Устройство для вычисления обыкновенных цепных дробей

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфивэ Советских Социалистических бвесиубник(43) Опубликовано 250578.Бтоллетень ЭВ 19 Гввраврвтввввми ававтвт Ввввтв Мвяввтрав ВСЕ вв 1 вевя вввбрвтвввб р втврятвб(45) Вата опубликования описания 050578(71) Заявитель Таганрогский радиотехнический институт имени В.Д.Калмыкова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОБЫКНОВЕННЫХ цепных дРОБейИзобретение относится к области вычислительной техники н может быть использовано при конструировании и разработке специализированных вычислМ- тельных устройств5Известна циФровая модель, реализующая специальный спософ вычисления цеттных дробей, суть которого эаключаетсв в следующем 1). Предварительно дробьЮЬ Р 1 Рв Р,к % в кгде Акф),А" РА -а ) Ь . Ь,. РВ .при Ао= 0;Вв 1;В -с),к а 2п,преобразуется к такому виду, ри котором коэФФициенты а 1, Рк принадлежат множеству: 1,а ; о,а 1,11 Цифровая модель состоит иэ двухкомбинационных сумматоров, регистров,блоков задержки, четырех блоков умнофжения и блока деления. По принципу 2действия модель является последователь.ной, поскольку .осуществляет,последовательные вычисления рекуррентных соотнощений, Ь, В (к а 2,3н ).Кроме того, предварительное преобразование цепной дроби к требуемому видупо довольно сложному алгоритму самопо себе предполагает дополнительныевычисления и, что более в;.жно, приводит к резкому увеличению количествазвеньев дроби по сравнению с исходнымвыражением 11) . Это в свою очередьувеличивает количество итераций К и,как следстаие, уменьщает быстродействие реализующей,данный способ модели.Наиболее близким по техническойсущности к предложенному является устройство для вычисления обыкновенныхцепных дробей, содержащее основнойканал, состоящий из интеграторов исумматора, выход которого подключенко входу приращения подынтегральнойФункции первого интегратора, выходывторого и третьего интеграторов подсоединены к соответствующим входамсумматорами,Недостатком этого устройства является малое быстродействие.Целью изобретения является повышение быстродействия..Это достигается тем, что в предложенное устройство введены п дополнительных каналов, каждый иэ которых состоит иэ четырех интеграторов н сумматора, выход которого подключен ко входу приращения подынтегральной Функции первого интегратора соответствую-. щего канала, выходы второго, третьего и четвертого интеграторов подсоедине нй к соответствующим входам сумматора данного .канала, инверсный выход первого интегратора подключен ко входам приращений независимой переменной третьего и четвертого интеграторов данного канала, входы приращений независимой переменной первого и второго интеграторов основного и дополнитель ных каналов подсоединены к входной шине независимой машинной переменной, вход приращений подынтегральной Функции четвертого интегратора подключен к выходу сумматора последующего канала, инверсный выход первого интегратора основного канала подсоединен к входу приращений независимой переменной третьего интегратора, выхоцы подын.2 тегральной функции первого интегратора основного канала и первого интегратора дополнительных каналов являются соответствующими выходами устройства. ЭОНа чертеже показана структурная схема предложенного устройства.Устройство содержит интеграторы 1-4, сумматор 5, Входы приращений не зависимой переменной интеграторов 1, 35 2 во всех, п группах объединены и подсоединены к шине б, на которую поступают приращения аФ независимой машинной переменыой 1 . На входы 7 постоянных коэффициентов поступают значения Рк; на входы 8 постоянных коэффициентов поступают значения с. С выходов 9 подынтегральных функций снимаются резулътаты вычисленийВ устройстве все звенья цепной 4 дроби (1) вычисляются одновременно путем решения следующей системы неоднородных разностных уравненийВ, .-( .+.д Р аЬк(ъ+Ф) Ч(к-З)( тйгЧк( К Ка 3,еЧ 5+, =ф (0,1,Теоретическк и практически уставовлево, что итерационный процесс, соответствующий раэностному уравнению, сходится, если ь 1 1Следовательно, существует такой шаг М1, при котором, начиная с некоторого значения (к(1+1) (где О - заданная погрешность вычислений. Иными словами ц( (к=,йп) явля-. ются результатами вычислений, а у,( является значением вычисляемой цепной дробиеРаботает предлагаемая циФровая модель следующим образом.Перед началом вычислений приращения д отключаются и на входы 7 интеграторов 2 каждой группы К-того канала подаются Рк, а на .входы 8 значения. В регистры подынтегральной функции интеграторов 1, 4 записываются началВ- ные значения (обычно нулевые), После этого на шину 6 подаются приращения Ы , которые отключаются в тот момент, когда ау, Р т.е. в момент досф тижения требуемой точности вычислений.Использование решающих блоков циф-. ровых интегрирующих структур, а именно цифровых интеграторов и цифровых сумматоров, и объединение их в П идентичных дополнительных каналов позволяет получить быстродействующую, точную, однородную цифровую модель, удобную для изготовления на основе современной интегральйой технологии.Формула изобретенияУстройство для вычисления обыкновенных цепных дробей, содержащее основной канал. состоящий из интеграторов и сумматора, выход которого подключен ко входу приращения подынтегральной функции первого интегратора, выходы второго и третьего интегратора подсоединены к соответствующим входам сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство нведены а дополнительных каналов, каждый.из которых состоит иэ четырех интеграторов и сумматора, выход которого подключен ко входу приращения подынтегральной Функции первого интегратора соответствующего канала, выходы второго, третьего и четвертого интеграторов подсоединены к соответствующим входам сумматора данного канала, инверсный .выход первого интегратора подключен ко входам приращений независимой переменной третьего и четвертого интеграторов данного канала, входы приращений независимой переменной первого и второго интеграторов основного и дополнительных каналов подсоединены к входной шине независимой машинной переменной, вход приращений подынтег- ральной функции четвертого интегратора подключен к выходу сумматора последующего канала, инверсный выход перного интегратора основного канала подсоединен к входу приращений йезависимой переменной третьего интегратора,608181 Составитель И,ДубининаРедактор Е,Кравцова Техред,Е. Давидович Корректор Н.Ковалева Подписноеа Министров СССкрытийнаб., д, 4/5 Тираж 826 дарствениого комитета Совепо делам изобретений и о 35, Москва, Ж, Раушская каз 2804/34 ЦНИИПИ4 илиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, выходы подынтегральноя функции перво-го интегратора основного канала и пер"ного интегратора дополнительных каналов являются соответствующими выходами устройства. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: 1. Игаса- Вагао Ъщлоп Арр 1 СсоССоп о 1.саССцеод гасССолс саг асС вчаЬаСоч:о оегСсаи озсОапь ап а а 1 СаВ оотп 5 рнСег 1 ЕЕ 1 Тгвоь сотроС ",1974,. С, 9 3, 301-309.2. Авторское свидетельство СССР9 217075, кл. Ф 06 Ю 1/02, 1967.