Вычислительное устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 15/31 ЗВ 1 Д ИЦккрм) кзплпБатййтнд.Яй 4 й 19 ТВЫ САНИЕ ИЗОБРЕТ ЕТЕЛЬС Н АВТОРСИ м(54) (57) В содержащее мент И, на регистра,в выход гене с первым в которого с ен с вторым входо сравненияэлемента И УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского косомола(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 1008732, кл. С 06 Г 7/52, 1981,2. Авторское свидетельство СССРУ 1008749, кл. С 06 Г 15/3 1, 1981.3. Авторское свидетельство СССРУ 557363, кл, С 06 Р 7/52, 1975(прототип) . ЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО генератор импульсов, эл капливающий сумматор, дв ычитающий счетчик, приче ратора импульсов соедине ходом элемента И, выход оединен с входом вычитаю ЯО 112034 щего счетчика и тактовым входом накапливающего сумматора, выход которого соединен с входом первого регистра, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит суммирующийсчетчик, элемент сравнения, элементзадержки, причем вход накапливающего сумматора соединен с выходом первого регистра, тактовый вход которого соединен с выходом вычитающегосчетчика, входом элемента задержкии входом суммирующего счетчика, выходы разрядов которого Соединены ссоответствующими входами приема вычитающего счетчика и входами первойгруппы элемента сравнения, входывторой группы которого соединены ссоответствующими выходами второгорегистра, выход элемента задержкисоединен с входом разрешения приемавычитающего счетчика, выход элемента1120344 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь", зовано в блоках аппаратного вычисления функций специализированных ЭВМ.Известно устройство для умножения, содержащее два регистра сдвига, счетчик, элемент И и блок синхронизации 11 .Недостатки этого устройства обусловлены ограниченными функциональны ми возможностями, что не позволяет вычислить Факториалы чисел, и низким быстродействием. Известно вычислительное устройст" во, содержащее двухпозиционный переключатель режима рйбот, регистры сдвига, группы элементов И, элемент сравнения кодов, дешифраторы, генератор импульсов, счетчики, сумматор, элементы И и ИЛИ. Устройство позво-, ляет вычислять факториалы чисел 1,2 3.Недостатками этого устройства являются большой объем оборудования и низкое быстродействие при выполнении вычисления факториалов чисел.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вы" числительное устройство, содержащее ;последовательно соединенные сумматоры,сдвиговый регистр, группу элементов И, блок управления, причем блок управления содержит генератор импульсов, элемент И, триггер, регистр, вычитающий Счетчик и дешифра" тор причем выходы сдвигового регистра подключены к первым входам соответствующих элементов И группы, вто" рые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора бЛока управлення, а выходы соединенЫ40 с входами последовательно соединенных сумматоров, выход последнего из которых соединен с входом сдвигового регистра, выход элемента И блока управления соединен с тактовым входом сдвигового регистра, причем в блоке управления выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом счетчика, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход регистра соединен с входом дешифратора, входы разрядов регистра и счетчика являются соответственно входами коэффициента и количества тактов. Устройство позволяет вычислить факториалы чисел, обладает небольшим объемом оборудования 1,3. 2Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное последовательной обработкой разряда промежуточных результатов. Кроме того, получение факториалов, независимо от величины, требует максимального количества тактов работы устройства.Цель издбретения - повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что вычислительное устройство, содержащее генератор импульсов, эле мент И, накапливающий сумматор, два регистра, вычитающий счетчик, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом вычитающего счетчика и тактовым вхо дом накапливающего сумматора, выход которого соединен с входом первого регистра, содержит суммирующий счетчик, элемент сравнения, элемент задержки, причем вход накапливающего сумматора соединен с выходом первого регистра, тактовый вход которого соединен с выходом вычитающего счетчика, входом элемента задержки и входом суммирующего Счетчика, выходы разрядов котброго соединены с соответствующими входами приема вычитающего счетчика и входами первой группы элементов 1 равнения, входы второй группы которого соединены с соответствующими выходами второго регистра, выход элемента задержки соединен с входом разрешения приема вычитающего счетчика, выход элемента сравнения соединен с вторым входом элемента И.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого вычислительного устройства.Вычислительное устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, накапливающий сумматор 3, ре-. гистр 4 вычитающий счетчик 5, элемент. 6 задержки, суммирующий счетчик 7, регистр 8,элемент 9 сравненйя.Вычислительное устройство рабоТает следующим образом.В исходном положении в накапливающем сумматоре 3 записана единица, что соответствует 01 , в счетчике 5 записана единица, регистр 4 и счетчик 7 находятся в нулевой состоянии, в регистре 8 записано число и .Поскольку счетчик 7 вв нулевом состоянии, а в регистре 8 записано112 число , то на выходе элемента 9 сравнения единичный уровень, разрешакнций прохождение .импульсов от генератора 1.через элемент И 2 на тактовый вход накапливаюЩего сумматора 3 и вход вычитающего счетчика 5.Первый импульс, поступивший от генератора 1 на тактовый вход накапливающего сумматора 3, прибавляет к содержимому накапливающего суммато О ра 3 содержимое регистра 4. Поскольку в накапливающем сумматоре 3 записана единица, а в регистре 4 ноль, то, следовательно, состояние накапливающего сумматора 3 остается прежним, 15 т,е. равным единице, что соответствует 11 . Этот же первый импульс от ,генератора 1 поступает на вход вычитающего счетчика 5, в котором записана единица, и обнуляет его. На выходе обнуления вычитающего счетчика 5 появляется короткий импульс, который поступает на вход счетчика 7, увеличивая его содержимое на единицу, и на вход параллельной записи 25 регистра,4, переписывая в этот регистр содержимое накапливающего сумматора 3, через элемент 6 задержки на вход приема вычитающего счетчика 5, переписывая в него содержи- ЗО мое счетчика 7. Второй импульс от генератора 1, поступающий на тактовый вход накапливающего сумматора 3, прибавляет к содержимому накапливающего сумматора 3 содержимое регистра 4. Поскольку в накапливающем сумматоре 3 записана единица и в регистре 4 за,писана единица, то, следовательно, состояние накапливающего сумматора ,3 равно двум, соответствующее 2 Этот же импульс вычитает единицу из счетчика 5, Счетчик 5 вновь обнуляется и импульсом со своего выхода 0344 4обнуления переписывает в регистр 4содержимое накапливающего сумматора3, т.е. число два, прибавляет единицу в счетчик 7 и через элемент 6 задержки переписывает из счетчика 7в счетчик,5 число два.Третий импульс от генератора 1суммирует число два в накапливающемсумматоре 3 с числом два в регистре4, результат равен четырем. Этот жеимпульс уменьшаетна единицу содер"жимое счетчика 5. Четвертый импульсот генератора 1 суммирует число четыре в накапливающем сумматоре 3 счислом два в регистре 4 и запйсывает результат, равный шести, соответствующий 3Этот же четвертый импульс вычитает из счетчика 5 единицу, счетчик 5обнуляется и импульсом с выходаобнуления переписывает число шестьиз накапливающего сумматора 3 в регистр 4, прибавляет единицу в счетчик 7., после чего в нем записаночисло три, и через элемент 6 задержки переписывает его из счетчика 7в счетчик 5. Далее работа устройства происходит аналогичным образом.Процесс вычисления продолжаетсядо тех пор, пока число в счетчике7 не станетравным числу, записанному в регистре 8. В этот момент времени на выходе элемента 9 сравненияпоявляется нулевой уровень, который;закрывает элемент И 2, запрещая про.хождение импульсов от генератора 1.Предлагаемое устройство вычиСляетфункцию л, со значительно большимбыстродействием по сравнению с известным, поскольку в предлагаемомустройстве вычисление производитсянепосредственно за один такт работы,а в известном процесс вычисленияосуществляется за число тактов, равное И1120344 аказ 7744/37 Тираж б 98ВНИИПИ Государственного копо делам иэобретения и113035, Москва, Ж, Раушск Подписимитета СССткрытийя наб, д Патент Филиа город, ул. Проектн Составитель А.Клюевактор Н.Бобкова Техред Ж,КастелевичКорректор С.Черни