Устройство для вычисления логарифмов

(19) И 1) 442 1) 4 б 06 Р 7 556 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 5 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ 14 ОТНРЫТИЙ(71) Опытно-конструкторское бюро биологического машиностроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОГАРИФМОВ(57) Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах и устройствах автомати ки. Изобретение позволяет снизить аппаратурные затраты на устройство для вычисления логарифмов при одновременном повышении точности вычисления антилогарифмов. которое осуществляется сдвигом исходной мантиссы с добавлением к ней логической единицей со стороны старшего разряда в сторону младших разрядов с одновременным анализом на реверсивном счетчике характеристики логарифма,соответствующей рассматриваемой мантиссе. Устройство содержит регистры сдвига 1 вход 2 тактовой частоты 1 формирователь импульса 3 по спаду, реверсивный счетчик 4, элемент НЕ 5, элементы И НЕ 6 - 9, элементы НЕ 1 О, 11, элементы И-НЕ 12 - 16, вход запуска 17, вход 18 задания режима устройства. 1 ил.5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в специальных вычислительных устройствах и устройствах автоматики.Цель изобретения - упрощение устройства.На чертеже представлена блок-схема устройства для вычисления логарифмов 16-разрядного числа.Устройство содержит регистры 1 сдвига, вход 2 тактовой частоты, формирователь 3 импульса по спаду, реверсивный счетчик 4, элемент НЕ 5, элементы И-НЕ 6 - 9, элементы НЕ 10, 11, элементы И-НЕ 12-16, вход 1 запуска, вход 18 задания режима устройства, входы-выходы 19-29.Сущность вычисления антилогарифма состоит в дополнении к мантиссе логарифма со стороны ее старшего разряда логической единицы и последующем анализе величины характеристики логарифма, соответствующей этой мантиссе. Величина характеристики определяет, сколько раз надо сдвинуть в сторону младших разрядов дополненную мантиссу. Сдвинутая в сторону младших разрядов дополненная мантисса является искомым антилогарифмом.Устройство для вычисления логарифмов работает следующим образом.Для осугцествления логарифмирования на входе 18 выбора режима устройства должен быть уровень 1. С приходом отрицательного импульса запуска с входа 17 на вход предварительной установки реверсивного счетчика 4 в счетчик записывается информация 1111. При этом на выходах элс ментов И-НЕ 8 и 6 присутствуют уровни , которые, поступая на входы управ- лени записью-сдвигом регистра 1 сдвига, устанавливают его в режим параллельно ввода. Формирователь 3 выделяет спад импульса запуска, который через элемент И-НЕ 3 поступает на вход синхронизации регистрасдвига, вызывая запись информации. ь 1 ерез интервал времени, равный длительности импульса запуска, на выходе элемента И-НЕ 8 находится уровень О, а на выходе элемента И-НЕ 16 сохраняется уровень 1. Такая комбинация логических уровней на входах управления записью-сдвигом регистрасдвига подготавливают регистр к сдвигу информации в сторону старших разрядов, Если записанное в регистр 1 входное число таково, что его старший разряд равен нулю, то элемент И-НЕ 9 открывается, импульсы тактовой частоты проходят с входа 2 устройства через элемент И-НЕ 9 на вычитающий вход реверсивного счетчика 4, а через элемент И-НЕ 13 на входы синхронизации регистра 1 сдвига. Информация, записанная в реверсивный счетчик 4 импульсом запуска, с каждым тактовым импульсом уменьшается на единицу до тех пор, пока в старшем разряде регист 1)а сдвига 1 не появится единица, которая запретит прохождение тактовых импульсов через элемент И-НЕ 9 на вычитающий вход реверсивного счетчика 4 и на входы синхронизации регистров 1 сдвига. Одновременно на выходе элемента И-НЕ 12 формируется положительный перепад, сигнализирующий о том, что вычисление логарифма закончено. Этот перепад возникает за счет появления уровня О на входе элемента И-НЕ 12. Характеристика логарифма имеется на выходах реверсивного счетчика 4, а мантисса - на выходах. регистра 1 сдвига. Например, требуется вычислить логарифм числа 257 пь Его двоичная запись лмеет вид 257 ц,= =-.=0000000100000001;.Под воздействием импульса запуска в реверсивный счетчик 4 записывается информация 15 о -- 111 р. Процесс вычисления логарифма заканчивается, как -ольке старшая текугцая единица логарифмуемого числа сдвинется на место старшего разряда регистра 1 сдвига. Для этого информацию надо сдвинуть в сторону старших разрядов для данного случая семь раз. За это время информация реверсивного счетчика уменьшается на семь и равна 5 о - 7 о=8 о=0002.Таким образом, двоичный логарифм числа 257 равел 1000,000000010000000. Семь нулей мантиссы правее единицы споормировались в результате семикратного сдвига вправо нулевой информации на входе сдвига вправо регистра 1 сдвига. Для осуществления антилогарифмирования на входе 18 задания режима устройства. должен быть уровень О. На информационные входы регистра 1 сдвига подается значение мантиссы, а на входы предварительной установки реверсивного счетчика 4значенис характеристики. С приходом отрицательного импульса запуска на вход 17 устройства и на вход разрешения записи реверсивного счетчика 4 в счетчик записывается значение характеристики. При этом на выходах элементов И-НЕ 8 и 16 присутствуют 1, которые, поступая на входы управления записью-сдвигом регистра 1 сдвига, устанавливают его в режим параллельного ввода, Формирователь 3 выделяет спад импульса запуска, которыл через элемент И-НЕ 3 поступает на входы синхрочизации регистра 1 сдвига, вызывая запись значения мантиссы. Через интервал времени, равный длительности импульса запуска на выходе элемента И-НЕ, 8 сохраняется уровень 1, а на выходе эле. мента И-НЕ 16 присутствует уровень О. Гакая комбинация логических уровней на входах управления записью-сдвигом регистрасдвига подготавливает регистр к сдвигу записанной информации в направлении от старших разрядов к младшим.1434429Если значение характеристики, записанной в реверсивный счетчик 4, не равно 15 о=11112, на выходе элемента И-НЕ 6 присутствует уровень 1, который разрешает прохождение через элемент И-НЕ 14 им 5 пульсов тактовой частоты на суммирующии вход реверсивного счетчика 4, а через элемент И-НЕ 13 - на входы синхронизации регистра 1 сдвига. Информация, записанная в реверсивный счетчик 4, с каждым тактовым импульсом увеличивается 10 на единицу до тех пор, пока счетчик не установится в состояние 11112=15 о. Это состояние вызывает появление уровня О на выходе элемента И-НЕ 6, который запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент И-НЕ 14 на суммирующий вход реверсивного счетчика 4 и на входы синхронизации регистра 1. Счет счетчика и сдвиг регистра прекращаются. Одновременно на выходе элемента И-НЕ 12 формируется положительный перепад, сигнализирую ший о том, что вычисление антилогарифма закончено. Этот перепад возникает за счет появления уровня О на входе элемента И-НЕ 12. Значение антилогарифма появляется на выходах регистра 1 сдвига.Например, требуется вычислить число, логарифм которого равен 1000,000000010000000. Под воздействием импульса запуска в реверсивный счетчик записывается характеристика 1000 г=8 о, а в регистр 1 сдвига 100000000000000. Процесс вычисления антилогарифма заканчивается, как только реверсивный счетчик 4 принимает состояние 11112= 15 о, т. е, до остановки на счетчик поступает семь импульсов тактовой частоты. Значит информация, записанная в регистр 1 сдвига, сдвигается за это время семь раз и к моменту остановки сдвига принимает значение 0000000100000001 в = - 257 40 Формула и:обретения Устройство для вычисления логарифмов, содержащее регистр сдвига, реверсивный счетчик и два элемента НЕ, причем вход запуска устройства соединен с входом синхронизации реверсивного счетчика, вход задания режима устройства соединен с входом первого элемента НЕ, отличающееся тем, что, с целью упрощения, оно содержит третий элемент НЕ, девять элементов 4И-НЕ и формирователь импульса по спаду, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом регистра сдвига, вход разрешения записи которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ 4 входом суммирования реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с входом тактовой частоты устройства и первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с входом задания режима устройства и первыми входами четвертого и пятого элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены соответственно с выходом старшего разряда регистра сдвига и входом запуска устройства, подключенного к первому входу шестого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, первым входом седьмого элемента И-НЕ и вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход седьмого элемента И-Н соединен с первым входом восьмого элемента И-НЕ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом четвертого элемента И-НЕ и выходом окончания вычисления устройства, выход пятого элемента И-НЕ соединен с первым входом управления регистра сдвига, второй вход управления которого соединен с выходом шестого элемента И-НЕ, выходь 1 разрядов реверсивного счетчика соединены с соответствующими входами девятого элемента И-НЕ, выход которого через третий элемент НЕ соединен с вторым входом седьмого элемента И-НЕ, третий вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом девятого элемента И-НЕ, выод старшего разряда регистра сдвига соединен через второй элемент НЕ с третьим входом второго элемента И-НЕ, вход запуска устройства соединен с входом формирователя импульса по спаду, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, информационный вход реверсивного счетчика соединен с входом логической единицы устройства и входом старшего разряда информационного входа регистра сдвига, выходы регистра сдвига и реверсивногосчетчика соединены с выходом функции устроистваСоставитель Л. ЗоринРедактор Л. Пч ол и иска я Текрел И. Верее 1;оргектор . МускиЗаказ 5556/5 Тираж 704 о пнеВНИИПИ Государственного комитета СССР по лелам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., л. 45Производственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгорол, л. Проектная, 4