Цифровое вычислительное устройство

Цифровое вычислительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ву>,д

ОП ""Й вЂ” ИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свид-ва ¹ 409226 (22) Заявлено 25.06.73 (21) 1936248/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (32) Приоритет—

Опубликовано 14.06.75. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 09.01.76 (51? .Ч.Кл. G 06f 15, 20

Гооудврствеииъ и ионитвт

Совета Миииотров СССР по двлвн изоорвтвиий и открытий (53? УДК 681.325 (088,8) (72) Авторы изобретения

А В Палагин и А Ф Кургаев

Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ Bbl×ÈÑËÈTÅËÜÍÎÅ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении цифровых универсальных специализированных машин.

Известно цифровое вычислительное устройство по основному авт. св. № 409226, использующее при вычислении взаимообратных функций таблицы значений (соответствующих старшей части аргумента) только прямы.; функций, в том числе таблицы логарифмов.

Таблица логарифмов используется при вычислении интерполяционной поправки функций.

Известное устройство имеет следующие недостатки: низкое быстродействие при вычислении значений функций в случае использования таблиц двоичных логарифмов нормализованного аргумента в связи с необходимостью предварительно нормализовать приращение функции и аргумента перед выборкой из таблицы соответствующих им логарифмов и дополнительно обрабатывать их характеристики при вычислении ннтерполяционной поправки, большое оборудование блока пассивной памяти и сумматора при вычислснии значений функций в случае использования таблицдвоичных логарифмов ненормализованного аргумента, вызванное большим объемом этих таблиц и необходимостью дополнительно хранить

2 н обрабатывагь «арактеристики логарифмов, кроме их мантисс.

Это достигается тем, что в устройство введены два нормализатора, в«оды которых соединены с выходами регистра приращений и сумматора, денормализатор, входы которого подключены к выходам регистра грубых значений, сумматора и регистра приращений, регистр «арактеристики, входы которого соединены с выходом денормализатора и первого нормализатора, а выход соединен со входами сумматора и регистра приращений, причем выход второго нормализатора соединен со входом регистра грубых значений.

15 На чертеже представлена блок-с«ема устройства.

Оно состоит из блока управления 1, блока 2 пассивной памяти, сумматора 3, блока 4 оперативной памяти, регистра грубых значе. ний аргумента 5, регистра приращений 6, распределителя сигналов 7, денормализатора 8, нормализаторов 9 и регистра характеристики 11.

Нормалнзатор 10 реализует /г-разрядный сдвиг в сторону старши«разрядов числа, поступающего на один пз его входов, где lг-положение старшего, не равного нулю, разряда числа на входе нормализатора.

Нормализатор 9 реализует k-разрядный

30 сдвиг в сторону старших разрядов числа, по474012

«. IvII lIoIIIcl 0 н» его в: од, Ilpli - гом /г-положение ст»ршего, не равного нулю, разряда второго числа на его входе.

Дснормализ»тор 8 реализу«т /:-p»»j)5I. ltlt tjt

«двиг в сторону младших разрядов числа, поступающего н» од)ш it3 его входов. При этом

k-поло>кение сгаршсго, itc равного нулю, р»зряда числа и» входе дснормализаторы 8.

HPII Вычисл(ИHII 3II>1 Icllllll B3»I(11000P1)тных функций (прямой // =- /(х) и обрат!юй х

/ (//) используется таблица грубокв»нтов;)ни!!х по»ргумс!ггу значсн>!11 одной из этих (j)) НКЦПН, II»IIPIt.)ICj>, ПР51МОИ ФУНКЦИИ, В ТОМ числе и таблица значений двоичных логарифмов нормализованного аргумента. Последняя, кроме того, используется для вычисления ин1срполяционной поправки всех функций (в том числе и мантиссы логарифма).

Рассмотрим работу устройства прн вычислении значений прямых и обратных (вклю 1» 5I 13 tHcJIcIIHc мантиссы функции X = 2 мантиссе двоичного логарифма).

Предполагается, что вычисляется 3tia tetIHc функц!п1 по»ргумс)пу, являющемуся результ;пом предыдущей операции и содержащемся в сумматоре 3.

Вычисления значений прямых функций

/1 =- /(x) выполняются согласно алгоритму

6х

f (x) = / (х,. ) — Лх ехр 10О2,, х - .—

Л1 (i — . 1:() 1 — 10Д2,в х (1) где х; — — грубое значение 1(ргумснт:i (сгаршие разряды), ()x — приращение аргу IcIIT;1 (младши«

Р »ЗP51ды), (/(i+1; 1) = j (х; +1) — — /(x; ) — - itpHp»lIIåíèå функции II» шаге ква)пования 11 ргумсн—

Т(1 ЛХ.

ЛРГУмснт х Н3 c) Mм>!тОР>1 ) 11(Рс. 1 lст«51 В регистр 5 (грубое 3tt» tcttHC x ) ti в регистр 6 (приращение Ь; ). Cozep>I

j)»00 tHx Яческ Олока 4. ПОсл(.. этО! О к 1(0 \)

pci. истра 5 прибавляется «1». Из блок» 2 выбирается значение функции, соогвстсILólOùc« содержимому рсгистра 5, и и» с мм»торс 3 определяется приращение функции 5f(i+ j; i).

Приращение функции Л/ (1 }-1; i) (младшис р»зря (bl сумматора 3) ч(рсз !юрма i)i:1»10p 10 ,«л/ 1 (формируется вели пша — — ° 2 с, 1 )) зх нсрссыг!»ется в регистр 5, и одновременно !срез гспорм ализ»тор 8 под управлением содержимого (()x) регистра 6 пересылается в pei IIc1р 11. Г1ри этом поло>кение старшего, не равного нулю, разряда содержимого регистра j j определяет величину отрицательной характеристики произведения:

4 ()х )1 (i + 1; i) (х )х (2) в с мматорс 3 остыс!Ся его дробное содсржимос и, кроме того, содержимое регистра 11 пересылается в регистр 6 со сдвигом на один разряд в сторону CI арших разрядов. Если переполнения сумматора 3 не произошло, то содержимое регистра 11 пересылается в регистр 6 без изменения.

Содсржих!Ос сумматора 3 пересылается в

0zItIt из его приемных регистров (на чертеже не показан), регистр 5 очшцастся. Из распредели геля 7 в регистр 5 заносится;1» старшего разряда, и соотвстствс)шо сй (как 110 зн»чению аргумента) из бг!Ок(1 2 выбирается значение логарифма и вычитается на сумм»торс 3 их содержимого приемного регистра этого сумматора, Затем из распределителя 7 в регистр 5 заносится «!» следующего разряда, нри этом триггер старшего разряда регистра 5 ост»ется в единичном состоянии, если

pc3> ëыаг1 Вычитания В С1 мм»тoj)(. 3 положителен, и сбрасывается в пулевое состояние, если резулыат вычитания в сумматоре 3 отрицателен. (Зтот процесс производится до переборы всех разрядов регистра 5), По окончании этого процесса в рсгистрс 5 содержится значение мантиссы интерполяционной поправки, соответствующее приращению аргумента ()x. Содержимое регистра 5 через денормализатор 8 под управлением содержимого реЛ/ ixi гистра 6 (определяется произведение= — ) .)

55 пересылается В регистр 11, » зн»чение f (x,) из блока 4 оперативной »тяп! пересылается в предварительно Îчшцснныи сумматор 3. Содср>кнмос регистра 11 нсрссыл»сгся в мл»д1 о н)ис разряды сумматор» 3, где определяется

31; <1 Ч С н И С (!) ) I t I(I i I t t t I I O, I t t 0 р» 3 р 5I 3 I 01 0» p t") )! С н 1 а

К()K СУММ!1

) (х) =/(х„-) + бх.

Лх (4) 65 т с.:„— — /г;, + /,, (:умматор 3 очища(тся, и il0 содержимому регистр» 5 из блок» 2

Л/ (i,— 1: 1 ) н;1 него Выбирается 311»Mcltttc jOgg

Лх

2, 3 г((м нрпр»щсние аргумента Ох и. р гистр11 6 через норм»ли3»тор 10 (формиру1(1

° г> » с;)и» » !1 — — 2""" i l)) пвРес » л» 1ся в рсгис)р 5, но содержимому которого ()х из 0,)ок» 2 выбирается значение!о —

15 ()х

1!ы сумматоре 3 определяется сумма мантисс логарифмов со !1ожителей произведения (2).

1) случ1с переполнения сумм»тор» 3, т. е. (. Сл н

47401

Рсзуль|ат Остается в сумматоре 3 илп пересылается в блок 4 оперативной памяти.

Вычисление значений обратных фу!11 I(Ill! х = / (р) ведется согл Icllo выражсни 0:

6g

Л !у1 = х,, ir c:xp (In ö

Kf (i —, - 1; ) —, - (Oo, (5)

l0 (6) 55 т, е, lг = k;,, — и 1-. Сумматор 3 очищается, по содержимому регистра 5 из блока 2 п3

Д! (! — 1 ) пего выбирается значение )oo — 2" r .r

Х

Зятем приращение б!! аргумента обратной

r;Ic х — ст !! p I и 1 я I I!с I >3 и а -1 c l I и !1 О О р Il тпой функции, бу =- ц — j(xi ) — 1!ptlptlutcllnc аргумента обратной функции, + — операция суммирования по модулю 15 два.

Устройство работает следующим образом.

Аргумент у пересылается па один из приемных регистров сумматора 3 (на чертеже не показан), регистр 5 очищается. 20

Из распределителя 7 в регистр 5 заносится «1» старшего разряда, из блока 2 выбирается соответствующее значение прямой функции, которое вычитается па сумматоре 3 из содержимого его прямого регистра. Затем из 25 распределителя 7 в регистр 5 заносится «1» следующего разряда. Если результат вычитания в сумматоре 3 отрицателен, то триггер старшего разряда регистра 5 сбрасывается в нулевос состояние, если положителен, то оста- 30 ется в единичном состоянии, Этот процесс производится до перебора всех разрядов регистра 5. По окончании этого процесса в регистре 5 содержится значение старшей части обратной функции, т. с. х;. Результат х, из 35 регистра 5 пересылается в блок 4 оперативной памяти, а приращение аргумента обратной функции 6JL (младш tc разряды сумматора 3) пересылается в регистр приращений 6, Затем па сумматоре 3 определяется разность Af (i+ 40

+1; i). Эта разность (младшие разряды сумматора 3) чсрсз нормалпзатор 10 (формпруста к,.(1 ся величина ° 2 -1,, 1 ) пересылается

zx я 2

45 в регистр 5 и одновременно приращение (ig аргумента обратной функции (содержимое регистра 6) через нормализатор 9 под управлением содержимого младших разрядов сумматора 3 пересылается в регистр 11. Прп этом положение старшего, не равного нулю, разря50 да содержимого регистра 11 определяет отрицательную характеристику частного

6 функции пз регистра 6 через пор»aëèçàòoð 10

ЬЧ у (определяется величина — 2 > ) пересылаl 1 сТсН в рсгпстр 5, llo содс1>жило .! которого из ( о л, О. 101 11 2 Вllоир11стс!! Зна 1спие Ioo ç — 2 ал и на сумматоре 3 определяются разности мантисс двоичных логарифмов делимого и дели-! сля, выражения (6) В случае отриц;Il cnh!lot o резул1,тата в сумм;!тopc 3, т. с. Осл1!

I м М(! —, 1;i)

1оо, I — -- .2"у . 0, (7)

1- д lj в сумматоре 3 onpepen»clc» модуль cro содержимого и, кроме того, содержи»ос рсгистра 11 пересылается в регистр 6 со сдвигом па один разряд в сторону младших разрядов. Если результат в сумматоре 3 положителен, то содержимос рсгистра 11 пересылается в регистр 6 без сдвига. Содержимое сумматора 3 пересылается в один пз его приемных регистров, а регистр 5 очищается. ПО замкнутому контуру: распределитель 7 — регистр 5 — блок 8 — сумматор 3 — в регистр 5 в результате последовательности операций

«чтение - сравнение» аналогично описанному выше подбирается значение мантиссы интерполяционой поправки, соответствующей при. ращению бд аргумента обратной функции. Содержимое регистра 5 через денормализатор 8 под управлением содержимого регистра 6 (определяется частное 6) пересылается в регистр 11. Из блока 4 оперативной памяти выбирается старшая часть значения обратной функции, а из регистра 11 — младшая, и !1 результате операции «сумма по модулно два на сумматоре 3 определястся полноразряднос значение обратной функции. (8)

Рсзуль!ат пересылается в блок 4 оперативной па !яти пли остается в сумматоре 3.

Предмет изобретения

Цифровое вычпслптсльнос устройство по авт. св. Л 409226, ог.1ичаюи(ется тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит два нормализатора, входы которых соединены с выходами регистра приращений и сумматора, денормалпзатор, входы которого подключены к выходам регистра грубых значений, сумматора и рсгистра приращений, регистр характеристики, входы которого соединены с выходом денормалнзатора и первого пормализатора, à выход соединен со входамп сумматора и регистра приращений, причем

»ыход второго нормалпзатора саед!шеп со входом регистра грубых значений.

474012

Составитель А. Воронина

Тсхред М. Семенов

Редактор Е, Семанова

1(орректор А. Дзесова

Заказ 5998

Подписное

МОТ, Загорский Филиал

Изд. М 1511 Тираж 679

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-85, Раушская паб., д. 4/5