Устройство для определения обратной величины числа Советский патент 1990 года по МПК G06F7/52 

so ю ю

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике, в частности к устройствам специализированного назначения для определения обратной величины числа, и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, в системах автоматизированного управления.

Целью изобретения является повыше- |Ние быстродействия за счет сокращения 1числа итераций.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для определения об- |ратной величины числа.

Устройство содержит вход 1 первого ко- |эффициента устройства, вход 2 второго ко- |эффициента устройства, выходной регистр 3i (первый вход - это установочный вход, второй вход - вход синхронизации установочного входа, третий вход - информацион- ный вход, четвертый вход - вход синхронизации информационного входа), входной регистр 32, информационный вход |4 устройства, вход 5 синхронизации устройства, первый 6i и второй 62 умножители, вычитатель 7, сумматор 8, выход 9 устройства, квадратор 10, блок 11 самосинхронизации, элемент И 12, счетчик 13, схема 14 сравнения,вход 15 количества итераций.

Устройство позволяет определять обратную величину числа у - - для следуюА

щего диапазона изменения переменных: 0, 1,уо 1,333333.

Устройство работает следующим образом.

По переднему фронту синхроимпульса х ,лоступающего на вход 5 синхронизации устройства, осуществляется запись в выходной регистр 3i значения начального условия УО 1,333333, запись во входной регистр 32 значения аргумента х и обнуление счетчика 13. На первом умножителе 6i осуществляется умножение аргумента х на текущее зна-- чение yi, т.е. xyi. На вычитателе 7 осуществляется вычитание полученного произведения xyt из первого коэффициента П1 1, т.е. 1 - xyi. Затем полученный результат на квадраторе 10 возводится в квадрат; (1 - xyi) , а потом на сумматоре 8 происходит операция суммирования результатов вычитания и возведения в квадрат с первым ко- зффициентом , т.е. 1- ху1+ (l-xyi) +1. На втором умножителе 62 осуществляется операция умножения текущего значения yi на значение полученной суммы; yi+1 -xyi + (1 - xyif+ 1. По окончании переходных процессов з схеме устройства блок 11 самосинхронизации вырабатывает импульс, передн1зй фронт которого через элемент И 12 запишет значение yi+i в выходной регистр 32, а задний фронт названного импульса установит на выходе счетчика значение выполненной итерации I, которая сравнивается схемой 14 сравнения со значением заданного количества итераций 1з. Вычислительный процесс в устройстве происходит до тех пор, пока схема 14 сравнения не выдаст сигнал запрета на второй вход элемента И и тем самым будет запрещена

запись в выходной регистр. На выходе устройства находится результат с точностью до i-й итерации.

Пример. На вход 1 первого коэффициента подают число щ 1. на вход 2 второго коэффициента - значение начального условия УО 1,333333, на вход 15 количества итераций - значения 1з (например, 1з 2), на вход устройства - значение аргумента х (например, X 0,6), на вход синхронизации

устройства - синхроимпульс х , который своим передним фронтом обнуляет счетчик 13, записывает значение х 0,6, во входной регистр 32 и значение уо 1,333333 в выходной регистр 3i. На выходе первого умножителя 6i получают: хуо 0,799999, на выходе вычитателя 7: 1 - хуо 0,2, на выходе квадратора 10; (1 - xyof 0,04, на выходе сумматора 8; 1 - хуо + (1 - хуо) + 1 1,24. на выходе второго умножителя 62:

yt yo 1-xyo + (1-xyof+11 1,653332.

По окончании переходных процессов в схе-- ме устройства блок 11 самосинхронизации вырабатывает импульс, который своим передним фронтом через элемент И записывает значение yi 1,653332 в выходной регистр 3i, а задним фронтом устанавливает на выходе счетчика 13 . На выходе схемы 14 сравнения по прежнему находится логическая единица. На выходгпервого умножителя 6i присутствует; ,991999, на выходе вычитателя 7; 1 - xyi 0,008001, на выходе квадратора 10; (1 -xyif 0,000064, на выходе сумматора 8: 1 - xyi + (1 - xyi) + 1 1,008065, на выходе второго умножителя t

62; У2 У1 1 - ху1 (1 - xyi)2 + 1 1,666666. i

По окончании переходных процессов в схеме устройства блок 11 самосинхронизации вырабатывает импульс, который своим

передним фронтом через элемент И записывает значение у2 1,666666 в выходной регистр 3i, а задним фронтом устанавливает на выходе счетчика 13 , следовательно, на выходе схемы 14 сравнения появляется

логический нуль, тем самым запрещается запись в выходной регистр 3i и на выходе 9 устройства получают результат операции для i-й итерации.

В примере всего за две итерации получен результат с точностью до шести знаков после запятой, а аналогичная точность на известном устройстве достигнута за 17 итераций.

Формула и 3 обретени я

Устройство для определения обратной величины числа, содержащее первый умножитель, сумматор, блок самосинхронизации и выходной регистр, выход которого соединен с выходом устройства и первым информационным входом первого умножителя, вход первого коэффициента устройства соединен с входом переноса сумматора, вход блока самосинхронизации соединен с информационным входом выходного регистра, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия за счет сокращения числа итераций, в устройство введены выходной регистр, вычитатель, второй умножитель, квадратор, счетчик, схема сравнения и элемент И, информационный вход устройства соединен с одноименным входом входного регистра, синхровход которого соединен с входом синхронизации устройства, выход входного регистра соединен с вторым информационным входом первого умножителя, выход которого соединен с входом вычитаемого вычитателя, вход уменьшаемого которого соединен с входом первого коэффициента устройства, выход аычитателя соединен с входом квадратора и первым информационным входом сумматора, второй информационный вход которого соединен с выходом квадратора, выход которого соединен с первым информационным входом второго умножителя, второй информационный вход которого соединен с выходом выходного регистра, установочный вход которого соединён с входом второго коэффициента устройства, выход умножителя соединен с информационным входом выходного регистра, вход синхронизации установочного входа которого соединен с входом синхронизации устройства и входом сброса счетчика. Счетный вход которого соединен с входом управления записи выходного регистра и выходом элемента И, первый и вторрй входы которого соединены с выходом блока синхронизации и схемы сравнения соответственно, выход счетчика соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с входом количества итераций устройства.

Устройство относится к вычислительной технике, в частности к устройствам специализированного назначения для определения обратной величины числа, и может быть использовано в различных областях народного хозяйства в системах автоматизированного управления. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет сокращения числа итераций. Сущность изобретения заключается в создании структуры вычислительного устройства, которая позволяет сократить количество итераций, при заданной точности. Вычисление осуществляется по следующей формуле J_I+1=J_I^.[1-XY_I+(1-XY_I)²+1] с помощью входного 3₁ и выходного 3₂ регистров, умножителей 6₁, 6₂, вычитателя 7, сумматора 8 и квадратора 10, управление осуществляется блоком 11 самосинхронизации, элемента И 12, счетчика 13 и схемы 14 сравнения. 1 ил.