АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1973 года по МПК G06F7/38 

1

Предлагаемое изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для производства операций умножения, деления и извлечения квадратного корня.

Известно арифметическое устройство, содержащее блок деления и извлечения квадратного корня из числа, представленного унитарным кодом.

Недостатком известного устройства являются невозможность получения результатов в двоичных кодах; невозможность производства рассматриваемых операций, когда подкоренное число и делимое представлены в двоичных кодах, а результат необходимо получить в унитарном ходе; невозможность производства операции умножения двоичных кодов двух сомножителей с получением произведения в унитарном коде.

Предложенное устройство отличается тем, что содержит двоичный счетчик, триггеры, схемы «И, «ИЛИ и двухнозиционные переключатели. Импульсный вход первой схемы «И связан со входной клеммой, управляющий вход -с единичны выходом первого триггера, а выход - с импульсными входами второй и третьей схем «И и с входом блока деления и извлечения корня, выход котоpoifo связан с импульсными входами четвертой и пятой схем «И. Выходы второй и четБертой, а также третьей и пятой схем «И

попарно связаны соответственно через первую и вторую схему «ИЛИ с выходной клеммой и со счетным входом двоичного счетчика, выход которого подключен к нулевому входу первого триггера, единичный вход которого подключен к управляющей клемме и к подвижным контактам переключателей, неподвижные контакты которых попарно связаны соответственно с нулевыми и единичными входами второго, третьего и четвертого триггеров. Единичный выход последнего подключен к управляющему входу третьей схемы «И, а нулевой вход - к первому управляющему входу пятой схемы «И, второй управляющий вход которой подключен к единичному выходу третьего триггера, нулевой выход которого подключен к управляющему входу четвертой схемы «И. Единичный выход второго триггера связан с управляющим входом второй схемы «И.

Это позволяет расщирить функциональные возможности устройства.

Схема предложенного устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит совмещенный блок / деления и извлечения квадратного корня из числа, представленного унитарным кодом, /г-разрядный двоичный счетчик 2, триггеры 3-6, схемы «И 7-}}, схемы «ИЛИ 12 и 13 и четыре двухпозиционных переключателя

14-17. Левые входы и выходы триггеров являются нулевыми, правые - единичными. Если триггер находится в положении нуля, на нулевом выходе имееггся потенциал кода единицы, если триггер находится в положении единицы, то потенциал кода единицы имеется на единичном выходе.

Входная клемма 18 связана с импульсным входом схемы «И 7, управляющий вход которой под1«1ючен к единичному выходу триггера 3, а выход - к входу деяительно-извлекающего блока / и к импульсным входам схем «И 10 и //. Выход блока / связан с импульсными входами схем «И S и 9. Выходы схем «И 8 к 11 через схему «ИЛИ 12 связаны с выходной клеммой 19, а выходы схем «И 9 и 10 через схему «ИЛИ 13 - со счетным входом счетчика 2, выходом подключенного к нулевому входу триггера 3. Управляющий вход схемы «И // связан с единичным выходом триггера 4, управляющий вход схемы «И S -с нулевым выходом триггера 5, единичным выходом подключенного к первому управляющему входу схемы «И 9, вторым управляющим входом связанной с нулевым выходом триггера 6, единичным выходом подключенного к управляющему входу схемы «И 10. Клемма 20 связана с едпйичиым (ВХОДОМ три1лгера с и с подвижными контактами переключателей 14-17. Неподвижный контакт 21 переключателя 14 связан с шипой установки в блоке 1 режима работы «деление частоты, а контакт 22- с шиной установки режима «извлечение корня. Неподвижные контакты 23-25 переключателей 15-17 связаны соответственно с нулевыми входами триггеров 4-6, а контакты 26-28 - с единичными входами этих же триггеров, п входных клемм 29 связаны поразрядно с входами установки коэффициента деления в блоке 1, п входных клемм 30 - .поразрядно с единичными входами счетчика 2.

Работа устройства заключается в следующем.

. В исходном состоянии три1гге|р 3 и счетчик 2 находятся в нулевых положениях, схема «И 7 закрыта.

При работе устройства в режиме деления, когда делимое представлено в унитарном коде, делитель - в двоичном коде, а частное необходимо получить в унитарном коде, переключатели 14-17 устанавливаются соответственно в положения (контакты) 21-25. Через входные клеммы 29 в делительпо-извлекающий блок 1 заносится двоичный код делителя. После подачи ипульса на входную клемму 20 в блоке / устанавливается режим «деление частоты, триггер 3 устанавливается в единичное положение, а триггеры 4-6 - в нулевое положение. Схемы «И 7 и S открываются, схемы «И 9-11 закрываются. На входную клемму 18 подается делимое в виде последовательности импульсов, которые, пройдя через схему «И 7, поступают на

вход блока 1, на выходе которого формируется число импульсов, равное частному. Это количество импульсов, пройдя через схемы «И 8 И «ИЛИ 12, поступает на выходную

клемму 9.

Процесс работы устройства в режиме извлечения квадратного корня из числа, представленного унитарным кодом, когда результат извлечения необходимо получить также

в унитарном коде, протекает аналогично выщерассмотренному, отличаясь от него лищь тем, что блок / работает в режиме извлечения квадратного корня, который устанавливается переключателем 14 за счет перевода

последнего в положение (контакт) 22. Через входные клеммы 29 в блок / ничего не заносится. При этом результат извлечения квадратного корня из числа, представленного последовательностью импульсов, поступающей

на клемму 18, формируется на выходе блока / в виде последовательности импульсов, которая через схемы «И 8 и «ИЛИ 12 по дается на выходную клемму 19.

Работа устройства в режиме деления, когда делимое представлено в унитарном коде, делитель - в двоичном коде, а частное необходимо получить в двоичном коде, заключается в следующем.

Переключатели 14-17 устанавливаются

соответственно в положения (контакты) 2/, 23, 27 и 25. По команде «Пуск, подаваемой на клемму 20, схемы «И 7 и 9 открываются, а схемы «И 8, 10 и // закрываются, в блок / устанавливается режим «деление частоты.

С подачей на клемму /S делимого в виде последовательности импульсов, последняя поступает через схему «И 7 в блок /, н-а выходе которого формируется пакет импульсов, число которых равно частному, которые

пройдя через схемы «И 9 и «ИЛИ 13, поступает на 1счетный вход двоичного счетчика 2, преобразуясь в нем в двоичный код.

Работа устройства в режиме извлечения квадратного корня из числа, представленного унитарным кодом, с получением результата извлечения в двоичном коде заключается в следующем.

Блок 1 работает в режиме извлечения квадратного корня, который устанавливается

переключателем М за счет перевода последнего в положение (контакт) 22. При этом результат извлечения квадратного корня из числа импульсов, поступивших на клемму 18, фиксируется в виде двоичного кода в счетчике 2.

При работе устройства в режиме деления, когда делимое и делитель заданы в двоичных кодах, а частное необходимо получить в унитарном коде, делимое в донолнительном коде

через входные клеммы 30 заносится в счетчик 2, а код делителя через входные клеммы 29 - в блок /. Переключатели 14-17 уста.навливаются соответственно в положения (контакты) 21, 23, 24 и 28. С подачей на

клемму 20 импульса в блоХе / устанавливается режим «деления частоты, схемы «И 7, 8 и 10 открываются, а схемы «И 9 н 11 закрываются. Процесс деления начинается подачей на входную кле,мму 18 частоты импульсов, которая, нройдя через схему «И 7, поступает в делитель частоты блока /, непосредственно, а через схемы 10 и «ИЛИ 13 - в счетчик 2. После того, как в счетчик 2 поступит пакет импульсов, количество в котором равно делимому, на выходе последнего формируется импульс, который установит триггер 3 в нулевое положение, в результате чего схема «И 7 закроется, и дальнейшее поступление входных импульсов в делительный блок /ив счетчик 2 прекратится. Таким образом, на входы счетчика 2 и делительного блока / поступает количество импульсов, равное делимому. В процессе заполнения счетчика 2 на выходе делителя блока / формируется количество импульсов, равное частному, которое через схемы «И 8 и «ИЛИ 12 поступает на выходную клемму 19. В рассматриваемом случае частное получается с точностью до целых. Точность деления можно повысить на т двоичных разрядов после запятой, если делимое заносить в счетчик 2 со смещением на m разрядов в сторону увеличения. При этом результат деления получается в m раз больще. Для получения истинного частного необходимо в счетчике результата (,на чертеже не показан), выделить т младших разрядов, соответствующие дробной части частного. Работа устройства в режиме извлечения квадратного корня из числа, представленного двоичным кодом, заключается в следующем. В счетчик 2 через входные клеммы 30 заносится дополнительный код подкоренного выражения. Переключатель 14 переводится в положение (контакт) 22. Остальные переключатели остаются в положениях (контактах) 21, 23, 24 и 28. С подачей импульса на клемму 20 открывается схема «И 7, а в блоке / устанавливается режим «извлечение корня. На входную клемму 18 подается частота импульсов, которая будет проходить через схему «И 7 в извлекающий блок /ив счетчик 2. С поступлением в последний числа импульсов, равного подкоренному выражению, на его выходе формируется импульс, который блокирует дальнейшее поступление частоты импульсов в счетчик 2 и в извлекающий блок /. Иа выходе последнего формируется число импульсов, равное результату извлечения, которые, пройдя через схемы «И 8 и «ИЛИ 12, поступает на входную клемму 19. В рассматриваемом случае извлечение квадратного корня производится с точностью до целых. С целью получения результата с точностью до т двоичных разрядов после запятой необходимо дополнительный код подкоренного выражения заносить в счетчик 2 со смещением на 2т разрядов в сторону увеичения. При этом результат извлечения получается в т раз большим. При работе устройства в режиме умножения двух чисел, представленных двоичными кодами, когда произведение необходимо получить в унитарном коде, переключатели 14-17 останавливаются соответственно в положения (контакты) 21, 26, 27 и 25. Через входные клеммы 30 в счетчик 2 заносится дополнительный код одного из сомнол ителей, а через клеммы 29 в блок / - код второго сомножителя. С подачей импульса на клемму 20 в блоке / устанавливается работы «деление частоты, схемы «П 7, 9 к 11 открываются, а схемы «И 8 и 10 закрыва18 подается частота имются. На клемму IS подается частота пульсов, которая, пройдя через схему «И 7, поступает в делитель частоты блока /, непосредственно, а через схемы «И // и «ИЛИ 12 - на выходную клемму 19. На выходе блока / формируются импульсы, которые через схемы «И 9 и «ИЛИ 13 поступают в счетчик 2. После того, как в счетчик 2 поступит количество импульсов, равное первому сомножителю, на выходе последнего формируется импульс, который устанавливает триггер 5 в положение нуля, в результате чего схема «И 7 закрывается, и дальнейшее поступление нмнульсов в делитель частоты блока / прекращается. Число импульсов, поступившее в делитель частоты блока /, подается на выходную клемму 19. Указанное количество импульсов и есть результат произведения. Предмет изобретения Арифметическое устройство, содерл ащее блок деления и извлечения квадратного корня из числа, представленного унитарным кодом, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возмол ностей, оно дополнительно содерлсит двоичный счетчик. триггеры, схемы «И, «ИЛИ и двухпозиционные переключатели, причем импульсный вход первой схемы «И связан со входной клеммой, управляющий вход - с един-ичным выходом первого триггера, а выход - с импульсными входамп второй и третьей схем «И и со входом блока деления и извлечения корня, выход которого связан с имнульспыми входами четвертой и пятой схем «И, выходы второй и четвертой, третьей и пятой схем «И попарно связаны соответственно через первую и вторую схему «ИЛИ с выходной клеммой и со счетным входом двоичного счетчика, выход которого подключен к нулевому входу первого триггера, единнчный вход которого подключен к управляющей клемме и к подвил ным контактам переключателей, неподвил ные контакты которых попарно связаны соответственно с нулевыми и единичными входами второго, третьего и четвертого триггеров, единичный выход четвертого триггера подключен к управляющему входу третьей схемы «И, а нулевой выход - к первому управляющему входу пятой схемы «PI, второй у1травляющий вход которой подключен к единичному выходу третьего триггера, нулевой выход которого подключен к управляющему входу четвертой схемы «И, а единичный выход второго триггера связан с управляющим входом второй схемы «И.