Устройство для извлечения корня Советский патент 1982 года по МПК G06F7/552 

Изобретение относится к вычнслнтелы ной технике и может быть использовано при построении специализированньгх вычи лительных машин и функциональных пре«обрааователей, Известно устройство для извлечения квадратного корня, содержащее импульсов, вентиль, R5-триггер, вычитающий счетчик, управляемый. делитель частоты, индикатор нуля, тритер со счетным входом и суммирующий счет чик. i. Недостатками известного устройства являются невозможность воспроизведения и вычисления функции вида ц « т7 , а также невысокая точность устройства из-за невозможности масштабирования ВОС1ФОИЗВОДИМОЙ функции в координа:тех X и I) . Наиболее близкое к предлагаемому уст- ройство для извлечения корня содержит генератор импульсов, схему И, делитель гумента, счетчик аргумента, управляем мый делитель, делитель длины участка аппроксим(ации, удвоитель, счетчкк числа участков аппроксимацией, двонч11ый умножитель . Данное устройство обеспечивает воспроизведение функции Ij-Tx с необходимым масштабированием переменных, однако функциональные возможности его также ограничены - невозможно извлекать корень более высокой степени. Цель изобретения - упрощение ус-рройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для извлечения корня, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к информационному входу блока запуска, выхед KOTqporo подключен к входу делителя аргумента и счетному входу утфавляемого. делителя частоты, выход делителя аргумента соединен со счетным входом счетчика аргумента, управляющий вход управляемого делителя частоты подключен к информации онному входу счетчика номера участка, выход у1фавляемого делителя частоты под395ключей к счетному входу делителя длины участка и входу двоичного умножителя. Выход делителя длишл участка подключен к входу удвоителя, выход подключен к счетному входу счетчика номера участка, выход двоичного умножителя подключен к входу счетчика результата, дополнительно содержит блок элементов 2 И-ИЛИ, регистр аргумента, схему срав нения, формирователь импульсов, элемент задержка к счетчик степени корня, причем первая группа входов схемы сравнения под ключена к информационному выходу счетчи ка аргумента, а вторая группа входов подключена к выходу регистра аргумента, выход схемы сравнения через формирователь импульсов подключен к первому управляющему входу блока элементов 2Й-ИЛИ, к первому входу разрешения записи регистра аргумента и входу эл1Эмента задержки, выход которого подключен к входам сброса счетч1ска аргумента, счетчика номера участка и счетчика результата, а также подключен к входу счетчика степени корня, выход которого соединен с входом останова блока запуска, вход пуска которого связан, с вторым управляющим входом блока элементов 2И-ИЛИ и с вторым входом разрешения записи регистра аргумента и управляющим входом устройства, информационные входы которого соединены с выходом блока элементов 2И-ИЛИ, первый информационный вход блока элементов 2 ИИЛИ подключен к информационному выход счетчика результата и выходу устройства, а второй информационный вход блока элементов 2И-ИЛИ подключен к информационному входу устройства. На чертеже представлена блок-схема предлагаемО1Х устройства. Устройство содержит генератор 1 импульсов, блок 2 запуска, делитель 3 аргумента, счетчик 4 аргумента, управляемый делитель 5, делитель 6 длины учас тка, удвоитель 7, счетчик 8 номера учас тка, двоичный умножитель 9, счетник 10 результатов, блок 11 элементов 2И-ИЛИ регистр 12 аргумента, схему 13 сравнения, формирователь 14 импульсов, элемент 15 задержки, счетчик 16 степени корня и управляющий рход 17 устройства В основу работы устройства положена полигональная апгфоксимация исходной функции у а -fjr с фиксированным по вели ч)ше шагом Л у con st , для которого приращение функции равно г.(.)„.йу алГх -а- |хп-лХп, 2 Учитывая, что п д у , а -fx получим: 4n y -a-Jx - x ln-), ч--xnH)-) Учитывая также, что x,, uLj находим: ДХп (20-1) .откуда конечно-разностное выражение для коэффициентов на участке аппроксимации оавно п Д1|(2г.-М Данное вьфажение реализуется с помощью делителя 6 длины участка, отсчитывающего величину д у const , удвоителя 7 и счетчика 8 номера участка, обеспечивающего выражение (2ll-l), для чего в исходном состоянии в счетчик 8 записывается единица. Устройство реализует вычисление корня четной степени следующим образом. Коэффициент пересчета счетчика 16 устанавливается равным требуемой степени корня, после чего на информационном входе устройства устанавливается код аргумента, а на управляющий вход 17 подается сигнал пуска, в результате чего через блок 11 элементов 2И-ИЛИ код аргумента записывается в регистр 12 аргумента, а блок запуска отпирается и на входы делителей 3 и 5 аргумента поступают счетные импульсы. После того как в счетчике 4 аргумента накапливается код аргумента, в счетчике 10 результата фиксируется корень квадратный из значения аргумента, на выход схемы 13 сравнения поступает сигнал, который через формирователь 14 импульсов осуществляет перезапись в регистр 12 аргумента через блок 11 элементов 2 И-ИЛИ кода из счетчика 10 результата, после чего импульсом с выхода элемента 15 задержки осуществляется сброс счетчика 4 аргумбнта, счетчика 8 номера участка и счетчика 10 результата, а в счетчик 16 степени записывается единица. Процесс продолжается до тех пор, пока в счетчике 16 степени не накопится число, равное требуемой степени корня, после чего с выхода счетчика 16 степени корня поступает сигнал, запирающий блок 2 запуска, В регистре12 аргумента фиксируется корень требуемой степени из аргумента.

При необходимости код результата может фиксироваться в счетчике 10 результата путем запрета сброса в последнем цикле.

Сравнение предлагаемого устройства с известным показывает, что оно обеспв- $ чивает расширение класса .решаемых задач, повьш1ая эффективность использования оборудования и расширяя область его применения. Ожидаемый экономический эффект составляет 6,9 тыс.руб. в год.Ю

Формула изобр. етения

Устройство для извлечения корня, со- 5 держащее генератор импульсов, выход которого подключен к информационному входу блока запуска, выход которого подключен к входу делителя аргумента и счетному входу управляемого делителя частоты, вы-Ю ход делителя аргумента соединен со счетным входом счетчика аргумента, управляющий вход управляемого делителя частоты подключен к информационному входу счетчика номера участка, выход управляемого 25 делителя частоты подключен к счетному входу делителя длины участка и входу двоичного умножителя, выход делителя длины участка подключен к входу удвоителя, выход которого подключен к счет- ЭО ному входу счетчика номера, выход двоичного умножителя подключен к входу счетчика результата, о т л и ч щ е е с я тем, что, с целью упрощения, оно содержит блок элементов 2И-ИЛИ, ре- 35 гистр аргумента, схему сравнения, формирователь импульсов, элемеиг задержки

и счетчик степени корня, причем перван группа входов схемы сравнения подключена к информационному выходу счетчика аргумента, а вторая группа Екодов подключена к выходу регистра аргумента, выход схемы сравнения через формирователь импульсов поЬключен)-к первому управляющему входу блока элементов 2ИИЛИ, к первому входу разрешения записи регистра аргумента и входу задержки, выход которого подключен к входам сброса счетчика аргумекга, счетчика номера участка и счетчика реаультагга, а также к входу счетчика степени корня, выход которого соединен с входом останова блока запуска, вход пуска которого соединен с вторым ущ)авляющим входом блока элементов 2И-ИЛИ, с втсфым входом разрешения записи регистра аргумента и управляющим входом устройства, информационные входы которь го соединены с выходом блока элементов 2И-ИЛИ, инфс мадионный вхоД блока элементов 2И-ИЛИ подключен к информационному выходу счетчика резуль(ата и выходу устройства, а второй инюрмационный вход блока элемешюв 2ИИЛИ подключен к информационному входу устройства.

Источники информации, цринятые во внимание экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 394779, кл. q 06 F 7/552, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 561186, кл. Q 06 F 7/552, 1977 (прототип).