фиг.1 обозначены дешифратор 1 старшей единицы кода аргу- мента, блок 2 сдвига, блок 3 формирования базисной функции, блок 4 памяти значений функции на i-м участке аппроксимации и умножитель 5.

Блок 3 формирования базисной функ- ции (фиг.З) образуют блок 6 памяти значений базисной функции, блок 7. памяти коэффициентов наклона линейных участков базисной функции, умножитель 8 и сумматор 9.

Для вычисления функции вида на i-M участке аппроксимации (,1, ,..,п-1; п - число разрядов кода аргумента) используется соотношение

. хе х-;Х;-.ЛХ;, (o

где Xj - значение. аргумента, соответствующее началу i-ro участка;&Х; - длина 1 ТО -участка аппроксимации;

(г)() о Jj 4-1 - базисная функция. В формуле (1) при хе р; l

X, ,1,...п-1;

ЛХ; Xj., - X,; X;.

Величина с характеризует изменение кода аргумента внутри участка аппрок- симации:.

-7 X - X, X - Xj -. г., , оуЛ , , XELX,, 2XJ,

Код номера участка формируется дешифратором старшей единицы кода аргумента и определяет ячейку блока памяти, в которой хранится значение

г

ю

15

20

25 30

S

40

-jr.

5

0

5

а также величину сдвига аргумента, необходимого для получения- нормированного значения 1 . Блок фо р- мирования базисной функции вычисляет значение функции Lf ( с ) +1 , единой для всех участков, которое умг ножается затем на величину X; , .соответствующую данному участку аппроксимации.

Устройство работает следующим образом.

На управляющий вход устройства подается q-разрядный код, определяющий степень N извлекаемого корня. Код аргумента поступает с информационного входа устройства на вход дешифратора 1, который определяет положение крайней левой единицы кода. Если обозначить десятичный эквивалент выходного кода дешифратора 1 М , то , где ,I,...,п-1 - номер первого слева разряда кода аргумента, содержащего единицу.

При этом нулевому коду () на выходе дешифратора 1 соответствует нулевой участок аппроксимации с начальным значением аргумента .i ...00 (фиг.2)коду - первый участок с X,0100...00 и т.д. Код с выхода дешифратора 1 поступает на адресный вход блока 4 памяти, из которого счить1эается соответствующая 1-му участку величина -JXj , поступающая на первый вход умножителя 5,

Кроме того, выходной код дешифратора 1 поступает на управляющий вход блока 2 сдвига, где осуществляется соответствующий сдвиг кода аргумента, необходимый для получения нормированной величины б б 0; 1. Например, если Mj,0, то в блоке 2 сдвига осуществляется нулевой сдвиг кода, при код аргумента сдвигается влево на один разряд и т.д. (п-1)- разрядный код, определяющий нормиро--т-, ванную величину , поступает на информационный вход блока 3 формирова- ни базисной функции.

-Для вычисления значений базисной функции tf (7) можно прш;1енять любой из известных способов. На фиг.З приведена функциональная схема блока 3 формирования базисной функции, реализующего ее кусочно-линейное приближение. В этом случае базисная функция ( С) на каждом j-м участке

аппроксимации заменяется линейной функцией вида

q (t). (C-Oj), , ,i....,

н

N г;1

(Jj

K.

. л. . л..

J -J+l

n-p-2

значение базисной функции в начале J-го участка аппроксимации;

коэффициент наклона j-ro участка;

число старших разрядов кода t- , опрена выходе у изведение

Для реал шей единицы 10 2 сдвига мо

KPI802BP1, такт осущес гические, ц и вправо, а 15 определения

ва единицы, деляющих число линейных участков, необходимых для обеспечения требуе- 20 мой точности вычислений. С управляющего входа устройства

а адресные входы старших q разря ов блоков 6 и 7 памяти поступает 25

од, задающий степень N извлекаемого

орня и определяющий массивы ячеек,

которых хранятся параметры (ц-, К:)

азисной функции, соответствующей .

анной величине N. На адресные входы 30

ладших h-p-2 разрядов блоков 6 и 7

амяти подается код старших

азрядов нормированной величины с

ыхода блока 2 сдвига, определяющий

омер j линейного участка аппроксиФормул

35

Устройст содержащее цы кода арг единен с вх ва и информ сдвига, а в дом блока с подключен к блока форми отлича с целью рас задач за сч корня N-й с ножитель и ции на i-M (где ,I, дов кода ар которого со ратора стар та, а выход

мации базисной функции. При этом с выхода блока 7 памяти считывается код коэффициента К наклона, который в умножителе 8 умножается на код младших р разрядов величины t , посту- 40 теля, выход и второй вход которого пающей с выхода блока 2 сдвига. На соединены соответственно с выходом выходе умножителя 8 формируется црот устройства и выходом блока формироваизведение К- (-с-) , которое суммируется в сумматоре 9 со значением базисной функции, считываемой из

82096

блока 6 памяти. В итоге на вьгходё блока 3 получаем приближенное значение базисной функции ср (С) j поступаg ющее на второй вход умножителя 5,

на выходе устройства формируется произведение Х; . .

Для реализации дешифратора 1 старшей единицы кода аргумента и блока 10 2 сдвига можно использовать БИС

KPI802BP1, которая позволяет за один такт осуществлять арифметические, логические, циклические сдвиги влево и вправо, а также выполняет операцию 15 определения кода (номера) первой слева единицы,

Формула изобретения

ва единицы, 0

5

0

5

Устройство для извлечения корня, содержащее дешифратор старшей единицы кода аргумента, вход которого соединен с входом аргумента устройства и информационным входом блока сдвига, а выход - с управляющим входом блока сдвига, выход которого подключен к информационному входу блока формирования базисной функции, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет возможности извлечения корня N-й степени, в него введены умножитель и блок памяти значений функции на i-M участке аппроксимации (где ,I,,..п-1, п - число разрядов кода аргумента), адресный вход которого соединен с выходом дешифратора старшей единицы кода аргумента, а выход - с первым входом умножиния базисной функции, адресный вход которого подключен к управляющему 45 входу устройства.

Й I цчаслюк -й участок Q-u участок

{ |gg;...oo |Q;O...QQ

-L J. -L 16 в

операции { fj.g

Л

m...QQ

j z

Фие.2

1.0