Устройство для округления числа в двоичном коде

 

ОПHCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ®У (Ю) Дополнительное к авт. вид-ву (22) Заявлено 250881 (21) 3329770/18-24 в»995088

Союз Севетския

Социалистических

Расиублик

Р1РД К з

6 Об F 7/38 с присоединением заявки МГосударстееннмй койнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытий (23) ЛриоритетОпубликовано 07.02.83. Бюллетень йо 5 (53) УДК 681.3 (088.8) Дата опублиивваиия описания 07.0283 (72) Автор . изобретения

Е.Ъ. Иворовский.и (71 ) заявитель,(54) уСтюйсТВО ДЛЯ Окятления ЧиСлА

- В ДВОИЧНОМ КОДЕ. Изобретение относится к цифровой вычислитедьной технике и может быть использовано в.;вычислительных машинах и устройствах с повышенныеи требованиями к точности вычислений, особенно в случае работы с алгебраическими: числами, представленнюеи в любой из= вестной двоичной форме.

Известно устройства для округления 1 ) числа", содержащее регистр результата . с подсуммирующим входом младшего раз-. ряда и дополнительные:. разряды, в котором округление состоит в подсуммировании к результату содержимого .старшего иэ отбрасываемых разрядов (1). Недостатком известного устройства является,то, что погрешность округле- ния независимо от знака числа может быть как положителъной, так и отрицателъной, .если она по абсолютной вели чине меньше половины веса младшего разряда. В случае равенства половине веса младшего разряда погрешность экстремальна (максимальна по абсолют" ной величине) и имеет -знак, противоположный знаку числа, если оно представлено прямым кодом, и отрицательный знак, если — дополнительньи. Это. .приводит к тому, что погрешность округления носит систематический харак- 3Ц тер и происходит накопление ошиоок округления.

Наиболее близким по технической . сущности к предлагаемому является ус» тройство для округления числа„ содержащее элементы И, ИЛИ, регистр результатов с дополаителъннаи разрядамй (2).

Известное устройство позволяет уменьшить погрешность суэееы положительных округленных. чисел и устранить ее систематическое, смещение, ио эначителъно усложняет устройство.

Недостатком известного устройства является и то, что погрешность округления неоптимальна, так -как возможно накопление ошибки округления, когда действия над округленниаи числами и знак последних не определены. Оптимальная погрешность, т.е. строгая статическая несмещенность погрешности при выполнении над алгебраическими округленном числами любых. операций в любой последовательности, возможна не прн чередовании знака экстремальной погрешности, а при случайном равновероятном его появлении.

Цель изобретения — расширение области применения за счет возможности округления числа в обратном коде при упрощении и повышении точности.

995088

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для округления числа в двоичном коде, содержащем регистр результата с дополнительными разряда- ми, элементы И и ИЛИ, причем входы первого элемента ИЛИ подключены к выходам всех дополнительных разрядов регистра результата, исключая старший дополнительный разряд соответственно, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу первого элемен- ц та И, второй вход которого подключен к выходу старшего дополнительного разряда регистра результата, выход первого элемента И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход ко- g торого подключен к счетному входу триггера младшего разряда регистра результата, входы второго элемента И подключены к выходу знакового разряда регистра результата и к управляющему входу прямого и обратного кодов устройства соответственно, выход второго элемента И подключен к первому дополнительному входу первого элемента ИЛИ, второй дополнительный вход которого подключен к выходу младшего разряда регистра результата, входы третьегб элемента И подключены к входам первого элемента ИЛИ соответственно, а выход третьего элемента И подключен к второму входу второго элемента ИЛИ.

На чертеже представлена структурнофункциональная схема устройства.

Устройство содержит регистр 1 результатов, элемент И 2, счетный вход

3 триггера младшего разряда 4 регистра результата, элемент ИЛИ 5, старший дополнительный разряд б, группы дополнительных разрядов 7, знаковый разряд

8, элементы И 9, ИЛИ 10, И 11, упРав- 40 .ляющий вход 12.

Устройство работает следуюищм образом.

Округление положительных и отрица-, тельных чисел, представленных в прямом,ц или дополнительном двоичном коде, состоит в прибавлении поправки к сохраняемым разрядам числа, значения которых записаны в регистре 1 результата. Поправка формируется на элементе

И 2, выход которого соединен со счет-. ным входом 3 триггера младшего разряда 4 регистра 1 результата. Один вход элемента И 2 подключен к выходу старшего дополнительного разряда б. Выхо- ды остальных дополнительных разрядов

7 соединены с входами элемента ИЛИ 5, дополнительный вход которого подключен к выходу триггера младшего разряда 4 регистра 1 результата. Другой вход элемента И 2 подключен к входу 60 элемента HJIH 5. Экстремальная погрешность округления имеет место при значениях 1 в старшем допопнительном разряде б и 0 Во всех остальных дополнительных разрядах 7. Пос- 65 кольку содержимое последних и младшего разрядов регистра результата, которое независимо от знака числа, может с равной вероятностью принимать оба значения, подается на входы элемента ИЛИ 5, на его выходе будет значение 0 в половине случаев возникновения экстремальной погрешности округления. Это значение поступает на вход элемента И 2 и запрещает прохождение через другой вход и выход элемента И 2 сигнала 1, поступаю цего из старшего дополнительного разряда 6 на вход 3 для подсуммирования с содержимым регистра 1 результата, только в половине случаев экстремальной погрешности. Последним обеспечивается равновероятность знака экстремальной погрешности и независимость его от знака числа, а в целом — несмещенность погрешности. Во всех остальных случаях прохождение сигнала 1 через элемент И 2 не запрещено,. так как на выходе элемента ИЛИ 5 будет значение 1 .—

Учет знака числа необходим при округлении чисел, представленных в обратной двоичном коде, так как экстремальная погрешность округления отрицательных чисел: возникает при иных значения, а именно — 0 в старшем и 1 во всех остальных дополнительных разрядах. Для округления чисел в обратном коде элемент ИЛИ 5 допол» нен входом, который соединен с выхо дом знакового разряда 8 ° Входы элемента И 9 попарно объединены с входами элемента ИЛИ 5, а выход соединен.. с входом элемента ИЛИ 10, Выход эле мента И 2 соединен с другим входом дополнительного элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с входом 3, Устройство, используя элемент И 11, вход которого соединен с выходом зна кового разряда 8, а выход — с соответствующими попарно объединенними входами элемента ИЛИ 5, и элемент И 9, выполняет округление числа в прямом и дополнительном кодах: если на управляющем входе 12 элемента И 11 значение 0 — в прямом, а если значение 1, то — в обратном.

Технико-экономический эффект выражается в построении универсального устройства .для округления числа в двоичном коде, которое выполняет округ ление алгебраических чисел с любой из известных форм представления знака — прямьм, дополнительным или обратным кодом — с минимально возможной погрешностью, не превышающей половины веса младшего разряда. При этом обеспечивается строгая несмещенность погрешности, т.е. ноль математического ожидания ее независимо от знака округляемых чисел. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство упрощено.

995088

Формула изобретения

Составитель В ° Кайданов

ТехредЖ.Кастелевич Корректор Г;Огар

Редактор A. Ворович

Тираж 704 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 646/34

Филиал ППП Патент,:г. Ужгород, ул. Проектная,4

Устройство для округления числа в двоичном коде, содержащее регистр результата с дополнительниаи разрядами, элементы И и ИЛИ, причем входы первого элемента ИЛИ подключены к выходам всех дополни.ельнык разрядов регистра результата, исключай старший дополнительный разряд соответственно, выход первого элемента ИЛИ подключен 10 к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу старшего дополнительного разряда регистра результата,: выход первого лемента И подключен к первому входу 35 торого элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу триггера младшего разряда регистра результата, о,т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области его црнмене-,g0 ния за счет обеспечения возможности округления двоичного числа в обратном коде при одновременйом упрощении и повышении его точности, входы второго элемента И подключены к выходу знакового разряда регистра результата и к управляккцему входу прямого. и обратного кодов устройства соответственно, выход второго элемента И подключен к первому дополнительному вхолу первого элемента ИЛИ, второй дополнительный вход которого подключен к выходу младшего разряда регистра результата, входы третьего элемента И подключены к входам первого элемента

ИЛИ соответственно, а выход третьего элемента И вЂ” к второму. входу второго элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при .экспертизе

1. Карцев М.A. Арифметика цифровых машин. N., Наука,1969,с.327-328..

2 Авторское свидетельство СССР

Р 721667, кл. G 06 F 7/38, 1978 (прототип) .