Устройство умножения

26576 ОП ИС ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ Союз Советских Социалистических Республик. свидетельства22063268 (Лф 1233399/18-24) явлено 15.17,1 рисосд нение М. 1 хл,заявки-ет по делам ритет -ликовано 19.1.1972. Бюллетень4 открытий изобрет при Со е 1 у 1 ииистроеСОР ДК 681.325(088.8 публикования списания 21.111.1972 торыобретения Г, Н. Моисеева, А, И. Овруцкий и А. М, Шаума арственный университет им,Ленинградский Заявител Жданова СТРОЙСТВО УМНОЖЕНИЯ о входом 10- со входом Изобретение относится к вычислительной технике.Известао устройство умножения по авт, св.220632.Предлагаемое устройство позволяет выполнять операцию извлечения квадратного корня в любой системе исчисления на двух регистрах. Оно отличается тем, что в нем выход регистра результата подсоединен к первому входу сумматора, выход которого подключен через первую схему совпадения ко входу регистра результата, а выход счетчика разрядов через вторую схему совпадения соединен со вторым входом сумматора.На чертеже изображена блок-схема устройства.Устройство содержит разрядный регистр подкоренного числа и результата 1, вспомогательный разрядный регистр 2, сумматор 3, анализатор цифр 4, счетчик разрядов 5, элемент запрета б, управляющий выдачей из регистра 2 в сумматор 3; элемент совпадения 7, разрешающий запись цифры из анализатора 4 в регистр 2; элемент совпадения 8, разрешающий выдачу цифры из анализатора 4 в сумматор 3, элемент совпадения 9, управляющий выдачей результата из сумматора в регистр 1.Выход регистра 1 соединен ссумматора, выход регистра 2 записи элемента запрета б, выход элементазапрета б - со входом П сумматора и входом регистра 2, а выход сумматора - совходом 12 элемента совпадения 9. Другой5 вход 13 этого элемента соединен с блокомуправления вычислительного устройства, выход элемента 9 - со входом регистра 1, Выход 14 счетчика разрядов 5 соединен со входом элемента совпадения 7, входом элемента10 8 и входом запрета 15 элемента б. Второйвход элемента 7 соединен с выходом 1 банализатора цифр 4, а второй вход элемента8 - с выходом 17. Выход элемента совпадения 7 соединен со входом регистра 2, выход15 элемента 8 - со входом 11 сумматора, выход 18 счетчика разрядов 5 - с блоком управления вычислительного устройства.Рассмотрим работу предлагаемого устройства. Будем считать, что числа представлены20 в десятичной системе исчисления, хотя устройство пригодно для вычислений в любойпозиционной системе,Допустим, что числа в регистрах представлены с запятой, фиксированной перед25 старшим разрядом, т. е, извлекается кореньна числа О, аааВ регистре 1 находится подкоренное число, регистр 2 очищен, счетчик разрядов 5 ианализатор цифр 4 находятся в начальномЗО нулевом положении.Операция выполняется за число шагов,определяемое заданной точностью вычисления (максимальное число шагов и - 1), Каждый шаг состоит,из (Ь, + 2) циклов, гдеЬ - очередная цифра корня.Первый шаг, В счетчик разрядов 5 и анализатор цифр записывается по одной единице. На регистры 1 и 2 подаются последовательности импульсов сдвига,С выхода 17 анализатора цифр 4 на входэлемента 8 поступают сигналы, соответствующие записанному в анализаторе числу, а с выхода 1 б на вход элемента 7 - сигналы, соответствующие числу, уменьшенному на единицу, т. е. на,первом цикле сигналов на входенет.Подкоренное число поразрядно, начинаяс младшего, поступает в сумматор 3.Сигналами блока управления вычислительного устройства, поступающими на вход13 элемента 9, разрешается выдача результата из сумматора 3 через элемент совпадения 9 на вход регистра 1.Так как регистр 2 перед началом операции был очищен, а сигналов со счетчика разрядов 5 еще не было, (и - 2) младших разряда подкоренного числа без изменения проходят через сумматор,Одновременно с выдачей в сумматор(и - 1)-го разряда регистра с выхода 14 счетчика 5 на вход элемента совпадения 8 поступает сигнал, разрешающий выдачу числа анализатора 4 на вход 11 сумматора 3.В сумматоре это число вычитается из двухстарших разрядов подкоренного числа регистра 1.Результат из сумматора через элементсовпадения 9 поступает в два старших разряда регистра 1. Таким образом, после первогоцикла вычитания в двух старших разрядахрегистра 1 оказывается записанным результат вычитания, а в остальных (и - 2) младших разрядах - подкоренные числа, В регистре 2 по-прежнему ничего нет.Если результат вычитания положительный, число в анализаторе 4 увеличивается надве единицы и описанный выше цикл повторяется с той разницей, что теперь из промежуточного результата, записанного в двухстарших разрядах регистра 1, вычитаютсятри единицы, а с выхода 1 б анализатора 4через элемент совпадения 7 по сигналу навыходе 14 счетчика 5 в (и - 1) разряд регистра 2 записывается цифра 2 (число анализатора 4, уменьшенное на единицу).Описанные циклы повторяются до получения отрицательного остатка.Если при увеличении на два число анализатора цифр перестает быть меньше основания системы исчисления, единица переносапоступает в и-ный разряд регистра 2, а в анализатор 4 записывается единица. В результате младший разряд вычитаемого сказывается в анализаторе цифр 4, а старший -в и-ом разряде регистра 2. Отсюда видно 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 что анализатор разрядов представляет собойсчетчик на один разряд числа.Во время каждого цикла вычитания одновременно с (и - 1)-и сдвигом регистров сигнал с выхода 14 счетчика разрядов 5 поступает на вход запрета 15 элемента б, в результате чего цифра, записанная ранее в (и - 1)-мразряде регистра 2, заменяется новой, соответствующей вычитаемому на данном цикле,По получении отрицательного результатаостаток восстанавливается прибавлением к результату вычитания последнего цикла.Таким образом, в результате первогошага в регистр 2 в двух старших разрядахзаписывается удвоенное число циклов вычитаний до получения отрицательного остатка,что равно удвоенной цифре старшего рязряда,корня,Перед вторым шагом в счетчик разрядов5 записывается еще одна единица, а в анализатор цифр 4 единица записывается послеего очистки,Далее начинаются вышеописанные циклывычитания ряда нечетных чисел. В первомцикле каждого шага, начиная со второго, нарегистр 1 приходит не и сигналов сдвига,а (и - 1). Таким образом, на каждом следующем шаге число в регистре 1 сдвигаетсяна один разряд влево.На втором шаге уменьшаемое находитсяв трех старших разрядах регистра 1. Число,записанное в регистр 2 на предыдущем шаге,является старшими разрядами вычитаемого,а младший его разряд находится в анализаторе цифр 4.На этот раз удвоенное число циклов вычитаний записывается в (и - 2)-й разрядрегистра 2 до получения отрицательногоостатка на втором шаге из анализатора цифр4, т. е. число вычитаний на втором шаге определяет следующую цифру корня и т. д,На каждом шаге из (й + 1) старших разрядов регистра 1, где Й - номер шага, вычитается ряд нечетных чисел до получения отрицательного остатка. В конце каждогошага удвоенные уже определенные разрядыкорня находятся в (Й + 1) старших разрядахрегистра 2.По заполнении счетчика разрядов описанные выше ш аги пр екр аща ются.В регистре 2 находится удвоенное значение корня, в регистре 1 - остаток вычитания.Чтобы получить истинное значение корня,число в регистре 2 нужно умножить на 0,5.Поэтому после очистки регистра 1 число регистра 2 умножается путем пятикратногосложения. Промежуточный результат, а после умножения - окончательный результатпоступает из сумматора 3 через элемент совпадения 9 в регистр 1. Затем сигнал концаоперации с выхода 18 счетчика разрядов поступает в блок управления вычислительногоустройства,Предлагаемое устройство можно легкоприспособить для умножения и деления.326576 Предмет изобретения Составитель А, Плащин Техред Е, Борисова Корректор Т. Миронова Редактор Б. федотов Заказ 47/272 Изд, М 82 Тираж 448 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Тип. Харьк. фил. пред. Патент Устройство умножения по авт. св Мв 220632, отличающееся тем, что, с целью извлечения квадратного корня, в нем выход регистра результата подсоединен к первому входу сумматора, выход которого подключен через первую схему совпадения ко входу регистра результата, а выход счетчика разрядов через вторую схему совпадения соединен со вторым 5 входом сумматора,