Устройство для вычисления степенных функций

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

N АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 24.1Х.1970 (№ 1484656/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 21 1Ч.1972. Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 31 Ч111.1972

Ы.Кл G 06f 7/38 комитет по делаю

«зобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 681.325.5 (088.8) Авторы изобретения

М. Я. Минц, В. Н. Чинков, В. В. Смеляков, М. В. Папаика и Е. Л. Рябченко

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СТЕПЕННЫХ ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к обла=ти вычислительной и измерительной техники и может ,найти широкое применение в специализированных вычислительных устройствах дискретного действия и злектроизмерительпых приборах.

Известны устройства аналогичного назначения. Однако, во-первых, они лрименимы только для возведения и извлечения корня целых степеней, и, во-вторых, сложны п громоздки, что возрастает пропорционально величине вычисляемой =тепени.

Целью изобретения язляется расширение функциональных возможностей устройства за счет вычисления стеленных функций не только с целыми, но и с дробными показателямн, а также упрощение схемной реализации.

Эта це..чь достигается в предлагаемом устроп."тве благодаря точу, lto оно дополнительно содержит множптельно-целительное устройство, счетчик циклов и триггер, олин из ьхо,ов множительHo-делите. ьного устройства подклкгчс через ве тн Ib к выходу генератора:импульсов, а другой -- и гыходу реверсивного счетчика, выход множитель«о-реверсивного устройства соединен со входом реверсивного счетчика, «ход счет нека циклов соеди.liн с выходом реверсивного счетчика, а выход— со входоч триггера, выход которого соединен с и ра« 1яюгцпм «ходом вентп 1я.

В устройстве реализуется следующий метод

«ычпслеппя степенных функций вида: у=л (1) где х — число, возводимое в степень; а -- произвольный показатель, за исключением целых отрицательных чисел.

Рассмотрим соотношение:

И= 1-- —, 1-- —, -1 - Ы, (где п=-1, 2, 3) (2)

Можно показать. что прп Il .> 1 формула (2) реализует заданную степенную функцшо, а величина и. определяется из выражения: и л—

a+ I (3)

Т. о., для вычисления степенной функции

y=x определяют из выражения (3) зпачешш и, величиной ур задаются заранее, (L — известно, следовательно, можно реализовать выражение (2) и определить у.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого вычислителя; на фпг. 2— развернутая функциональная схема множитель«о-де.тительпого устройства.

Предлагаемый вычислитель содержит реверспвный счетчпк 1 циклов. триггер 2, вентиль 8, генератор импульсов 4, мпожительноделптельпое устройство 5, суммирукнцпй четчик 6, реверсивный счетчик 7, вентпл п репо3С са 8.

336669

Уо+Уо j (1 i- j>)Vо

Импульс переполнения счетчика 7 устанавливает в множительно-делительном устропстве i=2, поступает в счетчик 1 на суммирование, где установится число (2 — и+1), посту. пает на вентили переноса 8 и переносит пока45 зания счетчика 6 в счетчик 7 на вычитание, в результате i3 последнем у=тановится IIQH lзапие 2 — 1- - — 1 уо . Ha этом 1-й цикл выI 1 /

50 числений заканчизается.

Работа устройства во втором цикле ана. огичпа предыдущему. Отличие состоит в том, что во втором цикле в счетчик 6 поступит

Л2 1, gp — p импульсов. Оощсе коли

1ество и мпульсов, записанных в счетчик 6 в этом случае, будет равно:

g„ go — +(1 + —,— )gU

Нетрудно заметить, что если пройдет и циклов вычислений, то общее число импульсов, (15 заф:1ксирова>1пое в счетчике 6, будет:

Реверсивный счет IHK 1 «иклов cл) жит определения количества сомножителей и в выражении (2) согла "но формуле (3). На его вход вычитания, являющийся входом вычислителя, подается число импульсов х, подвергающееся возведению в требуемую степень.

Вход сложения счетчика соединен с выходом реверсивного счетчика 7. Выход счетчика 1 подключен к триггеру 2, управляющему импульсно-потенциальным вентилем. Ве IrHJII 8 включен между выходом генератора импульсов 4 и входом суммирующего счетчика б и одним из входов множительно-дслительного устройства 5 и управляет с.помощью триггера 2 прохождением импульсов Л, с генератора 4 на счетчик б и множительно-делительпое устройство 5. Множительно-делительное устройство предназначено для пересчета входных импульсов N„. по формуле:

1 /1

PI Al== а где Р; — количество выходных импульсов устройства; 1 = l, 2, 3, ... и (n — количество сомножителей в выражении (2), от1ределяющее число циклов .работы вычислителя при вычислении данной степенной функции). В его состав входят суммирующий счетчик 9, где фиксируются значения и от 1 до и реверсивный счетчик.l0, вентили переноса 11, переключатели 12 установки показателя степенной функции.

Принцип работы устройства заключается в следующем.

В исходном состоянии перекл1очателями 12 устанавливается показатель а, в счетчике 10 за пи сывает ся число (2 — а), где к — количество разрядов счетчика, в счетчике 9 устанавливается значение i, где 1-- любое целое число от 1 по и. Счетчик 9 управляет вентилями переноса 11 таким образом, что при подаче одного импульса,па Вх. 1, па выходе вентилей переноса 11 будет i импульсов. Счетчик 10,и переключагелп 12 выполпя1от- роль дел ителя числа имнульсов, поступающих с вентилей переноса

11 на а.

Пусть па Вх. 1 поступит Лч импульсов. 1огда с выхода вентилей переноса 11 на счетчик 10 параллель1 ым кодом посту1пит N; . импульсов па суммирование. При переполнении .:.четчика 10 на его выходе поязляется импульс переполнения. Каждый из импульсов переполнения через переключатели 12 снова записывается в счетчик 10 па вычитание. В результате при поступле IHH»a Вх. 1 х1 р импульсов на выходе устройства появится количество импульсов М;, равное

hf; а

Вх. 2 служит для взода числа и последовательно (через единицу от 1 до n) в счетчик 9 после каждого цикла работы устройства.

В соответствии со схемой фиг. 1 Вх. 1 устройства 5 подкл1очсп к выходу вентиля 8, Вх. 2 — к выходу реверсивного счстчика 7, а выход — Hо входу счетчика 7.

Принц;l: действия предлагаемого вы гпслптеля,при определении у=х" заключается в следх 1ощем.

В исходном состоянии в "четчике 1 залисаа-.,-1 по значение вентиль 8 закрыт потенциалом триггера 2, в счетчике б установлено значение масшта бного коэффициента у>,IB счетчике 7 — значение (2 — Уо) (m количество разрядов счегчика), а в множительно-делительном устройстве 5 — значение коэффициен1 тг умножения

Число импульсов х подается на вход =четника 1 1га вычпта, в результате показание счетчика 1 будет; а -1С> 1 — — -+ — — — где l — разрядность счетчика 1.

После прохо>кденпя х импульсов на триггер 2 11осту пает пусковой импульс от какоголибо программного устройства, при этом триггер 2 опрокидывается и открывает вентиль 8.

Импульсы с генератора 4 через открытый ва1тиль, 3 постулают па множительпо-делительное устройство 5 и в счетчик 6 на суммирование. С мно>кительно-делительното устройства 5 им|пульсы поступают в счетчик 7 па суммирование. Если па устройство 5 поступит Л ; им1

30 пульсов, то на его выходе будет И1=-Xl— им пульсов. Если М1 станет равным У>=М1=

=Л 1 в, то счетчик 7 переполни1ся.

1х этому моменту в счетчик 6 поступит

З5

Л 1=УΠ— импульсов н показа;111я счстчика 6 — о 1 станут равными:

336669

Предмет изобретения

„/7усг

4Ь2. 7

Составитель И. Долгушева

Техред Л. Богданова

Корректор Е. Михеева

Редактор Б. Нанкина

Заказ 3040 Ивд. Ло 540 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений:и открытий при Совете Мпнист; ов СС"Р

Москва, 0К-35, Рауыская паб., д. 4/5

Областная типография Костромского управления по печати я-й импульс переполнения, который посту.пит из счетчика 7, приведет к переполнению счетчика 1, выходной импульс которого, в свою очередь, поступает на вход триггера 2, который возвращается в исходное со"тояние, закрывая вентиль 8. На этом процесс вычисления степенной функции (1) заканчивается. Результат вычислений фиксируется в счетчике 6.

Предлагаемое устройство может быть использовано для вычи=ления полиномов различной степени. Б этом случае режим работы устройства (установка исходного состояния в зависимости от показателя для каждой из степенных функций, входящих в состав полинома) может задаваться несложным программным устройством.

Таким образом, предлагаемое устройство отличается широкими функциональными возможностями и большой гибкостью при достаточно простой схемной реализации.

Устройство для вычисления степенных функций, содержащее генератор импульсов, выход

5 которого через вентиль соединен "o входом суммирующего счетчика, выходы каждого разряда суммирующего счетчика соединены через вентили со входами соответствующих разрядов реверсивного счетчика, отличающееся

lo тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно дополнительно содержит множительно-делительное устройство, счетчик циклов и триггер, один из входов мно>кительно-делительного устройства подключен

15 через вентиль к выходу генератора импульсов, а другой — к выходу реверсивного счетчика, выход множительно-делительного устройства соединен со входом реверсивного счетчика, вход счетчика циклов соединен с выходом ре20 версивного счетчика, а выход — со входом триггсра, выход которого соединен с управляющим входом вентиля.