Устройство для вычисления функций

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 850 19) (11) 1)4 С 06 ТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ 785304/24-28,06,847.12.85, Бюнститут проэнергетикеТрудовогоут инженеро 21) 22) 46) 71) лем моделироваН УССР и Киевскийрасного Знаменигражданской я орден инсти авиац.Тр озоров, ,А.Б,Ба СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 88.8)свидетельство СССР06 Р 15/31, 1981. Матричные вычислиьных зависимостейэлектродинамики, АН УССР, 1983,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ФУНКЦИЙ, содержащее и сумматоров и н сумматоров-вычитателей (и - число итераций), причем выходы 1-сумматора и -сумматора-вычитателя соединены с первыми входами (1+1) сумматора и (+1) сумматора-вычитателя соответственно (1=1, -1), знаковый разряд 1 сумматора-вычитателя соединен с управляющим входом 1-сумматора (1=1 Я , первые ин" формационные. входы первого сумматора и первого сумматора-вычитате" ля являются входами первого и второго аргументов устройства соответственно, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет вычисления функций (хг + уг) /х,(хг - уг) /х, (к+у) /х, (х -у)г /х,У/к, в него дополнительно введеныи+1 вычитателей и (и+1)-ый сумматор, причем выход 1 вычитателя соединен с входом уменьшаемого+1)вычитателя (1 =1, о ), управляющийвход ; вычитателя соединен с выходом знакового разряда 1 суммато-.ра-вычитателя, второй информационный вход которого соединен с Й в ;)старшими разрядами входа первогоаргумента устройства, где г -разрядность первого и второго аргументов, (г -1) старших разрядов входавторого аргумента соединены с вто рым информационным входом 1-госумматора и входом вычитаемогок-го вычитателя (1=1,+ 1), выходы и-х сумматора и вычитателя яв,ляются выходами значений функций(Хг+ г)/к и (х - У )/х устройстваг гсоответственно, выходы (и+1)-х,сумматора и вычитателя являютсявыходами значений функций (х+ у) /хи (х -у) /х устройства соответственно, выходы знаковых разрядов сумматоров-вычитателей являются выходами разрядов значения функции /хустройства.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано автономно или в качестве спепроцессора в многопроцессорных вычислительных системах,Целью иэобретенияявляется расширение функционапьныхвозможностей засчетвозможности вычисленияфункций;.Х +,у 2, Х 2.-Чо (хеЧ) (х-Ч)Х Х Х Х ХНа чертежепредставлена схемаустройства для вычисления функцийдля п=4 (и - число итераций).Устройство для вычисления функций содержит (и+1) сумматоров 1,(и+1) вычитателей (и+1)2, и сумматоров вычитателей 3, первый информационный вход устройства 4, второйинформационный вход устройства 5,хг+ч 2выход значения функций в 6,хвыход значения функций -- - 7 вых(х+ч Рход значения функций в - 8 выл(х-ч)ход значения функций в -ч - 9 выфходы 10 значения функциихУстройство для вычисления функций предназначено для вычисления Функции видахгч Чг х Ч 2 (Хч Ч (Х-Ч)2 2 2 2=Ы --- ) - е - МХ " Х 2 Х 3 Х ф,- = о( (1) Хи работает следующим образом. Представим функциональные возможности (1) в разрядной форме в следующем видеч 9 ч ч оч ч ч оч .Чй,=1, -ЧЫ =Ых г ч ,=Д-ь;ч ч дч ч дчХЧ 4 ЧЫ=с, Ч- хо=О 1 (2)где Ч = (Ч,4, Чч ) 3 ох =(е 1 о)о х 2),), с=1,25);Ч 1 гИ0=(0,0,00 ) - разрядные векто.ры, представляющие собой разрядное изображение чисел х, Ы) 0;разрядные матрицы, представляющие собой разрядное иэображение у и х при п = 4 (и - число итераций).Вычисление значений разрядов оч каждого искомого вектораи векч чторов Ы 1Ы определяется по следующим рекуррентным выражениям: 1, Ч Ч (1)1-)2 О 25 Устройство для вычисления функций работает следующим образом.В исходном положении на первый 4и второй 5 информационные входы устройства подаются исходные значениях и у, после чего в схеме протекает переходной процесс, После окончания переходного процесса на выходе первого сумматора-вычитателя 3 1по выражению (3) образуется значеч 1) чние у = ч -2 х , которое поступает 35на первый вхо 4 второго сумматоравычитателя 3, и на выходе знакового его разряда образуется значение Ы, которое поступает на первый выход 10 устройства и управляющие входы первого сумматора 1и вычитателя 2 и второго сумматора-вычитателя 3. В первом сумматоре 1 и вычитателе 2 реализуетсявыражение (4) в связи с чем в них 45 ЧИ) ч 1 ч ъвычисляются значения оч = х +2ч -1 ч 1иЫ = х -2 Ч в соответственно (т,е,(1)противном случае), которые поступают на первые входы второго сумматора 1 и вычитателя 2. В то же время в зависимости от значения Ыравного "0" или "1", во втором сумматоре-вычитателе 3 моделируетсявторая строка выражения (3), т.е.55 ч)2) чО 1 -2 ч 11)55 Ч:ч -2-2 х , в связи с чем значр)чение ч из его выхода поступает напервый вход третьего сумматора-вы.читателя 3.1196850 4и и-го вычитателя 2. В и-м сумматоре 1 вычисляется значение которое поступает на первый выход 6,и первый вход (и+1)-го сумматора 1.В и-м вычитателе 2 определяется х -У(и-пм Р м(р 1 2 й Х 2 2 "ф 1 которое поступает на второй выход 7 и на первый вход (и+1)-го вычитателя 2. В (и+1)-ом сумматоре 1 модеч. Ч (О лируется выражение о 1= К+2 Уч (хф 1а а результат вычислений оХ поступает на третий выход устройства 8, Наконец, в (и+1)-ом вычитате- . ле 2 моделируется выражение ачФ(х-ч)Ы= в -поступает на четвертыйхвыход 7 устройства,3Аналогичным образом в каждом1-м сумматоре-вычитателе 3 моделируч чч Д 11 ется -я строка= Ч-2 х Е в связи с чем полученное значение х 31 поступает на первый вход5 Ц+1)-го сумматора-вычитателя 3, а на выходе знакового разряда 1-госумматора-,вычитателя 3 образуетсязначение Ы ., которое поступает на 3-й разряд 10 пятой выходной шины 10 значение и управляющие входы -го сумматора 1, -го вычитателя 2 и Ц+1)-го сумматора-вычитателя 3. При этомв -м сумматоре 1 вычисляется значчение с = с +2у , кото рое поступает на новый вход. Ц+1)-го сумматора 1, а в -м вычитателе определяется ЫО) = 2(Г 1 2.1 уикоторое поступает на новый вход(+1)-го вычитателя 2. Наконец,в п-м сумматоре-вычитателе моделируется в соответствии с (3) выра-жение у = у " " -2 х Е " , ана выходе знакового разряда образуется значение о, которое поступает на управляемые входы и-го сумматора 1