УСТРОЙСТВО УМНОЖЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК G06F7/552 

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известно устройство умножения по авт. св. № 220632.

Предлагаемое устройство позволяет выполнять операцию извлечения квадратного корня в любой системе исчисления на двух регистрах. Оно отличается тем, что в нем выход регистра результата подсоединен к пе-рВому входу сумматора, выход которого подключен через первую схему совпадения ко входу регистра результата, а выход счетчи-ка разрядов через вторую схему совпадения соединен со вторым входом сумматора.

На чертеже изоб.ражена блок-схема устройства.

Устройство содержит разрядный регистр подкоренного числа и результата /, вспомогательный разрядный регистр 2, сумматор 3, анализатор цифр 4, счетчик разрядов 5, элемент запрета 6, управляющий выдачей из регистра 2 в сумматор 3; элемент совпадения 7, разрешающий запись цифры из анализатора 4 в регистр 2; элемент совпадения 8, разрешающий выдачу цифры из анализатора 4 в сумматор 3, элемент совпадения 9, управляющий выдачей результата из сумматора в регистр /.

записи элемента запрета 6, выход элемента запрета 6 - со входом 11 сумматора и входом регистра 2, а выход сумматора - со входом 12 эле. совпадения 9. Другой вход 13 этого эле.мента соединен с блоком управления вычислительного устройства, выход элемента 9 - со входом регистра 1. Выход 14 счетчика разрядов 5 соединен со входом элемента совпадения 7, входом элемента 8 и входом запрета 15 элемента 6. Второй вход элемента 7 соединен с выходом 16 анализатора цифр 4, а второй вход элемента 8 - с выходом 17. Вы.ход эле.мента совпадения 7 соединен со входом регистра 2, выход элемента 8 - со входом )/ сумматора, выход 18 счетчика разрядов 5 - с блоком управления вычислительного устройства.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства. Будем считать, что числа представлены в десятичной системе исчисления, хотя устройство пригодно для вычислений в любой позиционной системе.

Допустим, что числа в регистрах представлены с запятой, фиксированной перед старшим разрядом, т. е. извлекается корень на числа О, an, йп-i. . .OiВ регистре / находится подкоренное число, регистр 2 очищен, счетчик разрядов 5 и анализатор цифр 4 находятся в начальном нулевом положении.

Операция выполняется за число шагов, определяемое заданной точлостью вычлслеН.ИЯ (максимальное число шагов п-1). Каждый шаг состоит -из (Ь / + 2) циклов, где bi - очередная цифра корня.

Первый шаг. В счегчнк разрядов 5 « анализатор цифр записы:вается по одной единице. На регистры 1 н 2 подаются последовательности имиульсов сдвига.

С выхода 17 анализатора цифр 4 на вход элемента 8 поступают сигналы, соответствующее зацисанлому в анализаторе числу, а с выхода 16 на вход элемента 7 - сигналы, соответствующие числу, уменьшенному на единицу, т. е. на .первом цикле сигналов на входе нет.

Подкоренное число поразрядно, начиная с младшего, поступает в сумматор 3.

Сигналами блока управления вычислительного устройства, поступающими на вход 13 элемента 9, разрешается выдача результата из сумматора 3 через элемент совпаделия 9 на вход регистра /.

Так как регистр 2 перед началом операции был очищен, а сигналов со счетчика разрядов 5 еще не было, (га - 2) младших разряда подкоренного числа без изменения проходят через су.мматор.

Одновременно с выдачей в сумматор («-1)-го разряда регистра с выхода М счетчика 5 на вход элемента совпадения 8 поступает сигнал, разрешающий выдачу числа анализатора 4 на вход // сумматора 3.

В сумматоре это число вычитается из двух старших разрядов подкоренного числа регистра /.

Результат из сумматора через элемент совпадения 9 поступает в два старших разряда регистра 1. Таким образом, после первого цикла вычитания в старших разрядах регистра 1 оказывается записанным результат вычитания, а в остальных (п - 2) .младших разрядах-подкоренные числа. В регистре 2 по-прежнему ничего лет.

Если результат вычитания положительный, число в анализаторе 4 увеличивается на две едили.цы и описанный выше цикл повторяется с той разницей, что теперь из промежуточного результата, записанного в двух старших разрядах регистра /, вычитаются три единицы, а с выхода 16 анализатора 4 через элемент сов-падения 7 по сигналу на выходе 14 счетчика 5 в (я-1) разряд регистра 2 записывается цифра 2 (число анализатора 4, уменьшенное на единицу).

Описаниые циклы повторяются до получения отрицательного остатка.

Если при увеличении на два число анализатора цифр перестает быть меньше основания системы исчисления, единица переноса поступает в /г-ный разряд регистра 2, а в анализатор 4 записывается единица. В результате младший разряд вычитаемого сказывается в анализаторе цифр 4, а старший - в п-ом разряде регистра 2. Отсюда видно

что анализатор разрядов представляет собой счетчик на один разряд числа.

Во вре.мя каждого цикла вычитания одновременно с (га-1)-м сдвигом регистров сиг«ал с выхода М счетчика разрядов 5 поступает на вход запрета 15 элемента 6, в результате чего цифра, записанная ранее в (га-1)-м разряде регистра 2, заменяется ловой, соответствующей вычитаемому на данном цикле. 0 По получении отрицательного результата остаток восстанавливается прибавлением к результату вычитания последнего цикла.

Таким образом, в результате первого щага в регистр 2 в двух старших разрядах 5 записывается удвоенное число циклов вычитаний до получения отрицательного остатка, что равно удвоенной цифре старшего рязряда корня.

Перед вторым шагом в счетчик разрядов 5 записывается еще одна единица, а в анализатор цифр 4 единица записывается после его очистки.

Далее начинаются вышеописанные циклы вычитания ряда нечетных чисел. В первом 5 цикле каждого шага, начиная со второго, на регистр J приходит не га сигналов сдвига, а (га-1). Таким образом, на каждо.м следующем шаге число в регистре 1 сдвигается на один разряд влево.

0 На втором шаге уменьшаемое находится в трех старших разрядах регистра /. Число, записанное в регистр 2 на предыдущем шаге, является старшими разряда.ми вычитае.мого, а младший его разряд находится в анализаторе цифр 4.

На этот раз удвоенное число циклов вычитаний записывается в (га - 2)-и разряд регистра 2 до получения отрицательного остатка ла Бтор.ом шаге из анализатора цифр 0 4, т. е. число вычитаний на втором шаге определяет следующую цифру корля и т. д.

На каждом шаге из (k + I) старших разрядов регистра /, где k - номер шага, вычитается ряд нечетных чисел до получения отрицательного остатка. В конце каждого шага удвоенные уже определенные разряды корня находятся в (k + I) старших разрядах регистра 2.

По заполнении счетчика разрядов описан0 ные выше шаги прекращаются.

В регистре 2 находится удвоенное значение корня, в регистре 1-остаток вычитания. Чтобы получить истинное значение корня, число в регистре 2 нужно умножить на 0,5. 5 Поэтому после очистки регистра 1 число регистра 2 умножается путем пятикратного сложения. Промежуточный результат, а после умножения - окончательный результат поступает из сумматора 3 через элемент совпадения 9 в регистр 1. Затем сигнал конца операции с выхода 18 счетчика разрядов поступает в блок управления вычислительного устройства.

Предмет изобретения

Устройство умноженияПО авт. ев-№ 220632, отличающееся тем, что, с целью извлечения квадратного корня, в нем выход регистра результата подсоединен к первому входу сумматора, выход которого подключен через первую схему совпадения ко входу регистра результата, а выход счетчика разрядов через вторую схему совпадения соединен со вторым входом сумматора.