Устройство для вычисления разности двух чисел

Устройство для вычисления разности двух чисел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советекык

Соцкалыстыч ьснык

РФ<птопын

И АВ в ОРСКОМ т СВИдЕТЕЛЬСХву (61) Дополнитсльное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 18.06.76 (2! ) 2373413/18-24

G 06 F 7/385 с присоединением за вкн .%

Гооударотвеииый комитет

CCCP (23) П риоритет ио делам изобретеиий и открытиИ

0пУблнкеванп 05,01.80, бюллетень,% 1

Дата опубликования описании 07.01.80 (53) УД1(681.325..5(088.8) A. В. Дорошенко, E. A. Евсеев, A. С. Карлюка и А. H. Горбунов (72) Автори изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ РАЗНОСТИ ДВУХ ЧИСЕЛ

Изобретение касается вычислительной техники и может быть использовано в специализированных вычислителях, устройствах сравнения чисел, системах автоматического контроля и управления.

Известны устройства для вычисления

5 р83НосТН содержащее счетчик, триггеры генератор импульсов, элементы И и ИЛИ, позволяющие Формировать значение разности как в параллельном, так и в числоИ импульсном коде (1).

Недостатком таких устройств является низкая точность, обусловленная конструктивными особенностями, В связи с отсутствием синхронизапни сигнала записи Но f5 отношению к импульсам генератора на входы счетчиков может поступать импульс малой длительности, при этом из-за неодинаковой чувствительности счетчиков к

Ю входным сигналам может произойти срабатывание одного и несрабатывание другого, в результате чего появится погрешность вычи слепня.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для получения разности двух чисел,содержащее генератор импульсов, счетчики операндов, счетчик результата, схему сравнения, элементы И и триггер знака результата, выходы счетчиков операндов подключены к входам схемы сравнения, выходы которой подключены к входам первого и второго элементов И, другие входы которых подключены к выходу генератора импульсов, а выходы — к входам соответствукнцих счетчиков операндов, триггера знака и счетчика результата Pj.

Недостатком такого устройства также является недостаточная точность. Сигнал записи может как совпадать во времени, так и .не совпадать с импульсом генератора. Г1ри этом длительность первого импульса, поступающего на входы счетчиков, может иметь критическую длительность.

В силу различного срабатывания счетчиков, может произойти срабатывание одного счетчика и несрабатывание другого, 708

348

3 вследствие чего результат выполнения будет неверным, Пель изобретения - повышение точности устройства.

Для этого устройство для вычисления

5 разности двух чисел, содержащее два счетчика операндов, счетчик результата, схему сравнения, генератор импульсов, триг- гер, два элемента И и элемент ИЛИ, при чем выходы первого и второго элементов о

И подключены к входам счетчиков соответственно первого и второго операнда, выходы которых подключены к входам схемы сравнения, выходы первого и второго эле ментов И подключены также к входам элемента ИЛИ, установочные входы счетчиков первого и второго операндов подключены к управляющему входу устройства, дополнительно введены третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, второй триг- 20

rep и два элемента HE. Первый и второй выходы схемы сравнения подключены к первым входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму зна- 25 ковым выходам устройства. Выход генератора импульсов подключен к первому входу пятого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика результата и первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены через соответственно первый и второй элементы HE к выходам соответственно третьего и четвертого элементов И, которые подключены к третьим входам со- 35 ответственно второго и первого элементов

И. Второй вход пятого элемента И подключен к единичному выходу первого тригге» ра, единичный вход которого соединен с управляющим входом устройства, который 40 подключен также к установочному входу счетчика результата и к нулевому входу второго триггера, единичный вход которого подключен к выходу счетчика результата, а единичный выход - к вторым входам третьего и четвертого элементов И, . выходы которых подключены также к входам шестого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство для вычисления разности двух чисел содержит генератор 1 импульсов, счетчики 2, 3. операндов, счетчик 4 результата, схему 5 сравнения, триггеры

6, 7, элементы И 8-13, элементы HE

14, 15, элемент ИЛИ 16, управляющий вход 17, знаковые выходы 18, 19, числовой выход 20. Выход генераторе 1 импульсов соединен с входом элемента И 8, другой выход которого подключен к выходу триггера 6, единичный вход которого соединен с установочными входами счетчиков 2-4, с нулевым входом триггера

7 и с управляющим входом 17 устройства. Выход элемента И 8 подключен к входу счетчика 4, к первым входам элементов И 9, 10, выходы которых подключены к входам соответственно счетчиков 2 и 3 и к входам элемента ИЛИ 16. Поразрядные выходы счетчиков 2 и 3 соединенены с поразрядными входами схемы 5 сравнения. Первый и второй выходы схемы

5 сравнения подключены к входам элементов И 11 и 13 соответственно, выходы которых подключены к знаковым выходам устройства 18 и 19. Выход элемента И

11 соединен с первым входом элемента

И 12, входом элемента И 10 и через элемент HE 14 с вторым входом элемен та И 9. Выход элемента И 13 соединен с вторым входом элемента И 12, с третьим входом элемента И 9 и через элемент HE 15 с третьим входом третьего элемента И 10. Вторые входы элементов И ll и 13 соединены с выходом триггера 7, единичный вход которого подключен к выходу счетчика 4. Выход элемента ИЛИ 16 подключен к числовому выходу

20 устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 2-4, триггеры 6 и 7 находятся в нулевом состоянии. Элемент И 8 закрыт но второму входу запрещающим потенциалом единичного выхода триггера 6. Элементы И 11, 13 закрыты по вторым входам запрещаю« щим потенциалом единичного выхода триггера 7. Элемент И 9 закрыт по третьему входу запрещающим выходным потенциалом элемента И 13. Элемент И 10 закрыт по второму входу запрещающим выходным потенциалом элемента И 11. Элемент И 12 также закрыт. Сигналом записи, поступающим на управляющий вход

17, в счетчики 2 и 3 записываются исходные числа, счетчик 4 и триггер 6 устанавливаются в единичное состояние, триггер 7 остается в исходном (нулевом) состоянии. Допустим, что число, записанное в счетчике 2, больше числа, записанного в счетчике 3 (уменьшаемое больше вычитаемого). Тогда на первом выходе схемы 5 сравнения появляется разрешаюший потенпиал, открывающий цо первому входу элемент И 11, е на втором выходе схемы 5 сравнения — запрещающий потенциал, закрывающий по первому входу элемент И 13. При установке в единичное состояние триггера 6 разрешающим потенциалом его единичного выхода открывается элемент И 8 и очередной импульс генератора 1 поступает не информационный вход счетчика 4. Счетчик 4 переполняется и выходным импульсом, иодаваемым на единичный вход триггера 7, устанавливает триггер 7 в единичное состояние. Разрешающим потенциалом единичного выхода триггера 7 открываются по вторым входам элементы И 11, 13 и на выходе 18 устройства (плюс) появляется сигнал, указывающий, что разность положительна. При этом разрешающим выходным потенциалом элемента И 11 откроются по первому входу элемент И 12, по второму входу — элемент И 10, открытый по третьему входу разрешающим потенциалом элемента HE 15, и закрываетрс ся по второму входу запрещающим потенциалом элемента НЕ 14 элемент И 9.

Следующий импульс генератора 1 поступает через элемент И 8 не информационный вход счетчика 4, записывая в него число 1, и через открытый элемент И

Ю Ю

10 на информационный вход счетчика 3, увеличивая записанное в нем число на

"l . С выхода эчемента И 10 импульс поступает также через элемент ИЛИ 16 на числовой выход 20 устройства. Импуль-З5 сы генератора 1 будут продолжать поступать на входы счетчиков 3 и 4 и на числовой выход устройства 20 до момента совпадения чисел, записанйых в счетчиках

2 и 3. B момент совпадения чисел на второ ром выходе схемы сравнения 5 также позволяется разрешающий потенциал, открывающий элемент И 13. При этом открывается по второму входу элемент И 12 H е закрывается запрещающим выходным потенциалом элемента НЕ 15 по третьему входу элемент И 10, в результате чего прекращается поступление импульсов генеретора 1 на счетчик 3 и на числовой выход устройстве 20. Разрешающий сигнал

50 с выхода элемента И 12; поступая не нулевой вход триггеров, устанавливает его в исходное (нулевое) состояние. При этом закрывается элемент И 8 и прекращает55 ся поступление импульсов генератора 1 не вход счетчика 4. Число импульсов, прошедших через элемент И 8 на вход счетчика 4 за время между срабетываниями

708348 элементов И 11 и И 13, и число импульсов, прошедших через элементы И 10 и

HJ1И 16 на числовой выход устройства

20, разно величине искомой разности.

Следовательно, по окончании цикла вычисления на выходах разрядов счетчика 4 получается параллельный код разности, а на выходах разрядов счетчиков 2, 3 — параллельный код большего исходного числа (уменьшеемого), Если вычитаемое больше уменьшаемого, то первым появляется сигнал на выходе устройства 19 (минус), указывающий, что разность отрицательна, открывается элемент И 9, и импульсы генератора 1 поступают не числовой выход устройства 20 (через элемент ИЛИ 16) и на вход счетчика 2 до совпадения кода счетчике 2 с кодом счетчика 3. В остальном работа устройстве происходит аналогично описанному выше.

Число импульсов, прошедших через элемент И 8 на вход счетчика 4 за время между срабатываниями элементов И 13 и

11 и число импульсов, прошедших через элементы И 9, ИДИ 16 на числовой выход устройства 20, равно величине разности. По окончании цикла вычисления на выходах разрядов счетчике 4 получается параллельный код разности, à Ва выходах разрядов счетчиков 2, 3 получается параллельный код большего исходного числа (вычитаемсго ) ..

Конструктивные особенности данного устройства позволяют повысить точность устройстве, так как при вычислении разности двух чисел первый импульс, поступающий на вход счетчика, содержащего меньшее исходное число, и не вход счет чика результата, равен по длительности импульсу генератора импульсов. Благодаря этому исключается возможность несрабатывения указанных счетчиков от первого импульса. Кроме того, в устройстве при сравнении равных чисел счетчик результата находится в нулевом состоянии, и на обоих знаковых выходах присутствуют одинаковые потенциалы. Таким образом информация на обоих знаковых выходах устройства не противоречит информации счетчика результата, а дополняет и подтверждает ее. Если нри сревнении разных чисел, в случае нарушения нормальной работы устройства, счетчик результата будет находиться в пулевом состоянии, то не знаковых выходах будут разные потенциалы. Таким образом. в предложенном устройстве противоречивая информация на выходах двух узлов устрод7

70 ства будет только в случае неправильного функпионирования устройства.

Устройство для вычисления разности двух чисел, содержащее два счетчика операндов, счетчик результата, схему сравнения, генератор импульсов, триггер, два 1о элемента И и элемент ИЛИ, причем выхо-. ды первого и второго элементов И подключены к входам счетчиков соответственно первого и второго операнда, выходы которых подключены к входам схемы сравне- l5 ния, выходы первого и второго элементов

И подключены также к входам элемента

ИЛИ, установочные входы счетчиков первого и второго операндов подключены к управлякщему входу устройства, о т л и - 2o ч а ю щ е е с,я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него дополнительно введены третий, четвертый, пытый и шестой элементы И, второй триггер и два элементе НЕ, причем первый и второй выходы схемы сравнения подключены к первым .входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму, знаковым выходам устройства, выход ге- 30 нвратора импульсов подключен к первому ра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 4501 66, кл. 5 06 Г 7/385, 1972

2. Авторское свидетельство СССР

N. 341031, кл. G 06 F 7/02, 1971 (прототип). — o/8

ЦНИИПИ Заказ 8489/44 Тираж 751

Подписное филиал ППП Патент", г. Ужгород, у.r. Проектная, 4

8348 входу пятого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика результата и первым входам первого и второго элементов I i, вторые входы которых подключены ф о р м у л а и з о б р е т е н и я, через соответственно первый и второй элементы HE к выходам соответственно третьего и четвертого элементов И, которые подключены к третьим входам соответственно второго и первого элементов

И, второй вход пятого элементы И подключен к единичному выходу первого триггера, единичный вход которого соединен с управляющим входом устройства, который подключен также к установочному входу счетчика результата и к нулевому входу второго триггера, единичный вход которого подключен к выходу счетчика результата, а единичный выход — к вторым входам третьего и четвертого элементов

И, выходы которых подключены к входам шестого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом. первого тригге