Устройство для вычисления разности двух чисел

 

(72) Авторы изобретения

М.0.1ингис и О.А. Воронова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ РАЗНОСТИ

ДВУХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к области ,цифровой вычислительной, техники.

Известны устройства для определения разности двух чисел fl), (23, содержащий генератор импульсов, два счетчика, триггеры, элементы И, ИЛИ.

Данные устройства не фиксируют результаты вычитания н знак разности, что ограничивает нх функциональные возможности.

Наиболее близким к изобретению является устройство для вычисления разности двух чисел (31, содержащее генератор импульсов, два счетчика, 1 два триггера, элементы И и ИЛИ и дешифратор нуля, установочные входы первого и второго счетчиков соединены с нулевыми входами триггеров и с установочным входом устройства.

Единичный вход триггера знака соединен с выходом второго счетчика.

Выход генератора импульсов подключен к первым входам элементов И. Вхо» ды дешифратора нуля соединены с выходами разрядов первого счетчика, а выход подключен к единичному входу триггера, инверсный выход которого подключен ко второму входу первого элемента И..Входы второго элемента

И соединены с выходом дешифратора нуля и прямым выходом триггера знака. Выходы элемента ИЛИ подключены к выходам элементов И, а выход — ко входам счетчиков, выходы разрядов

10 второго счетчика являются выходом разности устройства, а прямой вы" ход триггера знака — выходом знака разности устройства.

Принцип действия этого устройства

15 основан на последовательном вычитании единичных импульсов из двух счетчиков, в которых хранятся коды исходных чисел. При этом вычитание происходит до установки в единичное состояние всех разрядов первого счетчика, если в него записано болывее число, или до установки в нулевое состояние всех разрядов первого счет879585 чика, если в него записано меньшее или равное второму число.

В этом устройстве вычитаемое и уменьшаемое могут быть представлены только прямым кодом. Вычитаемое принципиальна ие может быть отрицательныи, так как знак вычитаемого в устройстве не представлен.

В случае поступления в известное устройство отрицательного уменьшаемо". га, абсолютная величина разности становится большей на единицу верного результата. Таким образом, извест- ное устройство не обеспечивает вычитания отрицательных чисел, что сужает функциональные возможности устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства эа счет возможности вычитания отрицательник чисел.

Для достижения поставленной цели в устройстве для вычисления разности двух чисел, содержащем генератор импульсов, два счетчика, триггеры, элементы И и ИЛИ, причем выход генератора импульсов падкшочен к первому входу первого элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены со входами элемента ИХЫ, выход которого соединен с информационными выходами первого и второго счетчиков, установочные входы которых соединены с нулевыии входами первого и второго триггеров и установочным входом устройства, выход переноса старшега инфорИ мационного разряда второго счетчика соедииен с единичным; входом второго элемента И, второй вход первого элемента И соединен с выходом

40 второго триггера, счетчики содержат знакомые разряды. Прямой и инверсный выходы знакового разряда первого счетчка соединены са входами установки соответственно решимов сложения и вычитания первого и второго

43 счетчиков. Выход переноса старшего информационного разряда первого счетчика подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которога соединен с выходом второго триггера, Ж а выход — с единичным входом второго триггера, а выход — с единичным входам второго элемента И. Выходы информационных и знакового разрядов второго счетчика соединены с выхода-,Ы ии устройства.

На чертеже представлена функциа". нальная схема устройства.

Устройство содержит генератор импульсов l, реверсивные счетчики 2 и

3 со знаковыми разрядами 4 и 5 соответственно, RS-триггеры 6,7, установочный вход 8, элементы И 9-11 и элемент ИЛИ 12.

Выход генератора импульсов I подключен ко входу элемента И 9. Выходы элементов И 9,10 соединены с входами элемента ИЛИ 12 выход которого подключен ко входам счетчиков 2, 3.

Выход старшего информационного разряда счетчика 2 соединен со входом знакового разряда 4 и входом элемента И ll. Единичный выход знакового разряда 4 счетчика 2 соединен со входом установки режима сложения счетчиков 2,3, а нулевой выход — со входом установки режима вычитания счетчиков 2,3. Выход старшего информационного разряда счетчика 3 соединен со входом знакового разряда 5 и единичным входом триггера 7. Инверсный выход триггера 7 соединен со входом элемента И 10, другой вход которого соединен с выходом элемента И !I и единичным входом триггера 6. Инверсный выход триггера 6 соединен со входамн элементов И 9 и 11. Нулевые входы триггеров 6 и 7 и установочные входы счетчиков 2 и 3 соединены с установочным входом 8 устройства.

Выходы разрядов счетчика 3 соединены с выходом разности 13 устройства, единичный выход разряда 5 — с выходом !

4 знака разности устройства.

Работает устройство следующим образом.

Сигналом записи со входа 8 исходные числа заносятся в счетчик 2,3.

При этом знаковые разряды чисел заносятся в знакомые разряды 4,5 триггеры 6,7 устанавливаются в нулевое состояние. При этом в счетчик 3 заносится уменьшаемое, в счетчик 2— вычитаемое число.

Положительные числа вводятся в прямом коде, отрицательные числа— в обратном коде, для исключения переполнения счетчика 3 при выпалненйи вычитания над числами разных знаков разрядность счетчика 3 больше на адин разряд разрядности счетчика 2.

После установки триггера 6 в нулевое состояние импульсы от генератора 1 через элементы И 9, ИЛИ 12 начинают поступать на счетные входы счетчиков 2,3.

879585 б

l. Рассмотрим работу устройства при поступлении на счетчики 2,3 положительных вычитаемых (уменьшаемое больше вычитаемого)

При поступлении на счетчик 2 положительного кода знаковый разряд 4 устанавливается в нулевое состояние.

В результате счетчики 2,3 настраиваются на вычитание. Поступающие на счетные входы счетчиков 2,3 импульсы уменьшают содержимое счетчиков.

При переходе счетчика 2 из нулевого состояния в единичное из старшего информационного разряда счетчика 2 возникает импульс переноса, который переводит знаковый разряд 4 в еди. ничное состояние. Счетчики 2,3 настраиваются на сложение. Этот же импульс переноса через элементы И 11, И .10, ИЛИ 12 поступает на счетные входы счетчиков 2,3 и складывается с содержимым счетчиков . Одновременно импульс переноса с выхода элемента И 11 поступает на единичный вход триггера 6, устанавливая его в единичное состояние. Элементы И 9, И 11 закрываются, импульсы от генератора 1 и вторичный перенос из старшего информационного разряда счетчика 2 не проходят на счетные входы счетчиков 2,3, Процесс вычитания заканчивается, на выходе

13 формируется код разности, а на . выходе 14 — знак разности.

2. На счетчики 2,3 поступают положитепьные коды (уменьшаемое меньше вычитаемого).

В процессе поступления импульсов от генератора 1 на счетные входы счетчиков 2,3 первым обнуляется счетчик 3. Импульсом переноса иэ старшего информационного разряда счетчика 3 переводится в единичное состояние знаковый разряд 5, и одновременно переходит в единичное состояние триггер 7. Поэтому к моменту появления импульса переноса из старшего информационного разряда счетчика 2 элемент И 10 оказывается закрытым, импульс с выхода элемента И 11 не проходит через элемент И 10, и процесс вычитания заканчивается.

3. На счетчики 2,3 поступают равные положительные коды.

В данном случае счетчики 2,3 одновременно обнуляются и переводятая в единичное состояние. Но так как разрядность счетчика 2 меньше разрядности счетчика 3, то импульс переноса из старшего информационного

55 разряда счетчика 2 успевает пройти через элементы И 9, И 10, ИЛИ 12 и добавиться к содержимому счетчиков 2, 3. В результате счетчики 2,3 нз единичного состояния переходят в нулевое, на выходах !3,14 фиксируется нулевой код.

4. На счетчики 2,3 поступают отрицательные коды (уменьшаемое по абсолютной величине больше вычитаемого).

При поступлении на счетчик 2 отрицательного кода знаковый разряд 4 устанавливается в единичное состояние, и счетчики 2,3 настраиваются на сложение.

При переходе счетчика 2 из едрни кного состояния в нулевое на старшем информационном разряде счетчика 2 возникает импульс переноса, который переводит знаковый разряд 4 в нулевое состояние. Счетчики 2,3 настраиваются на вычитание. Этот же импульс переноса через элементы И 11, И 10, ИЛИ

12 поступает на счетные входы счетчиков 2,3 и вычитается из содержимого счетчиков 2,3. Одновременно импульс переноса с выхода элемента И ll поступает на единичный вход триггера

6, устанавливая триггер 6 в единичное состояние, элементы И9, И 11 закрываются, импульсы от генератора l и вторичный перенос из старшего информационного разряда счетчика 2 не проходят на счетные входы счетчиков

2,3. На этом процесс вычитания заканчивается, и на выходе 13 формируется код разности, а на выходе 14 — знак разности.

5. На счетчики 2,3 поступают отриА. ! цательные,коды (уменьшаемое по абсолютной величине меньше вычитаемого)

В процессе поступления импульсов от генератора 1 на счетные входы счетчиков 2, 3 первым устанавливается в единичное состояние счетчик 3.

Импульсом переноса из старшего информационного разряда счетчика 3 переводится в нулевое состояние знаковый разряд и одновременно переходит в единичное состояние триггер 7. Поэтому к моменту появления импульса переноса из старшего информационного разряда счетчика 2 элемент И 10 оказывается закрытым, импульс с выхода элемента И 11 не прбходит через элемент И 10, и процесс вычитания заканчивается.

6. На счетчики 2,3 поступают отрицательные равные коды.

879585

В данном случае счетчики 2,3 одновременно устанавливаются в единичное состояние и обнуляются. Но так как разрядность счетчика 2 меньше разрядности счетчика 3, то импульс переноса из старшего информационного разряда счетчика 2 успевает пройти через элементы И 9, И 10, ИЛИ

12 и вычесться из содержимого счетчиков 2,3.

В результате счетчики 2,3 нулевого состояния переходят в единичное, вычитание заканчивается, на выходах

13,14 фиксируется единичный код.

7. Работа устройства при поступлении на счетчики 2,3 вычитаемые разного знака (уменьшаемое отрицательно, вычитаемое положительно1 аналогично работе устройства, рассмотренной в случае

8. Работа устройства при поступлееп1и FiR счетчики 2 3 вычитаемых разного знака (уменьшаемое положительно, вычитаемое отрицательно) аналогична работе устройства, рассмотренной в случае 4.

Таким образом, без увеличения количества оборудования становится возможным вычитать любые числа, в том числе отрицательные, что расширяет

Функциональные возможности предлагаемого вычислитедя:

Формула изобретения устройство дпя вычисления разности двух чисел, содержащее генератор, импульсов, два счетчика, триггеры, элементы И и ИЛИ, причем выход генератора импульсов подключен к перво-му входу первого элемента И, выходы первого и второго элементов И соедине пл с входами эл еме нта HJiH, выход которого соединен с информационными выходами первого и второго счетчиков, установочные входы которых сое-динены q нулевыми входами первого и второго триггеров и с установочным входом устройства, выход переноса старшего информационного разряда второго счетчика соединен с единичным входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход первого элемента И соединен с выходом второго триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности вычитания отрицательюлх чисел, счетчики содержат знаковые разряды, прямой и инверсный @ выходы знакозого разряда первого счетчика соединены с входами установки соответственно режимов сложения и вычитания первого и второго счет-. чиков, выход переноса старшего инфорд мационного разряда первого счетчика подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход — с единичным входом второго триггера н с вторым входом второго элемента И, -выходы информационных и знакового разрядов второго счетчика. соединень с выходами устройства.

Источники информации, 33 принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

Ф 531155, кл, G 06 F 7/385, 1975.

Z. Авторское свидетельство СССР

У 434410, кл. G Об F 7/385, l972.

3.. Авторское свидетельство СССР

i.o заявке У 2718280/18-24 кл. 6 06 -F 7/385, !979 (прототип).

Составитель В. Михайличенко

Редактор Л.утехина Техред A.Ñàâêà Корректор .II. » «"

Заказ 9721/19 Тираж 748 Подпи с но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4