Матричный вычислитель Советский патент 1991 года по МПК G06F7/544 

Изобретение относится к вычисли тельной технике и может быть использовано в качестве аппаратной поддерж-. ки в составе ЭВМ для быстрого вычисления функций при помощи аппарата цепных дробей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет вычисления цепных дробей,

На фиг. 1 представлена блок-схема матричного вычислителя цепной дроби для конкретного случая, когда число звеньев К-4; на фиг. 2 - схема возможной реализации блока суммирования- вычитания ; на фиг. 3 - схема возможной реализации блока вычитания.

Матричный вычислитель цепной дроби (фиг. 1) содержит группы блоков 1 сум- мирования-вычитания (1,j), где ,t (К - число звеньев цепной дроби), ,2,...,п (п - разрядность элементов цепной дроби), группы блоков 2 вычитания (i,j) и группы блоков 3

суммирования (i,j). Здесь и везде в дальнейшем цифрами в скобках показаны порядковые номера блоков, узлов, элементов, входов и выходов. Матричный вычислитель цепных дробей также содержит вход К-го частного знаменателя 4, вход частных знаменателей 5(1), 5(2), . .., 5(г), где r(j-1), 1, вход частных числителей 6(1), 6(2),..,, 6(j) и выход результата вычисления цепной дроби 7(1),7(2),..,,7(i), a также содержит вход нулевого звена 5(0),

Блок суммирования-вычитания содержит входы управления 8 режимом, операнда 9, стробирования 10, операндов 11 и 12, группу элементов И 13, сум- матор-вычитатель 14, элемент НЕ 15, сумматор-вычитатель 16, выход 17 знака, выход 18.

Блок вычитания содержит входы 19- 21, группу элементов И 22, вычитатель 23, вьиод 24 знака и выход 25.

(Л

ч

сл

У1

эо

Цепной или непрерывной дробью называется выражение

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано автономно или в составе ЭВМ в качестве вычислителя функций методом цепных дробей. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет вычисления цепных дробей. Поставленная цель достигается тем, что в известный матричный вычислитель дополнительно введены (К-2) группы блоков суммирования, (К-1) группы блоков вычитания и (К-1) группы блоков суммирования-вычитания, где К - число звеньев цепной дроби. 3 ил.

ь™

аг+.

Ьц

(1)

а,,+ ...

Ьк

где - - К-е звено цепной дроби; ak а - нулевое звено;

Ь. - частные числители;

а - частные знаменатели. Величины a,, bj называются элементами цепной дроби.

Представим выражение (1) в виде последовательности скобок

S0 aQ+bi/S, ,/S2, ..,,

Ь I, S; Sj+Sj .

Матричный вычислитель иепных дробей работает следующим образом ().

Числа представлены в нормальной форме, поэтому до начала процесса вычисления они должны быть масштабированы т.о., чтобы избежать переполнения;

7, V

aj, S J.J., - разрядные матрицы чисел а.1 и Sj.,, представляющие собой ленточную матрицу, столбцами которой являются n-разрядные (в данном случае ) векторы а и S:t(, причем каждый последующий столбец сдвинут на один разряд вниз относительно

На вход 4 подается ы .iieFwe частного знаменателя

J,0ч

Нл входы (Ч), г)(2), 5(11 значения г-х частных зшгчекатепеи .а, а, а соответственно.

На вход 50)) подается значение нулевого звена цепной дроби а0.

На входы 6(4), 6(3), 6(2), 6(1) подаются значения частных числителей цепной дроби b4,b3,bz,bj соответственно.

Блоки 1 суммирования-вычитания каждой группы (столбца) вычислителя реализуют соответствующие первые разрядные уравнения (6) систем разрядных уравнений одного звена цепной дроби.

Блоки 2 вычитания каждой группы (столбца) вычислителя реализуют соответствующие вторые разрядные уравнения (7) систем разрядных уравнений одного звена цепной дроби.

Блоки 3 суммирования каждой группы (столбца) вычислителя формируют значения соответствующих разрядов результата вычисления одного звена цепной дроби S:, который подается на вход частного знаменателя следующего младшего звена цепной дроби.

Таким образом, после окончания переходного процесса в схеме, на ее выходах 7(1), 7.(2), 7(3), 7(4) устанавливаются значения соответствующих разрядов результата вычисления цепной дроби.

Формула изобретения

Матричный вычислитель, содержащий две группы блоков суммирования, пер.т вую группу блоков вычитания и первую группу блоков суммирования-вычитания, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем вычисления цепных дробей, в него введены К-2 групп .блоков суммирования, К-1 групп блоков вычитания и К-1 групп блоков суммирования-вычитания, где.К - число звеньев цепной дроби, причем вход г-го частного знаменателя вычислителя где , j-2,...,1, , K-1,...,1, соединен со сдвигом на i разрядов, ,2,...,n, n - разрядность элементов цепной дроби, в сторону младших разрядов с входом первого операнда 1-го блока суммирования-вычитания

SS8е

1-й группы, вход К-го частного -знаменателя вычислителя со сдвигом на i разрядов в сторону младших разрядов

, соединен с входом третьего операнда 1-го блока суммирования-вычитания К-й группы и входом вычитаемого 1-го блока вычитания К-й группы, вход 1-го разряда К-го частного знаменателя вычислителя соединен с входом стробиро- вания первого операнда 1-го блока суммирования-вычистания К-й группы, вход j-ro частного числителя вычислителя соединен с входом второго операн15 да-первого блока суммирования-вычитания j-й группы, выход 1-го блока суммирования-вычитания j-й группы соедиг нен с входом уменьшаемого i-ро блока вычитания j-й группы, выход знакового

20 разряда 1-го блока суммирования-вычитания j-й группы соединен с входом стробирования вычитаемого 1-го блока вычитания j-й группы и входом первого слагаемого 1-го блока суммирования

25 j-й группы, выход 1-го блока вычитания j-й группы соединен с входом вто. рого операнда (i+1)-ro блока суммирования-вычитания j-й группы, выход знакового разряда 1-го блока вычитания

30 j-й группы соединен с входом управления (i-H)-ro блока суммирования-вычитания j-й группы и входом второго слагаемого 1-го.блока суммирования j-й группы, выход переноса (i+1)-ro блока

35 суммирования j-й группы соединен с входом переноса 1-го блока суммирова- ния j-й группы, выход 1-го блока суммирования j-й группы соединен со сдвигом на i разрядов в бторону младших

40 разрядов с входом третьего операнда 1-го блока суммирования-вычитания (j-O-й группы и входом вычитаемого 1-го блока вычитания (j-O-й группы, выход 1-го разряда 1-го блока сум45 мирования j-й группы соединен с входом стробирования первого операнда 1-го блока суммирования-вычитания (j-O-й группы, вход нулевого звена частного числителя вычислителя соеди50 нен со сдвигом на i разрядов в сторону младших разрядов с входом первого операнда 1-го блока суммирования-вычитания первой группы, выходы блоков суммирования первой группы соединены с входом вычислителя.

Фиг

воФиг. 2

W)

1

I1 1

I2j

ФмЗ