Устройство для округления числа в двоичном коде

по 995088 Союз СеветскикСоциалистическихУасиублик Р 1 РД К з с присоединением заявки М 6 Об Р 7/38 Государстаеннмй койнтет СССР по дедам нзобретеннй н открытийДата опублииееаиия описания 07.0233(54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ОКРУГЛЕНИЯ ЧИСЛА ИЧНОМ КОДЕ ение относится к цифровой ф-ер и происходит оплеиие ошиоок ьной технике и может быть : округления.ко в;вычислительных машйиах Наиболее близким по технической . вах с повыше;нниеи требова 5 сущности к предлагаемому является ус чности вычислений, особей-. . - тройство для округления числа содере работы с алгебраическими: жащее элементы И, ИЛН, регистр резульредставленнвеи в любой из= татов с дополаительннеи разрядамй 21. оичной форме. " . Известное устройство позволяет о устройства для округления ц) уменьшить погрешность суэееы положиержащеерегистр результата . . тельных округленных. чисел и устранить рующим входом младшего раз-. ее систематическое. смещение,ио энаолнительные:. разряды, в ко-. чительно усложняет устройство. гление состоит в подсумми- Недостатком известного устройства результату содержимого .стар- является и то, что погрешность округбрасываемых разрядов (1) 1 ления неоптимальна, так как возможно тком известного устройства. накопление ошибки округления, когда , что погрешность округле- действия над округленниеи числами и имо от знака числа может знак последних не определены. Опти" ложительнойф так и отрица мальная погрешность, т.е. строгая ли она по абсолютной вели статическая несмещенность погрешности половины веса младшего при выполнении над алгебраическими случае равенства половине округленном числами любых. операций го разряда погрешностьв любой последовательности, возможна на (максимальна по абсолют" не при чередовании знака экстремальне) и имеет знак, противо" 25 ной погрешности, а при случайном равнаку числа, если оно пред- новероятном его появлении. ямым кодом, и отрицатель- Цель изобретения - расшире сли - дополнительньи. Это. . ласти применения за счет возм и тому, что погрешность ок-. округления числа в обратном к и сит систематический харак- Зц упрощении и повышении точност нак т ние обожностоде при.Изобретвычислитедиспользоваи устройстниями к тоио в случачислами, пвестной двИзвестичисла", содс подсуммиряда и:доптором окруровании кщего иэот::Недостаявляется,тония независбыть как потельной, .есчине меньшеразряда. Ввеса младшеэкстремальной велнчиположный зставлено прный знак, е.приводит кругления но ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУУказанная цель достигается тем,что в устройстве для округления числа в двоичном коде, содержащем регистррезультата с дополнительными разряда-ми, элементы И и ИЛИ, причем входыпервого элемента ИЛИ подключены к выходам всех дополнительных разрядоврегистра результата, исключая старший дополнительный разряд соответственно, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу первого элемен та И, второй вход которого подключенк выходу старшего дополнительного разряда регистра результата, выход первого элемента И подключен к первомувходу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входутриггера младшего разряда регистрарезультата, входы второго элемента Иподключены к выходу знакового разряда регистра результата и к управляющему входу прямого и обратного кодовустройства соответственно, выход второго элемента И подключен к первомудополнительному входу первого элемента ИЛИ, второй дополнительный входкоторого подключен к выходу младшегоразряда регистра результата, входытретьегб элемента И подключены к входам первого элемента ИЛИ соответственно, а выход третьего элемента И подключен к второму входу второго эле- З 0мента ИЛИ,На чертеже представлена структурнофункциональная схема устройства.Устройство содержит регистр 1 результатов, элемент И 2, счетный вход З 53 триггера младшего разряда 4 регистра результата, элемент ИЛИ 5, старшийдополнительный разряд б, группы дополнительных разрядов 7, знаковый разряд8, элементы И 9, ИЛИ 10, И 11, управ.ляющий вход 12.Устройство работает следуюищм образом.Округление положительных и отрицаттельных чисел, представленных в прямом,цили дополнительном двоичном коде,состоит в прибавлении поправки к сохраняемым разрядам числа, значения которых записаны в регистре 1 результата. Поправка формируется на элементеИ 2, выход которого соединен со счетным входом 3 триггера младшего разряда 4 регистра 1 результата. Один входэлемента И 2 подключен к выходу старшего дополнительного разряда б. Выхо-ды остальных дополнительных разрядов7 соединены с входами элемента ИЛИ 5,дополнительный вход которого подключен к выходу триггера младшего разряда 4 регистра 1 результата. Другойвход элемента И 2 подключен к входу 60элемента ИЛИ 5. Экстремальная погрешность округления имеет место при зна"чениях ф 1 в старшем допопнительном разряде б и0 во всех осталь"ных дополнительных разрядах 7. Пос кольку содержимое последних и младшего разрядов регистра результата, которое независимо от знака числа, может с равной вероятностью принимать оба значения, подается на входы элемента ИЛИ 5, на его выходе будет значение 0 в половине случаев возникновения экстремальной погрешности округления. Это значение поступает на вход элемента И 2 и запрещает прохождение через другой вход и выходэлемента И 2 сигнала 1, поступаюцего из старшего дополнительного разряда 6 на вход 3 для подсуммирования с содержимым регистра 1 результата, только в половине случаев экстремальной погрешности, Последним обеспечивается равновероятность знака экстремальной погрешности и независимость его от знака числа, а в целом - несмещенность погрешности, Во всех остальных случаях прохождение сигнала 1 через элемент И 2 не запрещено,. так как на выходе элемента ИЛИ 5 будет значение 1. -Учет знака числа необходим при округлении чисел, представленных в обратной двоичном коде, так как экстремальная погрешность округления отри" цательных чисел: возникает при иных значения, а именно - 0 в старшеми 1 во всех остальных дополнительных разрядах. Для округления чиселв обратном коде элемент ИЛИ 5 дополнен входом, который соединен с выходом знакового разряда 8Входы элемента И 9 попарно объединены с входа. ми элемента ИЛИ 5, а выход соединен с входом элемента ИЛИ 10, Выход зле мента И 2 соединен с другим входом дополнительного элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с входом 3,Устройство, используя элемент И 11,входкоторого соединен с выходом знакового разряда 8, а выход - с соответствующими попарно объединеннюяи входами элемента ИЛИ 5, и элемент И 9, выполняет округление числа в прямом и дополнительном кодах: если на управляющем входе 12 элемента И 11 значение 0 - в прямом, а если значение ф 1, то - в обратном.Технико-экономический эффект выражается в построении универсальногоустройства .для округления числа в двоичном коде, которое выполняет округление алгебраических чисел с любой из известных форм представления знака - прямьм, дополнительным или обратным кодом - с минимально возможной погрешностью, не превышающей половины веса младшего разряда, При этом обеспечивается строгая несмещенность погрешности, т.е. ноль математического ожидания ее независимо отзнака округляемых чисел. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство упрощено.995088 Формула изобретения Состав Техред ль ВКайдановКастелевич Ко тор Г; Огар Редактор А. Ворович Тираж 704 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 3035, Москва, Ж, Рааказ 646/34 Подписио комитета СССРй и открытийушская наб., д. 4 тентф,г ктная,4 илиал ППП ород, у Устройство для округления числа в двоичном коде, содержащее регистр результата с дополнительнийи разрядами, элементы И и ИЛИ, причем входы первого элемента ИЛИ подключены к выходам всех дополни.ельнык разрядов регистра результата, исключай старший дополнительный разряд соответственно, выход первого элемента ИЛИ подключен 1 О к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу старшего дополнительного разряда регистра результата,: выход первого лемента И подключен к первому входу 15 торого элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу триггера младшего разряда регистра результата, о,т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области его црнмене-,20 ния за счет обеспечения возможностиокругления двоичного числа в обратном коде при одновременйом упрощении и повышении его точности, входы вто" рого элемента И подключены к выходу знакового разряда регистра результата и к управляквцему входу прямого. и обратного кодов устройства соответственно, выход второго элемента И подключен к первому дополнительному вхолу первого элемента ИЛИ, второй дополнительный вход которого подключен к выходу младшего разряда регистра результата, входы третьего элемента И подключены к входам первого элемента ИЛИ соответственно, а выход третьего элемента И - к второму. входу второго элемента ИЛИ.Источники информации,принятые во внимание при .экспертизе1. Карцев М.А. Арифметика цифровых машин. М., Наука,1969,с.327-328.2. Авторское свидетельство СССР Р 721667, кл. 0 06 Г 7/38, 1978 (прототип) .