Функциональный преобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61)Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 1109,81 (21) 3332950/18-24с присоединением заявки НовМ,Кп,з С 06 Г 15 Г 31 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 150383 Б.М. Дворецкий, К.К. Ещин, Л.К. Эавол В.И. Заровский и Р.Б. Назьмов 2) Авторы изобретения(54) ФУН сится к вычислиредназначено для ВМ функций одной бретение от й технике и изведения в тельн ,воспр перем ноР пример, Х, тХ,1. 2). тщнм,1 п Х и до.Известно устройство для вычисления функций з 1 п Х и сов Х, содержащее последовательно включенные регистр старших разрядов входного слова, первый блок памяти, основной блок умножения, сумматор и выходной регистр, последовательно включенные старшую подгруппу младших разрядов входного слова, второй блок памяти, дополнительный блок умножения и сумматор, последовательно включенные регистр старших разрядов входного . слова, дополнительный блок памяти и дополнительный блок умножения, а также выходы старшей и младшей подгрупп мпадших разрядов входного слова подключены,к входам основного блока умножения 11.ФНедостатком устройства является большой, объем памяти и низкое быстродействие..Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является функциональный преобразователь, содержащийпоследовательно включенные регистрстарших разрядов входного слова,первый блок памяти, сумматор, последовательно включенные регистрсредних и мяадших разрядов входногослова, второй блок памяти, выходыкоторого подключены к сумматоруУкаэанное устройство обладаеменьшим, по сравнению с предыдуобъемом накопителя.Однако известное устройство характеризуется недостаточной, для ряда случаев, точностью воспроизведения функций при ограниченном объеменакопителя. Действительно, в этомустройстве поправки, выбираемыедля формирования функции, считаютсяодними и теми же для соответствующихинтервалов аргумента, постоянныхдля всего диапазона изменения. В тоже время ошибки воспроизведения функции больше на тех участках, гдебольше производные функции (в частности, вторая). На таких участкахвелкчину интервала аргумента необходимо брать достаточно малой, чтопри постоянстве этого интервалаие может быть выполнено при ограни- З(1 Ченном объеме накопителя. В то жевремя Фтя других участков, с меньшими значениями производных, величина интервала аргумента может быть выбрана большей без ущерба для точности воспроизведения Функции.Цель изобретения - повышение точности воспроизведения Функций путем формирования различной величины интервала аргумента, на котором поправки принимаются постоянными, в зависимости от скорости изменения функцииДля достижения поставленной цели в функциональном преобразователе, содержащем сумматор, последователь-но соединенные регистр старших раэ рядов входного слова, первый блок памяти, последовательно включенные регистр младших разрядов входногослова, второй блок памяти, введены первый и второй регистры выходного слова, выход группы старших разрядов первого регистра выходного слова соединен с входом второго блока памяти .и первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу р 5 группы младших разрядов первого регистра выходного слова, третий вход сумматора сэединен,с выходом второго регистра выходного слова, вход которого соединен с выходом второго блока памяти.Начертеже представлена структурная схема устройства.функциональный преобразователь содержит (и-разрядный) регистр входного слова 1, состоящий из (щ-раз 35 рядного) регистра 2.старших разрядов и (г-разрядного) регистра 3 младших разрядов, а также последовательно включенные первый дешифратор 4, пер-, вый накопитель 5, входящие в первый 40 блок памяти, в котором хранятся опор ные. значения функции, первый регистр б выходного слова, состоящий из (р-разрядного) регистра 7 старших разрядов и (и 1 - р)-разрядного регист-.45 ра 8 младших разрядов (где и - и,) - разрядность входного и выходного слова соответственно), и сумматор 9. Устройство также содержит после довательно включенные второй дешифра- тор 10, второй накопитель 11, входящие во второй блок памяти, хранящий значения поправок, и второй регистр выходного слова 12, выходы которого 55 подключены к другим входам сумматора 9. Входы первого дешифратора 4 подключены к регистру старших разря- дов входного слова 2, одни входы второго дешифратора 10 - к Регистру 60 младших разрядов входногд слова 3, другие входы второго дешифратора 10 второго блока памяти - к выходам регистра 7 старших разРядов первого выходного слова.65 функциональный преобразователь работает следующим образом,В регистр старших разрядов входнс го слова 2 записывают а старших, а в регистр младших разрядов входного слова 3 -Фмладших разрядов аргумента (а+г=и), Возбуждается соответствующая иэ 2 и" выходных шин первого дешифратора 4, а из накопителя 5 опорное значение функции разрядностью и 4 записывается в первый регистр выходного слова б. По информации, содержащейся в р старших разрядах выход- Мого слова (с выходов регистра старших разрядов первого выходного слова 7) и в г младших разрядах аргумента (с выходов регистра младших разрядов входного слова 3), возбуждается, одна из 2 Р+" выходных шин второго дешифратора.10, и из накопителя 11 выбирается поправка, соответствующая точке аргумента, определяемой г младшими разрядами аргумента, и интервалу аргумента, номер которого определяется р старшими разрядами опорного значения Функции. Эта поправка фиксируется во втором регистре выходного слова 12 и затем прибавляется к опорному значению в сумматоре 9, на выходе которого Формируется искомое значение функции.В предлагаемом устройстве искомое значение функции вычисляется по ФормулеУ(Х)=У(Х)+г(Ур,Х ),где Х , Х- значения, определяемыев старшими и г младаими разрядами аргумента соответственно;У(Х ) - опорное значение функЭции в точке Х;У - значение, определяемоер старшими разрядамиопорного значения функции;Е(У ,Х) - поправка, выбираемаяиэ памяти по значениямУи и Х 1-.Относительная методическая погрешность заявляемого устройства составляетв то время как в прототипе она равна2 щ +Рф"где Х,У в . диапазон изменения аргумента и функции соответственно;У,У - первая и вторая производные функции.Положительный эффект достигается для тех Функций, для которых- Х на интервалах, соответствуюУщих большим абсолютным значениям второй производной У, т.е, если первая производная принимает большие значения там же, где и вторая.К таким функциям относятся (на соот 1 гветствующих интервалах) в , У Х, 1 д Хи другие. 10Пусть необходимо воспроизвести функцию У1 п Х на интервале130,0625 4 Х 1 с относительной погрешностью не .хуже 10 4 при задании аргумента 15-разрядным двоичным числом (не считая знака), Причем объем памяти ограничен 1 К=2" слов для опор. - .ных значений и 1 К - для поправок .(в известном ( 11 устройстве для такого воспроизведения требуется 20 21 = 32 К спов), Прннимая в=10, р=5, г 5 получаем, что при малых значениях аргумента Х (самый сложный учас. ток) первый интервал аргумента (те. интервал, на котором для соответ ствующих Х 1, поправки 2(Ур,Х) принимаются одинаковыми для всех отрезков, эаключенных между двумя смежными значениями Х). содержит 4 таких отрезка, второй 7 и т.д. Последний интервал, примыкающийк значению Х 1, на. котором функция меняется значительно более плавно, содержит 32 отрезка. При этом обеспечивается требуемая точность 10 , В прототипе 3 в этих условиях каждый интервал содержит одно и то же количество (32) отрезка, что при значениях Х, близких к 0 0625, приводит к погрешности 4 10 , т.е. в 4 раза больше. 4( Сопоставимую величину погрешности в прототипе можно получить только при сокращении указанного интервала примерно в 4 раза, что приводит к увеличению объема памяти поправки также в 4 раза (с 1 К до 4 К),Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными заключаются в более высокой точности при сопоставимом,объеме накопителя для соот ветствующего класса функции. Формула изобретенияЪфункциональный преобразователь,содержащий сумматор, последовательносоединенные регистр старших разрядов входного слова, первый блок памяти, последовательно включенныерегистр младших разрядов входногослова, второй блок памяти, о т -л и ч а ю щ и й с я .тем, что, сцелью повышения точности воспроизведения функции, в него введеныпервый и второй регистры выходногослова, выход группы старших разрядов первого регистра выходного слова соединен с входом второго блокапамяти и первым входом сумматора,второй вход которого подключен квыходу группы младаих разрядовпервого регистра выходного слова,третий вход сумматора соединен свыходом второго регистра выходногослова, вход которого соединен свыходом второго блока памяти.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 622090, кл. С 06 Г 7/548, 1978.2. Балашов Е.П. и др. К вопросуприменения сокращенных таблиц функци 1 для построения высокопроизводительных однородных процессоров. -1005069 Составитель А. Шуляповедактор К. Волощук Техред Таточка Коррект Рошк Заказ илиал ППП "Патентф, г. Уагород, ул, Проектная, 4 901/65 Тир ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва, Ж ж 704 Подписноевенного комитета СССРретений и открытий5; Раушская наб., д.4/5