Вычислительное устройство

1120345 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления функций в специализированных вычислительных системах.5Известно устройство для умножения, содержащее два регистра сдвига, счетчик, элемент И и блок синхронизации 1 .Недостатком этого устройства яв О ляется невозможность вычисления факториалов чисел.Известно также вычислительное устройство, содержащее генератор импульсов, двоичные счетчики, сумматор, 15 элемент сравнения, переключатель, регистры сдвига, группы элементов И, элементы ИЛИ, И, дешифраторы. Устрой" ство. позволяет вычислять факториалы чисел Г Э.20Недостатками этого устройства являются большой объем оборудования и низкое быстродействие при выполнении вычисления факториалов чисел.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вычислительное устройство, содержащее последовательно соединенные сумматоры, сдвиговый регистр, группу элементов И, блок управления, причем, 30 блок управления содержит генератор импульсов, элемент И, триггер, регистр, вычитающий счетчик и дешифратор, причем выходы сдвигового регистра подключены к первым входам соот" ветствующих элементов И группы, вто 35 рые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора блока управления, а выходы соединены с входами последовательно соединенных40 сумматоров, выход последнего из которых соединен с входом сдвигового регистра, выход элемента И блока управления соединен с тактовым входом сдвигового регистра, причем в блоке45 управления выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с вхо" дом счетчика, выход которого соединен с нулевым входом триггера, выход которого соединен с вторым входом эле 50 мента И, выход регистра соединен с входом дешифратора, входы разрядов регистра и счетчика являются соответственно входами коэффициента и количества тактов, Известное устройство позволяет вычислять факториалы чисел, обладает небольшим объемом оборудования 3 . Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное последовательной обработкой разрядов промежуточных регистров. Кроме того, получение каждого факториала независимо от его величины занимает максимальное количество тактов работы устройства.Цель изобретения - повышение быстродействияПоставленная цель достигается тем, что вычислительное устройство, содержащее генератор импульсов, элемент И, триггер, накапливающий сумматор, регистр, вычитающий счетчик, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, единичный и нулевой входы которого соединены соответственно с входом "Пуск" устройства и выходом вычитающего счетчика, счетный вход которого соединен с тактовым входом накапливающего сумматора и выходом элемента И, выход накапливающего сумматора соединен с входом регистра, выход элемента И соединен с входом вычитающего счетчика и тактовым входом накапливающего сумматора, содержит суммирующий счетчик и элемент задержки, причем вход накапливающего сумматора соединен с выходом регистра, тактовый вход которого соединен с входом элемента задержки, выходом вычитающего счетчика и входом суммирующего счетчика, выход которого соединен с входом приема вычитающего счетчика, вход разрешения приема которого соединен с выходом элемента задержки. На чертеже приведена схема вычислительного устройства.Вычислительное устройство содержит генератор 3 импульсов, элементИ 2, накапливающий сумматор 3, ре"гистр 4, вычитающий счетчик 5, элемент б задержки, суммирующий счетчик7, триггер 8.Вычислительное устройство работает следующим образом.В исходном положении в накапливающем сумматоре 3 записана единица, что соответствует 0 в счетчике 5прохождению импульсов от генератора1 импульсов,При поступлении первого импульсана вход устройства триггер 8 переклю -чается в единицу, разрешая прохождение импульсов от генератора 1 импульсов через элемент И 2 на тактовыйвход накапливаюцего сумматора 3и вход вычитающего счетчика 5.Первый импульс, поступивший от 1 Огенератора 1 на тактовый вход накапливающего сумматора 3, прибавляет ксодержимому накапливающего сумматора3 содержимое регистра 4. Посколькув накапливающем сумматоре 3 записана 15единица, а в регистре 4 ноль, то,следовательно, состояние накапливающего сумматора 3 остается прежним,т.е. равным единице, что соответствует 11 . Этот же первый импульс от 20генератора 1 через элемент И 2 поступает на вход вычитающего счетчика5, в котором записана единица, иобнуляет его. На выходе обнуления,вычитающего счетчика 5 появляется 25короткий импульс, который поступаетна вход счетчика 7, увеличивая егосодержимое на единицу, на тактовыйвход регистра 4, переписывая в этотрегистр содержимое накапливающегосумматора 3, т.е. единицу, на входустановки в ноль триггера 8, переключая его в нулевое состояние, ичерез элемент 6 задержки на вход разрешения приема вычитающего счетчика5, переписывая в него содержимоесчетчика 7, т.е. единицу.При поступлении второго импульсана вход устройства триггер 8 опятьпереключается в единицу, снова раз Орешая прохождение импульсов от генератора 1 импульсов через элементИ 2 на тактовый вход накапливающегосумматора 3 и вход вычитающего счетчика 5.45Импульс от генератора 1, поступивший на тактовый вход накапливающего сумматора 3, прибавляет к содержимому накапливающего сумматора 3 содержимое регистра 4Поскольку в накап ливающем сумматоре,3 записана единица, и в регистре 4 записана единица, то, следовательно, состояние накапливающего сумматора 3 равно двум, что соответствует 2Этот же им пульс вычитает единицу из счетчика 5. Счетчик 5 вновь обнуляется и импульсом со своего выхода обнуления переписывает в регистр 4 содержимоенакапливающего сумматора 3, т.е.число два, прибавляет единицу в счетчик 7, переключает триггер 8 в нулевое состояние и через элемент 6 задержки переписывает из счетчика 7в счетчик 5 число два.При поступлении третьего импульсана вход устройства триггер 8 опятьпереключается в единицу и разрешает прохождение импульсов генератора1 импульсов через элемент И 2 на так.товый вход накапливающего сумматора3 и вход вычитающего счетчика 5,Первый импульс от генератора 1,поступивший после того, как поступилтретий импульс на вход устройства,суммирует число два в накапливающемсумматоре 3 с числом два в регистре4, результат равен числу четыре.Этот же импульс уменьшает на единицусодержимое счетчика 5, т.е. в этомсчетчике 5 остается число равноеединице, Второй импульс от генератора 1 суммирует число четыре в накапливающем сумматоре 3 с числом двав регистре 4 и записывает результат,равный шести, соответствующий 3в накапливающий сумматор 3.Этот же второй импульс вычитаетна счетчике 5 единицу, счетчик 5обнуляется и импульсом с выхода обнуления переписывает число шесть йзнакапливаюцего сумматора 3 в регистр4, прибавляет единицу в счетчик 7,после чего в нем записано число три,переключает триггер 8 в нулевоесостояние и через элемент 6 задержкипереписывает число три из счетчика7 в счетчик 5,Далее работа устройства происходит аналогичным образом. Каядьп последующий импульс, поступаюций на вход устройства, переключает триггер 8 в единицу и разрешает прохождение импульсов от генератора 1 через элемент И 2, а каждый импульс от генератора 1 прибавляет к содержимому накапливаюцего сумматора 3 содержимое регистра 4 и вычитает единицу из счетчика 5. В том случае, если счетчик 5 обнуляется, то импульс с его выхода обнуления переписывает число из накапливаюцего сумматора 3 в регистр 4, прибавляет единицу в счетчик 7, переключает триггер в нулевое состояние и через элемент 6 задержки1120345 Составитель А.КлюевРедактор Н.Бобкова ТехредМ,Надь . КорректорС.Черни Заказ 7744/37 Тираж б 98 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытийФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 переписывает содержимое счетчика 7 в счетчик 5.Таким образом, при поступлении на вход устройства и импульсов в накапливающем сумматоре 3 регистрируется число, равное иПредлагаемое устройство вычисляет функцию и, со значительно большим быстродействием по сравнению с известным, поскольку в предлагаемом устройстве вычисление кажцого факто- риала производится за количество им пульсов генератора меньшее на единицу величины данного факториала, а в известном - за количество импульсов, равное разрядности регистра сдвига.