Множительное устройство

Г ь,т :г т н. 5 и.п.- т, . ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ р 86433 Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 30.04,77. Бюллетень511 М. Кл.з С 06 Г 7/39 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(о 3) УДК 681 3(088 8 ата опубликования описания 22.06.7 2) Авторы нзобрстени(71) Заявитель ИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВ 54) предлагаемоелок умножерезультата,Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для перемножения величин стохастическим способом,Известно множительное устройство, содержащее генератор случайных чисел, регистры сомножителей и результата, схему совпадения и схемы сравнения.Но это устройство имеет низкое быстродействие.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является множительное ус- ройство, содержащее регистр результата, регистры операндов, выходы разрядов которых соединены с первой группой входов первого блока элементов И, вторая группа входов которого соединена с генератором тактовых импульсов и первой группой входов второго блока элементов И, вторая группа входов которого подключена к датчику случайных чисел, а выходы блоков элементов И соединены с соответствующими входами схем сравнения.Низкое быстродействие этого устройства обусловлено необходимостью проведения большого числа статистических испытаний в процессе вычисления произведения.Цель изобретения - повышение быстродействия множительного устройства.Это достигается тем, что вустройство введен логический бния, соединенный с регистром причем входы логического блока умноженияподключены к выходам схем сравнения и выходам первого блока элементов И, соединенного со старшими разрядами регистров опе 5 рандов. В предлагаемом устройстве используется многосимвольное вероятностно-импульсное представление сомножителей и произведения.На чертеже представлена блок-схема пред 10 лагаемого множительного устройства.Оно состоит из регистров операндов , старшие разряды 2 которых и выходы младшихразрядов 2 соединены с первым блоком элементов И 3. Устройство содержит также схе 15 мы сравнения 4, второй блок элементов И 5,генератор тактовых импульсов 6, датчик случайных чисел 7, логический блок умножения8 и регистр результата 9,Устройство работает по статистическому20 принципу. Двоичные коды сомножителей Х;,заданных на интервале (О,1), записываютсяв соответствующие регистры операндов 1.11 ри подаче тактового импульса с генератора6 на блок элементов И 3 на первые входы25 схем сравнения 4 списываются значения х;,соответствующие младшим разрядам кодовсомножителей. На вторые входы схем сравнения 4 списываются случайные числа Я; с разных выходов датчика случайных чисел 7. ЕслиЗО в результате сравнения (статистического ис3пытания) окажется, что Х;)Ж, то на выходе соответствующей схемы сравнения 4 появится 1, в противном случае - О. Такие статистические испытания повторяются многократно. Таким образом, в устройстве осуществляется представление величины Х; в виде бинарных вероятностно-импульсных последовательностей, которые поступают на входы логического блока умножения 8, Длина этих последовательностей (количество статистических испытаний) определяет быстродействие множительного устройства. Значения старших разрядов 2 регистров операндов 1 подаются через блок элементов И 3 на входы логического блока умножения 8. Если таких разрядов К, то весь интервал (0,1) разбивается на К диапазонов, и значения старших разрядов однозначно указывают тот диапазон, в котором лежит соответствующий сомножитель, С выходов логического блока умножения 8 снимается произведение, представленное в виде многосимвольной вероятностно-импульсной последовательности. Код, снимаемый с выходов логического блока умножения 8 в произвольный момент времени, является кодом символа соответствующей многосимвольной последовательности. Коды символов поступают на входы младших разрядов регистра результата 9, и к его содержимому добавляются значения, равные истинным весам поступающих на его входы символов. Младшие разряды регистра результата 9, связанные с выходами логического блока умножения 8 (за исключением самого младшего разряда), работают как сумматоры. Таким образом, в регистре результата 9 накапливается число, которое тем ближе к произведению исходных чисел, чем больше проведено статистических испытаний. Для вероятностно-импульсного бинарного представления сомножителей с точностью16( - , (где и - разрядность сомножите)илей) требуется не менее У=2,25 2" статистических испытаний. В рассматриваемом множительном устройстве для случая двух сомножителей Х и Хз и одного разряда в части 2 регистров сомножителей 1, указывающего, в каком из двух диапазонов (О; 1/2) или (1/2;1) лежит соответствующий множитель, поЖтребуется лишь У= - статистических испытаний при той же точности результата, т. е. быстродействие устройства увеличилось в 4 раза. Логический блок умножения 8 для рассматриваемого устройства имеет четыре входа и три выхода, Функционирование этой схемы полностью описывается табл. 1 соответствия входов и выходов.В табл. 2 приведены веса, соответству 1 ощие символам сомножителей и произведения.В таблицах используются следующие обозначения:Хь Ха - входные сигналы, соответствующиезначениям старших разрядов кодов сомножителей Х, и Хз, Таблица 1 Код си.чволов произведения х,А 2 О О О О 0 0 О 1 О 0 0 1 О 1 1 0 Таблица 2 Вес символов произведения 0 0 0 0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1 1 1 1 00,50,5100,50,5100,50,5100,50,51 0000О0,250,250,500,250,250,500,50,51 Из таблиц видно, что коды 01 и 10 соответствуют одному и тому же символу сомножителей (а именно символу, вес которого равен 0,5), Для произведения же каждому из четырех символов соответствует единственный код.Таким образом, в рассмотренном устройстве используется двухлин ейное трехсимвольное представление сомножителей и трехлинейное четырехсимвольное представление произведения. Из табл. 2 видно, что вес символа произ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 63 65 Хь Хз - входные сигналы, поступающие свыходов соответствующих схемсравнения 4;У - выходной сигнал, поступающий навход первого (младшего) разрядарегистра результата 9;У - выходной сигнал, поступающийна вход второго разряда регистрарезультата 9;Уз - выходной сигнал, поступающий навход третьего разряда регистра результата 9.556433 б Составитель Д Киселев Техред Л. Котова Корректор Л. Денискина Редактор С. Заика Заказ 112/5 Изд, М 419 Тираж 815 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 ведения равен произведению весов и символов сомножителей.В рассмотренном множительном устройстве второй и третий разряды регистра результата 9 работают как сумматоры.Если в предлагаемом множительном устройстве К старших разрядов каждого регистра операндов 1 подключены к входам логического блока 8 (не связаны со схемами сравнения 4), то быстродействие такого устройства (при оценке по верхней границе числа испытаний) в 2 раз выше, чем быстродействие известных устройств умножения, работающих по статистическому принципу. Формула изобретенияМножительное устройство, содержащее регистр результата, регистры операндов, выходы разрядов которых соединены с первой группой входов первого блока элементов И, вторая группа входов которого соединена с генератором тактовых импульсов и первой группой 5 входов второго блока элементов И, втораягруппа входов которого подключена к датчику случайных чисел, а выходы блоков элементов И соединены с соответствующими входами схем сравнения, отличающееся тем, что, 10 с целью повышения быстродействия устройства, в него введен логический блок умножения, соединенный с регистром результата, причем входы логического блока умножения подключены к выходам схем сравнения и выхо дам первого блока элементов И, соединенного со старшими разрядами регистров операндов.