Устройство для возведения в степень и извлечения корня Советский патент 1976 года по МПК G06F7/38 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения специализированных вычислительных машин и функциональных преобразователей.

Известно устройство для возведения в степень, содержащее регистр, сумматоры, двоичный счетчик, группы элементов И и элементы задержки и построенное по обшей схеме воспроизведения пол1шомов методами конечных разностей

Недостатком этого устройства является ограниченные функциональные возможности, малое быстродействие и большие аппаратурные затраты.

Известно устройство возведения в сте- пень четыре, содержащие регистры, сумматоры, умножители, элементы И и элементы задержки Г

Недостаток этого устройства - ограниченные функциональные возможности при больших аппаратурных затратах.

Наиболее близким техническим решением к, данному изобретению является усройство для возведения в степень и извлечения корня, содержашее регистр, группу сумматоров

число которых равно показателю степени, причем выход каждого предыд5тцего сумматра соединен со входами сложения и вычитания каждого последующего сумматора через соответствующие элементы И, а выход регистра соед1шен со входами сложения и вычитания первого сумматора через соответствующие элементы И, реверсивный счетчик и блок сравнения, выходы которого соединены со входами распределителя импульсов, подключенного выходами ко входам реверсивного счетчика, управляющим входам элементов И и первому входу блока сравнения Гз,

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие и отсутствие возможности производить извлечение корня Пстепени из непрерывно изменяющейся величины.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач и повышение быстрдействия. Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит регистр показателя степени, блок переключения и запоминающий блок, выходы которого соед1шены с установочными входами сумматоров и регистра, выходы регистра показателя степени соединены с управляющими входами запоминающего блока, распре делителя импульсов и блока переключения, подключенного информационными входами к выходам реверсивного счетчика и старшего сумматора, управляющим входом - к одном из выходов распределителя импульсов, а выходом - ко второму входу блока сравнения, входы регистра показателя степени по ключены к соответствующим входным шина а третий вход блока сравнения подключен к входной информационной шине устройства. Схема устройства представлена на чертеже и содержит п сумматоров 1, регистр 2., элементы И 3 и 4, реверсивный счетчик 5, блок сравнения 6, распределитель импульсов 7, блок переключения 8, запоми нающий блок 9 и регистр покаам еля степе 10, Выход регистра 2 соединен через элеме ть Р1 3 и 4 соответственно со входами сложения и вычитания первого сумматора 1 Выход каждого предыдущего сумматора 1 соединен через элементы И 3 и 4 соответ ственно со входами сложения и вычитания каждого последующего сумматора 1 Выходы реверсивного счетчика 5 и старшего сумматора 1 соединены с информационными входами блока переключения 8, выход кото рого соединен со вторым входом блока сра нения б, подключенного выходами ко входам распредепигепя импульсов 7, соединенного вы ходами со входами реверсивного счетчика 5 и управляющими входами элементов И 3 и 4, блока переключения 8 и первым входом блока сравнения 6. Выходы регистра показателя степени 10 соединены с управляющими входами блока переключения 8, распределителя импульсов 7 и запоминающего блока 9, выходы которого подключены к установочным входам сумматоров 1 и регистра 2. Устройство работает следующим образом На информационную шину устройства 11 подается величина х, которую необходимо возвести в степень или извлечь из нее корень П -ой степени. На вхош1ую шину 12 поступает признак возведения в степень или извлечения корня, в зависимости от ко торого второй вход блока сравнения 6 подключается к выходу реверсивного счетчи- .ка 5 или старшего сумматора 1. На входную шину 13 поступает код показателя степени заданной функции, в соответствии с которым запом$шающий блок 9 выдает на установочные входы сумматоров 1 и регистра 2 коды разностей и У о функции УдХц , а распределитель импульсов 7 вы- дает последовательность импульсов, необходимую для возведения в п -ую степень, Запоминающий блок 9 содержит коды начальных значений для п функций х. Для этого необходимо п { п - 1) ячеек. Например, при максимальном показателе степени п 5, запоминающий блок 9 содержит следующую информацию: 2 - вторая разность для х ; 6,6 -вторая и третья разности для xSCvAA); 14,36,24 - разности для х(К);30,150,240.120 - для xS(). Начальное значение функции и первой разности для всех п равно: у О, .йУ(, 1. При извлечении, натример, квадратного корня в h -ом, ( п- 1)-ом, ( п - 2)-ом сумматорах-1 устанавливаются начальные значения о Уо io соответственно, а выход п -го (старшего) сумматора 1 подключен ко второму входу блока сравнения 6, Распределитель импульсов 7 выдает сигналь передачи кодов с ( h - 2)-го сумматора на ( п - 1)-ый и с ( П - 1)-го на h -ый. В результате этого в реверсивном счетчике получается код величины, соответствующей значешзю функции у - Vx. Технико-экономический эффект обусловлен введением регистра показателя степени, блока переключения и запом1шающего блока, благодаря которым предлагаемое устройство имеет большие, чем прототип, функциональные возможности, а именно позволяет, помимо возведения в п -ую степень, извлекать корень п -ой степени из непрерывно изменяющейся величины. Кроме того, оно имеет большее быстродействие, поскольку время одного цикла вычисления равно i. + 1, где 1 2,3,,.п ( i - показатель степени или корня вычисляемой функшш). В прототипе время одного цикла равно п + 1 для любого показателя степени или корня ( п - число сумматоров устройства). Формула изобретения Устройство для возведения в степень и извлечения корня, содержащее регистр, группу сумматоров, число которых равно показателю степени, причем выход каждого предыдущего сумматора соединен со входами сложения и вычитания каждого последующего сумматора через соответствующие элементы И, а выход регистра соединен со входами сложения и вычитания первого сумматора через соответствующие элементы И, реверсивный счетчик и блок сравнения, выходы которого соединены со входами распределителя импульсов, подклю