Устройство для вычисления функции вида Советский патент 1979 года по МПК G06F7/38 

квадратного из суммы квадратов двух чисел. -{А - В) (Л + В) где А VL В - числовые последовательности, пропорциональные хну соответственно. Всё вычисления производятся за одну операцию, включающую в себя две микрооперации:1)сравнение чисел - )Л | и 5J и определение наибольшего из них; 2)сравнение числа, определенного в -г(А + В) первой микрооперации, с числом (А-В} и определение наибольшего из данных чисел. Результат вычисления z равен наибольшему числу, определенному во время второй микрооперации. Возможность аппроксимации выражения z у в соответствии с приведенным алгоритмом рассматривается на приме ре аппроксимации выражения z 1/ а + у, где 0). При фиксированном а выраг -. ).Это жение принимает вид -- I, есть монотонно возрастаюш,ая функция от У -, график которой приведен на фиг. 2 (расчетная кривая Л/). Заменим построенную кривую ломаной (кривая М) уравнения од„ 2, ного из звеньев которой- 1 или г а, а другого ---.(l Ч- -Ц или z(a + y). cZ Т а /т Аналитически уравнение анпроксимированной ломаной может быть записано в виде 1 3 а, --г-() . Так как в приведенном устройстве предусмотрено поступление входных переменных ic разными знаками, в алгоритм вычисления дополнительно включено вычисление- разности числовых последовательностей. Максимальная относительная ошибка аппроксимирующей ломаной в интервале не превышает 5,13%. В ина 3 - 1 не превышает 6,07%. тервале -т,- о Устройство работает следующим образом. На входы устройства поступают двоичные последовательности импульсов х и у, которые могут быть как положительными, так и отрицательными. В делителях 1, 2 последовательности импульсов делятся на 2, где п - число разрядов делителя, что позволяет понизить требования к быстродействию блоков 3, 4 утроения числа импульсов. На выходах делителей образуются сигналы А - - -|гг сравниваемые Эти сигналы накапливаются в счетчиках 5, 6 и являются сравниваемыми сигналами для первой микрооперации сравнения. Для осуществления второй микрооперации сравнения формируются (сигналы (Л-fS) и - (Л-В) - выполняется утроение и деление на четыре суммы и разности сигналов. Для этого в блоках 3, 4 утроения происходит утроение сигналов Л и S на входы 7 суммы поступают сигналы счетчика о.3;с и 35 на входы счетчика 8 о л3 и - 35 сигналы ЗЛ разности 3 2 Таким образом, в счетчиках 7 и S образуются соответственно сумма и разность 33 сигналов -J- (Л+ 5) и .-(Л-5), в которых давление на четыре обеспечивается тем, что информация - для дальнейшего сравнения в схеме 10 - снимается со счетчиков со сдвигом на 2 разряда в сторону старших. В схеме сравнения происходит сравнение и определение максимальных сигналов. Для упрощения устройства сравнение осуществляется за 2 микрооперации. В первой микрооперации определяется максимальный сигнал из чисел, находящихся в счетчиках 5 и 6, т. е. из чисел Л и 5. Во время второй микрооперации при наличии тактовых импульсов по результатам сравнения в первой микрооперации и в зависимости от знаков сравниваемых чисел формируются импульсы управления, которые подключают ко входам схемы сравнения два из четырех исходных счетчиков 5, 6, 7, 8. Варианты подключения следующие: Iвариант. Если в результате первой микрооперации сравнения определилось, что число в счетчике 5 больше числа в счетчике 6, т. е. и при условии, что знаки сравниваемых чисел одинаковы на выходах а и b устройства управления, формируются импульсы управления, посредством которых во время второй микрооперации сравнива2ются числа Л и - (. IIвариант. Если в результате первой микрооперации сравнения определилось, что и знаки сравниваемых чисел одинаковы, то во время второй микрооперации происходит сравнение чисел 5 и -;-(Л-5). IIIвариант. Бели в результате первой

микрооперации сравнения определилось, что и знаки сравниваемых чисел разные, то во время второй микрооперации

2

происходит сравнение чисел Л и - (А + В).

IV вариант. Если в результате первой микрооперации сравнения определилось, что и знаки сравниваемых чисел разные, то во время второй микрооперации

3

:происходит сравнение чисел В Е-j-(А-В).

Максимальное число, определенное во время второй микрооперации переписывается из счетчика, в котором оно хранится, через схемы И J2, 13, 14, 15 на выходную шину Z.

- Технико-экономический эффект предлагаемого устройства можно оценить сравнением количества микроопераций, необходимых для вычисления в предлагаемом устройстве, и прототипе. ,При максимальной ошибке измерения 6,07% для вычисления корня квадратного в предлагаемом устройстве выполняется одна операция или две микрооперации сравнения. Для того, чтобы максимальная ошибка при вычислении в известном устройстве не превысила 6,07% требуется 8 операций. Так как каждая операция вычисления в этом устройстве включает 5 микроопераций, то всего требуется 40 микроопераций.

Таким образом, в предлагаемом устройстве время вычисления меньше, чем в прототипе в 20 раз при одинаковой затрате

времени вычисления на одну микрооперацию.

Формула изобретения

Устройство для вычисления функции вида г Y , содержащее счетчики, схему сравнения, блок управления, элементы И, причем, выходы первого и второго счетчиков подключены ко входам первого и второго элементов И соответственно и ко входам схемы сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены делители частоты, блоки утроения числа импульсов, элемент НЕ,

5 входы делителей частоты являются входами устройства, а выходы соединены со входами первого и второго счетчиков и с соответствующими входами блоков утроения числа импульсов, выход первого из которых

0 подключен ко входам третьего и четвертого счетчиков, а выход второго - к другим входам третьего и через элемент НЕ - четвертого счетчиков, выходы которых соединены со входами соответствующих элементов И

5 и со входами схемы сравнения, выход которой соединен со входом блока управления, выходы которого соединены со вторыми входами счетчиков и элементов И, выходы которых являются выходами устройства.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР. № 392494, кл. G 06 F 7/38, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР

5 № 404052, кл. G 06 F 7/38, 1971.