Цифровой вычислитель функций тангенса и котангенса

1111 595738 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Санга Свветскнк Сааналистыческнх Реслублнквт. свид-ву олнительно 22) Заявлено 16.03.76 (21) 2335229/24 51) Ы. 06 Г 15 с присоединением заявки Ме сударственныи коми риорите ета Мнннстров СССделам нзсбретенийн открытий(45) Дата опубликования описанг 2) Авторы изобретения В. И. Корнейчук, В, П. Тарасенко, А, Сухди О Н Бойчев (НРБ) Н 1 Заявите Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 50-летия Великой Октябрьской социалистической революци4) ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ ФУНКЦИЙ ТАНГЕНСА И КОТАНГЕНСА1Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение в цифровых вычислительных машинах и специализированных устройствах,Известно устройство для вычисления функций тангенса и котангенса с помощью подпрограмм, реализующее численные методы 1.Из-за циклического характера вычислений быстродействие известного устройства низкое.Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство вычисления функции тангенса по подпрограмме, реализующее численный метод цепных дробей 2), содержащее выходной регистр, блок деления и регистр аргумента, выходы младших гг/2 разрядов которого соединены с первыми входами блока управления и блока умножения.К недостаткам прототипа относятся большие затраты машинного времени на вычисления функций тангенса.Целью изобретения является повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены постоянное запоминающее устройство, два регистра промежуточного результата и элемент ИЛИ, причем старшие и/2 разрядов регистра аргумента через постоянное запоминающее устройство соединены со вторыми входами блока управления и блока ум 2ноженпя и выходами старших гг/2 разрядовпервого регистра промежуточного результата,входы младших п/2 разрядов которого подключены к выходам младших и/2 разрядоврегистра аргумента, выход блока умножениясоединен со входамн младших п/2 разрядовВороо регистра промежуто пгого результата,Выходы обоих регистров промежуточного результата подключены соответственно к первоО му и Второму Входам Олок 2 деления, Выход которого соединен с первым входом элементаИ.1 И, второй вход которого подключен к выходу блока управления, а выход - ко входувыходного регистра,Па фиг, 1 изображена структурная схемапред; агаемого вьгчислителя; на фиг. 2 -функциональная схема блока управления.Вычислитель содержит п-разрядный регистраргумента 1, старшие и/2 разрядов которого20 подкл 10 чены через постоянное запоъ 1 пна 10 щееустройство (ПЗ) 2 и псрвым входам блокауправления О и Олок 2 умноженпЯ 4) к В 10 рымвходам которы.; подключены младшие гг/2 разряда регистра аргумента 1. В ПЗУ записаныспгачсппя функцпйг гд(Л), где разрядносп ар 1,.мента - гг/2. гг/2 ВыходоВ блока умноженияподкл 101 еньг ко В.ходам и/2 младших разрядов первого регистра промежуточного результата О. Ко входам старших гг/2 разрядов ьто 30 рого регистра промежутогного результата 6полключгпы разрядные шины ПЗУ 2, 2 ко входам сго младших п/2 разрядов подклк)иены выходы младших и/2 разрядов регистра аргу.мента 1. Выходы регистров проле)куточных результатов 5 и 6 подклОчсны ко входам блока э деления 7. Выходы блока делеи:я 7 и блока управления 3 связаны через элементы И,И 8 с входэи Выходного регистр 9. Входньс И 1 ины мстэоистВЯ 10 св 5132 ны с ихо.ми рсГИ- стрг ЯНГ мс 1. 2 1. 11В 1 Ислцтсг 1 ь ряоотяст слсч",10 щнл Оорг 30)1.По шинм 10 и регистр яргммснт 1 1 постми 1 ст н 32 нсьВстсЯ 77-РЯЗГ)51 дныЙ код ЯРГГ- мснг 1 Л и р.ля;1 х. ясь этОГО 1 Ол 2, солержацаяся и старших и/2 разрядах регистра 1 1,) (обозначим сс как Х,), поластся на входы ПЗУ 2. Это число является аргументом функции 1 д(Х) записанной в ПЗУ 2. Считанные знченпя функции поступаот с разрядных шин ПЗУ 2 на Входы блокЯ унргвлсиия 3 . б:ок 20 умюжеиня 4 и зписывиются в старших гг/2 раз)ядах второго 1)СГнстря промс)кутоного результата 6. Зна:ение 1 о(Х) умножается в блоке умно)кения ия число Х, содер)кащееся в млдших и/2 разрядах регистра аргуме-:та 1. 2)э Блок умножения устроен так, что результат умножения получается В дополнительпом коде. Ои записывается в )падших н/2 разрядах регистра промежуто н:ого результата 5. В старшие и/2 разряд этого регистра всегла зо записаны слиншьь (число 1+2 - "2). Таким образом, В регистре 5 получется число(2- -)+2-- 1 д(Л, Х.,)1=Г (Х,) + 2 " 2 Х,1 2 7 Х. 1 д(Х)Это число с достаточной точнослно представляет искомый Х. Действителы 01 д(Х) = 1 д(Х, +2 - "7 Х,) =.га(А) - а(Х 2-)1 - га(Х) д(Л; 2-Д) 50 ИО тяк как нри лалых Зн 1 ениях уГ,1 Х 2 2 - " тангенс От этого уГла ложО залсццть с достаточной точностьо знченцсм само 0 уГла, иыпяжсннОГО В рслипах. О:1(Л) - 1, (,2- 72 Л.Э - 72 г1 - р(Х) 2 "7 Х.,60 При значении и)8 погрешность от замены тянгеиса угля самим углом практически равна нулю. Тяк, например, при И=8 лаксималь) 1 - 2 - 7- Х, 1 о (Х,).В стринс и/2 р;зрядои регистра иромсжу- гоИОГО резмг Вгст 6 записывается кодцел 1 ф(Х), я в его младшие разряды записывается код Ис,г Х. 1 ким Образом, В реГистрс 6 получается сммма 1 о(Х)+2 - "7 Х., С гомо- .10 щью блока деления содержимое регистра 6 делГ 1 ся нг 1 содержимое ре 1 ист 1 эя 5, В резу.тьтате ч 7 го получается число ное значение, которое мохет принять аргумент, равно 2 - "-+ )2 - ", ири агом ябсогнотцяя огрсшность будет раин 6 10-. Если принять, то иункцн 51 0 лет и 1)1 е 11 ятьс 51 В тсх же предс 1 Ял кяк и ЯрГ с 1, 10 это знаение Выхо дит за пределы рзрядной сетки (оио на много мсцьшс веса самой младшей единицы). При мисличснин разрядности Ярг, мент; и флчкцнн погрешность млснпиС) ся.РСЗуЛЬЯт Вы ИСЛСНИя ИрОЛОЛИ: ерСЗ ЭГС- лснты 1,1 8 и зяинсыи;СС 1р.Гис 1 э )Лок управлся 3 усрос:5 к) )брзол,10 кОГДЯ СТргнис п,72 э 13 э 51 д 2)гуэсита 1 эаВ- иы нулю (Х,=-О), то в качестве результата ьы;Яс 17 С 51 зна 1 сцн лэадннх 77,2 разрядОВ 21 эГумсп ХТак как функции тагиен.я и котангенса взаимно обратныс, то посрсдстиом перестановки входов блока деления 7 на предлагаемом устройстве по описашому алгоритл) можно Вычислять Знгчсгня )Икции котянГснса.В прсдла;асмам вычислителе используется ПЗУ с емкостью 2"52 и бит, в то время, когда для вычисления функци тнгенса от п-разрядного аргумента с помощью устройства, работаощего по подпрограмме, используется оперативная игмягь с емкостью как минимум 69 и бит. Из этого следует, что при и)16 в предлагаемом Вычислтеле емкость памяти сокращается в 169/2" раз, причем испо,тьзуется более простая н более надежная постоян- ИЯЯ НЯМЯП,С другой с)оронь сели сигтч что длительность опсрации умно)кения и деления г-разрядных чисел раина и тактов, и вероятность ОГО, то содс 1 эжимо старИих и/2 1 эяЗ- рядов аргумглпа - нули, ринястся 2 - , то в)в)151 ВыИслсння зиасния функции танГсцса и ирсдлгасмом иы ислителе равно 1,57 г (1 - 2-) Гактои. В то Время, как для вычисления эой функции и;рототинс необходимы 1577+ 9 Гктои.Из изложенного следует, что быстродейстьие у предлагаемого вычислителя и (10 - , 63/гг) раз выше, чем у ирототица.Прсдлагсмос устройство может быть использовано а предприятиях выпускающих средств иьчисгГгсльно ехники, а так жс )стройсВ днскрегной тсхшки. ТсхцолОГия ИЗГОТОВЛСНИЯ ВЫ "1 ИС 11 ГГСЛЯ НЕ ОТ 7 ИсЕТСЯ С- ществшио от Схногони изготовления прото ша,Формула изобретения ЦифровоЙ Вычисг 1 псль функциЙ танКися н котигснса, содсржщий выходной регистр, блок деления и рс;цстр аргумепа, выходы младших и/2 разрядоь кото)Ого соединены с первыми ихо,Ялн Олок 1 ,правления и блока улножения, о т л и: а ю Гц и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены постоянное заполпшающсе устройство, два регистоя пэОмсжуточнОГО )езульт 2 та ц элемент Л 1, причем старшие гг 72 разрядов регистра аргумента через постоянное занолипарлова орина Тираж 841а Совета Минпсгроий и открытийаушская наб., д. 4,5 Подписно омит брет -35,пография, пр. Сапунова, 2 югцее устройство соединены со вторыми входами блока управления и блока умножения и входами старших и/2 разрядов первого регистра промежуточного результата, входы младших и/2 разрядов которого подключены к выходам младших и/2 разрядов регистра аргумента, выход блока умножения соединен со входам. младших гг/2 разрядов второго регист 1 за промежуточного результата, выходы обоих регистров громсжуточного результата подключсны соответственно к первому и второму входам блока деления, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй каз 114/3 Изд. М 286 НПО Государственного к по делам изо 113035, Москва, Жвход которого подключен к выходу блока управления, а выход - к входу выходного регистра. Источники информации,5 принятые во внимание при экспертизе1. Байков В. Д. и Смолов В. Б. Аппаратурпая реализация элементарных функций в1 ВМ. Изд. Ленинградского унивсрс 1 ггста,1975. с. 84.10 2. ЭЦВМ Проминь. Инструкции по эксплуатацш Л.Э.1,320.008.И. Мин-во приборостроения и средств автоматизации АСУ СССР,кн. 8.