Устройство для дифференцирования и умножения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСООИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 06 Р 7/64 СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРР 543000, кл. С 06 Р 7/64, 1977.Авторское свидетельство СССРУ 11734 О, кл. С 06 Р 7/64, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИ УМНОЖЕНИЯ(57) Изобретение тельной технике и зовано в спецвычи чия задач, связан производной. Цель тносится к вычисли может быть испольеля х с вычисление изобретенияьных возможнт два блокара 2, 6, блосумматор 5,ует в избыто растей. ширение функционалУстройство садержпамяти, два регис Устном гистровои памятиройство функциони(четвертичном) ко за счет эие быстроде ствия. достигается повыш 1 ил., 1 табл. САНИЕ ИЗОБРЕТЕИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для создания спецвычислителей,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем вычисления первой производной по формуламаппроксимации левой, правой и цент-,ральной разностями и вычисления второй производной при аппроксимациицентральной разностью. 1 ОНа чертеже приведена схема устройства,Устройство содержит блок 1 памяти таблиц сложения, регистр 2 предыдущего результата, блок 3 памяти адреса регистра, блок 4 регистровойпамяти, сумматор 5 в избыточном коде, регистр 6 промежуточной суммы,входы 7-10 задания (3-1)-го, 3-го и(3+1)-го значений функции и исходных 2 Оконстант соответственно,Схема работает следующим образом,В соответствии с разностными алгоритмами первой и второй производныхЦ - 13о РХ13; - Б -1УчХо, 13 - 132 РХ ф13 + 1 - 213;+0у 2 -где У., - первая правая разностнаяпроизводная;О 1 - 17 и У - первая левая и центральнаяразностные производные;о Я7 - вторая разностная производзная; 4013 - исходная Функция.Как следует из (1), при дифференцировании выполняют операции сложение, деление (умножение на обратную величину).45Числитель Формируется в блоках 1 и 3. Величины 0 Б, 13 поступают последовательно разряд за разрядом соответственно на входы 7-9 устройства. В зависимости от состояния входов вычисляются числители пе 1 ременных: 00 - У С 1 - 7, 1 С - У, 11 - У. Операции, определенные в3числителе, выполняются для каждой цифры чисел., В блоке 1 записаны таблицы операций, определенных в (1), Определяют максимальное число, получающееся при сложении, Так как обратной связи нет, то максимум достига 3,(-4) А (-3) А (-2) А (-1) А (+1) А (+2) А (+3) А (+4) А О О О О О О О О П р и м е ч а н и е. А - 1/ЬХф.,1/Р Х, 1/2 РХ Таким образом, для умножения на цифру необходимо сформировать адресется при сложении трех максимальныхцифр. Кодирование цифр в четверичнойсистеме следующее (О, + 1, +2, -1), идля ликвидации пробела переноса бо -лее чем на два разряда допускаютсяцифры +3 и -2, Поэтому положительноемаксимальное число получится при сложении цифр 3 - 2 (-2) + 3 = 22, аотрицательное число - при сложениициФр (-2) - 23 + (-2) = -22, Такимобразом, на выходе блока 1 имеетсядвухразрядное число. Старший разрядпоступает на блок 3 непосредственно,а младший - с задержкой на один такт,Роль задержки выполняет регистр 2, навход синхронизации которого подаетсясинхросерия. В результате на входыблока 3 приходят цифры одного веса.В блок 3 записана таблица сложениядвух цифр. Максимальное значение суммы равно +4, минимальное равно -4.Таким образом, на выходе блока 3 должен был формироваться ряд -4, -3, -2,-1, О, +1, +2, +3, +4. На одну изцифр ряда необходимо произвести умножение числа 1/РХ, или 1/РХ, или1/2 РХ. С этой целью перед дифференцированием определяются кратные указанных величин и заносятся в блок 4регистров. Занесение осуществляетсяподачей адреса на входы адреса записи, сигнала записи на вход разрешения,записи и записываемой величинына вход 10. Соотношения между адресоми величиной, записанной в регистр,дано в таблице.1293728 ВНИИПИ Заказ 387/53 Тираж 673 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и вызнать содержимое соответствующего регистра. С этой целью сумма цифр, поступающих на входы блока 3, на выходе его кодируется в форме адреса регистра, т.е. если сумма равна (-4), то на выходе имеется 000, если (-3), то - 001 и т,д.Подачей сигнала на вход разрешения чтения содержимое ныбранного регистра поступает на сумматор 5 и скла дывается с предыдущей суммой. Перво начально в регистре 6 - нуль. Выходы разрядов регистра 6 соединены с входами разрядов сумматора 5 со сдвигом на один разряд, что обеспечинает на 15 каждом такте сдвиг текущего произведения на один разряд влево, Это обеспечивает согласование весов разрядов частичного произведения, поступающего с выхода блока регистров, и те кущего произведения, сформированного в сумматоре 5. Так как перенос в избыточной системе счисления пробегает не более одного разряда, то через один такт разряды производной начи нают появляться на выходе устройства. Устройство может выполнять операцию умножения. у = А х В = Б х (1/ьХ).30Для выполнения операции умножения на входы подается код 00, на вход 9 поступает О, на вход 8 - величина Б (В) - первый сомножитель, второй сомножитель (А) и его .кратные выбираются из блока регистров 4, куда они были предварительно занесены. ф о р м у л а изобретения40 Устройство для дифференцирования и умножения, содержащее регистр предыдущего результата, сумматор в избыточном коде и регистр промежуточной суммы, причем выход з.-го ( = 45 = 2,п) разряда сумматора в избыточном коде соединен с информационным входом (д)-го разряда регистра про.межуточной суммы, выход 1-го Ц = 1,п) разряда регистра промежуточной суммы 50 соединен с входом 3-го разряда первой группы сумматора в избыточном коде, выход первого (старшего) разряда которого соединен с выходом устройства,первый тактовый вход устройства соединен с входом синхронизации регистра предыдущего результата, второй тактовый вход устройства соединен с входом синхронизации регистра промежуточной суммы, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет вычисления первой производной по формуламаппроксимации левой, правой и центральной разностями и вычисления второй производной при аппроксимациицентральной разностью, оно содержитблок памяти таблиц сложения, блок памяти адреса регистра и блок регистровой памяти, причем входы двух старших разрядов адреса блока памяти таблиц сложения соединены с входами задания функции устройства, первая,вторая и третья группы адресных входов блока памяти таблиц сложения соединены с входами (с)-го, 1-го и9+1)-го значений функции соответственно устройства В = (2, п, выходы старших разрядов блока памятитаблиц сложения соединены с перноигруппой адресных нходов блока памятиадреса регистра, выходы младших разрядов блока памяти таблиц сложениясоединены с информационными входамирегистра предыдущего результата, выкоды которого соединены с второйгруппой адресных входов блока памятиадреса регистра, выходы которого соединены с входами адреса чтения блокарегистровой памяти, выход (д)-горазряда которого соединен с входом(1+1)-го разряда второй группы сумматора в избыточном коде, выход и-го разряда блока регистровой памяти подключен к информационному входу и-горазряда регистра промежуточной суммы,входы задания исходных констант устройства соединены с информационными входами блока регистровой памяти,входы задания адресов регистров устройства соединены с входами адресазаписи блока регистровой памяти, вход разрешения чтения блока регистровойпамяти соединен с третьим тактовымвходом устройства, вход разрешениязаписи блока регистровой памяти соединен с четвертым тактовым входомустройства.