Устройство для извлечения квадратного корня Советский патент 1978 года по МПК G06F7/38 

1

Предлагаемое устройетво отноеится к вычислительной технике и может найти применение для аппаратурной реализации операции извлечения квадратного корня.

Известно устройство для извлечения квадратного корня 1, содержащее регистры, сумматор, счетчик п блок элементов НЕ.

К недостаткам такого устройства относятся значительные затраты оборудования, а также низкое быстродействие, обусловленное тем, что процесс извлечения квадратного корня организован аналогично делению с восстановлением остатка.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для извлечения квадратного корня, содержащее регистры сдвига, сумматоры, элемент Н, управляющие входы которых соединены с входными шинами устройства, причем информационные входы первого сумматора соединены с выходами первого и второго регистров сдвига, а выход - с информационным входом первого регистра сдвига, элементы ИЛИ, триггер, элемент задержки, элемент НЕ, блок управления.

Однако это устройство имеет недостатки: значительные затраты оборудования, вызванные необходимостью выделения текущего разряда делителя для проведения его модификации и формирования нового делителя на очередном шаге вычислений, п низкое быстродействие, объясняющееся необходимостью восстановления остатка при переходе к следующему щагу вычислений. Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для извлечения квадратного корня, содержащее регистры сдвига, сумматоры, элемент И, управляющие входы которых соединены с входными щинами устройства, нричем информационные входы первого сумматора соединены с выходами первого и второго регистров сдвига, а выход - с информационным входом первого регистра сдвига, введена схема сравнения, входы которой соединены с выходами сумматоров, а выход является выходом устройства, информационный вход элемента И соединен с выходом старшего разряда третьего регистра сдвига, а выход - с входо.м младщего разряда первого регистра сдвига, информационные входы второго сумматора связаны с соответствующим входом устройства и выходом второго регистра сдвига, а выход - с его информационным входом.

3

На чертеже представлена структ фная схема устройства для извлечения квадратного корня.

Она содержит регистры 1, 2, 3 сдвига, первый 4 и второй 5 сумматоры, схему 6 сравнения, элемент I-I 7, входные 8-12 и выходную 13 шииы устройства.

Устройство работает следующим образом.

Вначале подкоренное выражение засылается в регистр 3, а регнстры 1 и 2 обнуляются.

Очередной шаг вычислений начинается с того, что из виешнего устройства уиравлення по входной шине 10 на управляющий вход регистра 2 подается сигнал, который сдвигает регистр 2 влево на один разряд. Затем по входной шине И на второй вход сумматора 5 из устройства управления поступает величина «-f 1, а по входной шине 12 на управляющий вход этого сумматора - сигнал, осуществляющий прибавлеиие единицы к младшему разряду регистра 2. В то же время по входной шине 8 на управляющие входы регистров 3 и 1 и элемента И 7 из устройства управления поступает сигнал, осуществляющий пересылку двух старших разрядов регистра 3 в младшие разряды регистра 1 и одновременный сдвиг этих регистров влево на два разряда.

Далее начинается процесс последовательных вычитаний - сложений, аналогичный делению и называемый псевдоделением: по входной шине 9 из устройства управления на управляющий вход сумматора 4 попадает сигнал, фомирующий в регистре 1 разность регистров 1 и 2; одновременно с этим по входной шине 11 на второй вход сумматора 5 поступает величина «-Ь2, а по входной шине 12 на управляющий вход этого сумматора - сигнал, осуществляющий прибавление двойки к младщему разряду регистра 2. Описанный процесс псевдоделения продолжается до тех пор, пока содержимое регистра 1 не станет меньше содержимого регистра 2. В этот момент схема 6 сравнения по выходной шиие 13 посылает сигнал во внешнее устройство управления, которое производит коррекцию содержимого регистра 2. Для этого по входной шине 11 на второй вход сумматора 5 поступает величпна«-1, а по входной шнне 12 на управляющий вход это4

го сумматора - сигнал, осуществляющий вычитание «1 из младшего разряда регистра 2. На этом очередной шаг вычислений заканчивается и происходит переход к следующему щагу вычислений.

Таким образом, процесс извлечения квадратного корня организован без восстановления остатка. Для вычисления корня с л-разрядной точностью требуется выполнить л шагов. Но окончании процесса в регистре 2 будет содержаться удвоенное значение квадратного кория. Чтобы получить истинное значение корня, содержимое регистра 2 необходимо

умножить иа 0,5. Это умножение сводится к пяти сложениям и сдвигу вправо на один разряд.

Дополнительное введение схемы сравнения и соответствующих связей выгодно отличает предлагаемое устройство от прототипа, поскольку приводит к сокращению затрат оборудования и новышению быстродействия.

Формула изобретения

Устройство для извлечения квадратного корня, содержащее регистры сдвига, сумматоры, элемент И, управляющие входы

которых соединены с входными шинами устройства, информационные входы первого сумматора соединены с выходами первого и второго регистров сдвига, а выход - с информационным входом первого регистра сдвига, отличаюшееся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, оно содержит схему сравнения, входы которой соединены с выходами сумматоров, а выход является выходом устройства, информационный вход элемента И соединен с выходом старшего разряда третьего регистра сдвига, а выход - с входом младшего разряда первого регистра сдвига, информационные входы

второго сумматора соединены с соответствующим входом устройства и выходом второго регистра сдвига, а выход - с его информационным входом.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Натент США № 3576983, кл. 235-158, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 560224, кл. G 06F 7/38, 1973.

13