Устройство для функционального преобразования упорядоченных массивов чисел

О П - -А Н-И-Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 20,1078 (21) 2676075/18-24с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Кг С 06 Г 15/34 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения В,П,Боюн Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УПОРЯДОЧЕННЫХ МАССИВОВ ЧИСЕЛ Изобретение отн сится к области вычислительной техники и может быть использовано в специализированных, и проблемно-ориентированных устройствах для выполнения различных функци 5 ональных преобразований над упорядоченными массивами чисел, Под упорядоченными массивами здесь понимаются массивы, в которых числа расположены в порядке возрастания или убывания их величины, Упорядоченные массивы довольно часто встречаются на практике, например массивы, полученные в результате квантования и дискрети зации по времени процессов разгона 15 двигателя, нагрева слитков в нагревательных колодках, кривых расхода энергии и материалов, пройденного пути и т,п, Неупорядоченные массивы могут быть упорядочены с помощью 20 специальных программ или устройств. Свойство упорядоченности массивов практически не использовалось на практике при функциональном преобразовании массивов чисел, поэтому в ка" честве аналогов и прототипа рассмотрены устройства для функционального преобразования неупорядоченных массивов. Известно устройство функционального преобразования одновременнотолько над одним числом значениемаргумента), построенного по различным принципам (с использованиемразличных разложений, конечных разностей, образующих дифференциальных уравнений и т,п,) 1).Для выполнения функциональныхпреобразований одновременно над массивом чисел могут быть использованы устройства для функциональногопреобразования одновременно над однимчислом, при этом количество их берется равным количеству чисел массива.Недостатком такой организации функциональныХ преобразований над массивом чисел являются очень большиеаппаратурные затраты, что ограничивает применение таких устройств.Известно устройство для функционального преобразования, основанное на базе табличных методов с использованием блока памяти, в котором по адресам-значениям аргумента записаны соответствующие им значения функции 2).В данном устройстве, выбранным в качестве прототипа, с частотой тактовых импульсов схема управления7281 Осущствляет прием чисел массивана регистр адреса, в соответствиис которыми блок памяти выдаетна регистр числа ранее записанныев блоке памяти значения фкнции, Стой же тактовой частотой осуществляется считывание значений Функции5с регистра числа через группу элементов И на выход результата. Разрядность и количество ячеек блокапамяти находятся в зависимостиот требуемой точности представления 10Функции, Обычно точность 8 представления функции, количество Иячеек и разрядность и связаны междусобой следующей зависимостью:1/8 =И:2."Так, например, при требуемой 35, точности представления функции 3 ==0,001 количество ячеек блока памятиИ=1024, а разрядность задания Функции п=10 двоичным разрядам. Поэтомунедостатком устройства-прототипа 20является большая емкость блока памя ти, "которая резко увеличивается"сувеличением требуемой точности иопределяется как С=Мыми битЦелью изобретения являетсясокращение аппаратурных затратустройства за счет значительного"сокращения требуемого объема памяти.Для достижения укаэанной целиустройство, содержащее регистр адреса, входы которого являются информационными входами устройства, блокпамяти, группу элементов И, выход.кОторых являются информационнымивыходами устройства, блок управления, тактовый вход которого является тактовым входом устройства,дополнительно содержит .блок сравнения и два счетчика, Причем выходырегистра адреса соединены с первойгруппой входов блока сравнения, 40вторая группа входов которого соединена с выходами первого счетчика,выход блока сравнения соединен суправляющим входом регистра адреса,управляющим входом блока управле.ния и управляющими входами элементов 45И группы, входы элементов И соединены с соответствующими выходами второго счетчика, счетный вход кото-рого подключен к выходу блока памяти, выход блока управления соединен со счетным входом первого счетчика и управляющим входом блокапамяти,Схема предлагаемого устройстваприведена на чертеже и содержит 55регистр 1 адреса, блок сравнения 2,"счетчик 3, блок памяти 4, счетчик5, группу элементов И 6 и блок управления 7,Тактовый вход 8 соединен со вхо- щдом блока управления, выход которогосоединен со счетным входом счетчика3 и управляющим входом блока памяти. Информационные входы 9 устройства соединены с входами регистра 1 33 4адреса, выходами подключенного кпервым входам блока сравнения 2,вторые входы которого соединеныс выходами счетчика 3, а выходс управляющими входами регистраадреса, группы элементов И 6 иблока управления 7, Выход блока памяти соединен со счетчным входомсчетчика 5, выходы которого черезгруппу элементов И соединены с информационными выходами 10,Устройство работает следующимобразом.Коды чисел массива последовательно друг за другом поступают по входу9 на регистр 1, разрешением приемачисла являются сигналы блока сравнения 2, Тактовые импульсы с входа8, пройдя блок управления 7, поступают на счетный вход счетчика 3 иуправляющий вход блока памяти 4,В отличие от прототипа в блоке памяти записаны не полноразрядныекоды функции, а только ее одноразрядные приращения с шагом, равнымединице младшего разряда. В качестве блока памяти может быть использован либо регистр сдвига, либоодноразряднОе запоминающее устройство со счетчиком адреса.Под управлением тактовых импульсов с блока управления 7, поступающих на управляющий вход блока памяти (на вход управления сдвигомпри использовании в качестве блокапамяти регистра сдвига или на счетный вход счетчика адреса при использовании запоминающего устройства),осуществляется считывание одноразрядных приращений функций с блокапамяти, которые поступают на счетный вход счетчика 5, При этомна выходе счетчика 5 появляютсязначения функции, соответствующие,количеству имйульсов, прошедшихна счетный вход счетчика 3 и управляющий вход блока памяти 4 Вмоменты сравнения кода в счетчике3 с кодами в регистре 1 блок сравнения 2 вырабатывает импульс, который управляет приемом следующегоравного или большего по величинечисла (т.к, массив упорядочен) нарегистр.1, осуществляет выдачу значения Функции со счетчика 5 черезгруппу элементов И б на выход 10,а также воздействует на блок управления 7, который запрещает прохождение тактовых импульсов с входа 8на входы счетчика 3 и блокапамяти 4,5 апрет напрохождение тактовыхимпульсов необходим, если вновьпоступившее Число на регистр 1 равно по величине предыдущему, В этомслучае осуществляются повторноесравнение кодов, повторная выдачарезультата и прием нового числана регистр 1, Если поступившее728133 вов чисел, содержащее регистр адреса, входы которого являются информационными входами"устройства, блокпамяти, группу элементов И, выходыкоторых являются информационными выходами устройства, блок управления,тактовый вход кОторого являетсятактовым входом устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюсокращения аппаратурных затрат,оно дополнительнб содержит блоксравнения и два счетчика, причемьыходы регистра адреса соедйненыс первой группой входов блока сравнения, втбрая группа вхбдов которогосоединена с выхбдами первбго счет чика, выход блока сравнения соединенс управляющим входом регистра адреса,управляющим входом блока управленияи управляющйми входами элементовИ группы, входы которых соединены 20 с соответствующими выходами второгосчетчика, счетный вход которогоподключен к выходу блока памяти,выход блока управления соединенсо счетным входом первого счетчика 5 и Управляющим входом блока памяти,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1,Благовещенский Ю,В, .Теслер Г,С.ЗО Вычисление элементарных функций наЭВМ. Киев, Техникаф, 1977.2.Оранский А,М.,Рейхенберг А,Л,Повышение эффективности вычисленийиспользованиемтабличных предпроцессо 35 ров, Сб. Теория и применение математических машин. Иэд. БГУ,им.В.И.Ленина, Минск,1972, с.148-159остави ехред С дактор Т.Юр в Подписное каз 1139/48 Тираж 751 ЦНИИПИ ГосударственногО комитета СС по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д Проектная,число на регистр больше предыдущего, то блок сравнения 2 не срабатывает и блок управления 7 разрешает прохождение тактовых импульсов" с входа 8 на входы счетчика 3 и блока памяти 4, Прохождение тактовых импульсов продолжается до момента сравнения кода в счетчике 3 с кодом в регистре 1, после чего аналогично описанному выше осуществляется выдача результата счетчика 5 и прием нового числа на регистр 1.Таким образом, эа время прогона счетчика от минимального до максимального значения происходит сравнение всех чисел массива с состояниями счетчика, для которых считаны соответствующие им значения функцииБыстродействие предлагаемого устройства при большой разномерности массива чисел соизмеримо с быстродействием прототипа, Однако его аппаратурные затраты значительно меньшеЭто обусловлено сокращением аппаратурных затрат блока памяти.В прототипе требуемая емкость блока памяти составляет (И ячеек х х и разрядов) бит, в предлагаемом устройстве - (М ячееК х 1 разряд)бит, т.е, в и раэ меньше. и -кратный выигрыш по аппаратурным затратам блока памяти значительно перекрывает дополнительные затраты в предлагаемом устройстве (два и -разрядных счетчика и и-разрядный блок сравнения). Устройство для функционального преобразования упо 1.ядоченных масси филиал ППП "Патент, г. Ужго Корректор ,Корректор Е.Папи