Устройство для вычисления элементарных функций

 

л. ( ° -- .г, |

И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

ОПИРАЙ

390524

Ьюз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 04.Х1.1970 (№ 1498679/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 11.Ч11.197i3. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 11.XII.1973

М. Кл. G 06f 7/38

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР

RD делам изооретений и открытий

УДК 681.3i25.59(088.8) Автор изобретения Н. Н. Кайков

Заявитель Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

ЭЛ EM EH 1 ÀР Н bIX ФУ Н КЦИ й

Устройство относится к области выцислительной техники (к специализированным вычисл ительным устройствам) .

Известное устройство для вычисления элементарных функций, содержащее узел управления, подключенный к двоична-десятичному счетчику, выход которого соединен с триггером операций, к генератору, выходом связанному через соответствующие ключи с двоичнодесятичным счетчиком и ждущим многофазным мультивибратором, к триггеру операций, выходы которого соединены с ключами, к триггеру действий, выходами связанному с генератором и с узлом ввода коэффициентов, выход которого через ключ подключен к двоично-десятичному счетчику., а входы — к двоичному счетчику, к двоичному и дополнительному двоичному счетчику, решает недостаточно широкий класс задач.

Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель в изобретении достигается тем, что устройство содержит двоичный счетчик корня, первый вход которого соединен с узлом управления, а второй вход через ключ, ко второму входу которого подключен выход схемы «И», — с генератором. Входы схемы «И» соединены с единичным и нулевым выходами соответственно триггера операций и (g триггера действий. Выходы двоичного счетчика корня подключены к ждушему многофазному мультивибратору.

Схема устройства изобра>кена на чертеже.

Устройство состоит из двоично-десятичного счетчика 1, двоичного счетчика 2, дополнительного двоичного счетчика 3, генератора 4, триггера операций 5, триггера действий 6, узла 7 ввода коэффициентов, узла управления 8, 10 ждущего многофазного мультивибратора 9, двоичного счетчика корня 10, ключа 11 для записи кода в десятичный счетчик, ключей

12 и 18 схемы «И» 14, ключа 15 для прохождения импульсов генератора в счетчик корня

15 10 и в мультивибратор 9 ключа 16, схемы

«НЕ» 17 для временного разделения входов счетчика корня 10 и мультивибратора 9. Связь с другими устройствами осугцсствл яется по шинам.

20 Шины кода х через, ключ 11, управляемый импульсом записи кода с узла управления 8, подключены»о входам триггеров,двоично-десятичного счетчика 1. Узел управления 8 подключен ко входам установки в исходное со25 стояние всех триггеров схемы и ко входу включения генератора 4. Генератор имеет также шину откл ючения, соединенную с выходо-,1 триггера действий 6, шину тактовых импульсов, подходящую через соответствуюгцнс клюЗО чи ко входам всех счетчиков и многофазового 390524

15

65 мультивибратора и шину готовности, подключаемую к регистрирующим устройствам.

Выходы триггера операций 5 подключены к управляющим входам ключей 12 и 18, схемы

«И» 14 и к счетному входу триггера действий

6, к входу «установка 1» которого подключен выход импульса переполнения десятичного счетчика 1, а ко входу «установка 0» — выход импульса, переполнения двоичного счетчика 2.

Выход «0» триггера действий 6 coEìåñòíî с выходом «1» триггера операций 5 через схему «И» 14 подключен к управляющим входам ключей 15 и 16. Так при наличии сигналоь па обоих выходах схемы «И» 14 подается разрешение на ключ 15, прн отсутствии одного из сигналов — на ключ 16.

Дополнительные разряды дополнительного двоичного счетчика 8 и часть триггеров двоичного счетчика 2 имеют вторые счетные входы, к которым подключаются выходы многофазового мультивибратора. Эти выходы управляются соответствующими выходами триггеров двоичного счетчика корня 10.

Выходы триггеров двоичного счетчика 2 подключены к узлу 7 ввода коэффициентов и группнрук>тся в нем в общую шину — выход в соответствии с величиной вводимого коэффициента.

Вданном случае,,признаком одного един ственного коэффициента является сигнал на выходе «1» триггера дейстьий 6.

Работа устройства начинается по сигналу

«Пуск», поступающему на вход узла управления 8, прн этом узел управления выполняет последовательно несколько подготовительных операций, а именно: сброс триггеров схемы и исходное состояние, запись кода х через ключ

П в двоично-десятичный счетчик.1 и включение генератора 4.

Сброс триггеров двоичного счетчика 2 производится таким образом, чгооы к моменту включения генератора 4 свободная емкость двоичного счетчика 2 стала равной емкости двоично-десятичного счетчика 1.

Извлечение квадратного корня выполняется за два действия. В первом действии (триггер действий б в состоянии «О») получается значение корня, умноженное на постоянный коэффициент, а во втором действии (триггер действий б в состоянии «1») — умножение этого промежуточного результата на величину, обратную этому постоянному коэффициенту.

После окончания каждого действия проме.

>куточный или конечный результат находятся в двоично-десятичном счетчике 1.

Каждое действие делится на две операции, определяемые состояние триггера операций 5.

В первой операции (триггер операций 5 в состоянии «0») всегда число из двоично-десятичного счетчика 1 перегоняется в двоичный счетчик 2. Благодаря тому, что к началу перНоЕЕ операции емкости счетчиков 1 и 2 уравнены, к концу первой операции, определяемому переполнением счетчика 1, в счетчике 2 находится дополнительный код исходного числа, бывшего в счетчике 1.

Во второй операции (триггер операций 5 в состоянии «1») свободничал емкость двоичного счетчика 2, равная или пропорциональная исходному числу, заполняется импульсами генератора до момента переполнения этого счетчика. При этом двоично-десятичный счетчик 1 заполняется импул ьсами генератора, число которых находится в требуемой зависимости и от числа импульсов на входе двоичного счетчика 2.

Таким образом, в первой операции число из счетчика 1 переписывается в счетчик 2 дополнительным кодом, а во второй операции над этим числом осуществляется нужное действие, и результат снова возвращается в счетчик 1.

После включения генератора 4 число х п"регоняется из счетчика 1 в счетчик 2 импульсами генератора через ключи 12 и 16. Двоично-десятичный счетчик 1 переполняется первым, и импульс его переполнения переводит триггер о пераций 5 в состоян ие «1». При этом через схему «И» 14 поступает разрешение на ключ 15, и импульс генератора проходит на вход двоичного счетчика корня 10, схему «НЕ»

17 на запуск ждущего многофазового мультивибратора 9 и на вход двоично-десятичного счетчика 1 через ключ 13. По импульсу генератора ждущий многофазный мультивибратор

9 вырабатывает последовательно на своих выходах импульсы, способн ые при наличии разрешения с триггеров двоичного счетчика корня 10 пройти на счетные входы триггеров двоичного и дополнительного двоичного счетчиков

2 и 3. Поэтому с каждым тактом генератора в счетчики 2 и 8 запишется число, находящееся в двоичном счетчике корня 10. Таким образом, ждущий многофазный мультивибратор

9 совместно с двоичным счетчиком 2 и дополнительным двоичным счетчиком 3 работает как своеобразный сумматор чисел.

Код на входе ждущего многофазного мультивибратора 9 двоичного счетчика корня 10 постоянно меняется, увеличиваясь с каждым тактом на единицу, в двоичный и дополнительно двоичный счетчики 2 и 3 с каждым тактом генератора последовательно записываются числа натурального ряда 1, 2, 3,..., f(x).

Вторая операция заканчивается импульсом переполнения этих счетчиков. При этом триггер операций 5 возвращается в состояние «0» и переводит триггер действий 6 в состояние

«!»; двоичный счетчик 2 сбрасывается снова на число «24», а в счетчике 1 находится число

f(x).

Свободная емкость счетчиков 3 и 2, равная х 2", где n — число триггеров счетчика 8, заполнялась числами натурального ряда

1, 2, 3, ..., f(x), поэтому х 2" ==1+2+3+,..., + j(x).,390524 х.2" = ) /(х).

2 (2) f(x) =2 Рх, Составитель В, Орлова

Техред Л. Борисова

Редактор Е, Семанова

Корректоры: Л. Царькова и О Усова

Заказ 3261/3 Изд, Ма 1797 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-36, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

В правой части уравнения (1) имеем сумму членов арифметической прогрессии с числом членов /(х) Пренебрегая единицей и решая относительно

/(х) имеем: т. е. результат посл е первого действия в двоично-десятичном счетчике 1 пропорционален корино квадратному из х. Абсолютная ошибка результата вычисления может составлять максимально одну единицу (один импульс) всегда независимо от величины /(х).

Поэтому для уменьшения относительной погрешности вычисления стремятся к увеличению значения f(x), что достигается увеличением исходного числа х за счет дополнительных разрядов и дополнител ьного двоичного счетчика 8. т1исло дополнительных разрядов и выбирается исходя из требуемой точности вычисления корня при заданчом числе разрядов счетчиков 1 и 2.

Предмет изобретения

Устройство для вычисления элсмс11тарных функций, содер>кащее узел управления, подключенный к двоично-десятичному счетчику, выход которого соединен с триггером операций, к генератору, выходом связанному через соответствующие ключи и схему «НЕ» с двоично-десятичным счетчиком, с двоичным счетчиком и с ждущим многофазным мультпви10 братором, к триггеру операций, выходы которого соединены с,ключами, к триггеру действий, выходами связанному с генератором и с узлом ввода коэффициентов, выход которого через ключ подключен к двоично-десятич15 ному счетчику, а входы — к двоичному счетчику, к двоичному и допол нительному двоичному счетчикам, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возмож".îñòåé, оно содержит двоичный счетчик кор20 ня, первый вход которого соединен с уз 10:il управления, а второй вход через кл 0ч, ко второму входу которого подключен выхо r, схемы

«И», — с генератором; входы схемы «И>> соединены с единичным и нулевым выходами со25 ответственно триггера операций и триггера действий; выходы двоичного счетчика корня подключены к ждущему многофазиому мультивибратору.