Устройство для вычисления полиномов

(51)4 С 06 544 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ НИ ЭОБРЕТЕН О У СВИДЕТЕЛЬСТ АВТО оделирова ельство СССР7/552, 1980.ьство СССР 7/552, 1981, ьство СССР 7/552, 1978.(57) Изобретениетельной технике,ройствам для обранеобходимо вычисл СЛЕНИЯ ПОЛИ тносится к вычисли час ности к устданных, гдеачение полиноь(71) Институт проблев энергетике АН УССР(56) Авторское свиде792262, кл. С 06 ГАвторское свидете851405, кл. С 06 РАвторское свидете638958, кл. С 06 Р О, 127098 ма при заданном значении аргумента.Изобретение позволяет увеличитьбыстродействие вычисления значенияполинома от совокупности чисел, представляющих собой значения детерминированной функции, квантованной поуровню и времени. Устройство содержт генератор 1 импульсов, элементИ 11, реверсивный счетчик 2, коммутатор 3, схему 4 сравнения, элементНЕ 5, числовые регистры 6-9 и арифметический блок 10. При вычислениизначения полинома в числовые регистры заносятся значения начальных коэффициентов, используемые арифметическим блоком для расчета значения полнома по методу конечных разностей.Реализуемая арифметическим блокомфункция зависит от порядка вычисляемого полинома. 1 з.п. ф-лы 2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для обработки данных,и может быть использовано в информационно-измерительных и управляющих систе мах, в системах моделирования с аппаратурной реализацией функций, в устройствах дискретной обработки сигналов, где необходимо вычислять значение полинома третьей степени при1 О заданном значении аргумента.Цель изобретения - увеличение быстродействия при вычислении значений полинома третьей степени от совокупности чисел, представляющих собой значения детерминированной Функции, квантованной по уровню и времениНа фиг,1 изображена функциональная схема устройства, на фиг,220 функциональная схема арифметического блока.Устройство содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, коммутатор 3,схему 4 сравнения, элемент НЕ 5, четыре регистра 6-9, арифметическийблок 10 и элемент И 11.Устройство имеет вход 12 аргумента, входы первого 13, второго 14, ЗОтретьего 15 и четвертого 16 начальных коэффициентов и выход 17 результата,Арифметический блок 10 содержитчетыре преобразователя 18-21 прямого,кода в дополнительный, три блока22-24 сдвига на один разряд, три блока 25-27 сдвига на два разряда, четыре сумматора 28-3 1 и блок 32 элемезтов И. 40Арифметический блок 10 имеет входы первого 33, второго 34, третьего 35 и четвертого Зб операндов,вход 37 стробирования и выход 38 результата. фНачальные коэффициенты, поступающиена установочные входы регистров 6-9при подготовке устройства к работе,определяются следующим образом.Для вычисления полинзмаи.1У(х)=- а х + а х.,+а, х + а,11 Ь при представлении аргумента х целы ми числами начальные коэффициентыопределяются путем подстановки в задан- ный полином чисел х=о, х=1, ,х=-п. Так, для вычисления полинома третьего порядка2у = а х+ а х+ а х+ аз 2 1 оначальные коэффициенты равныу(0) = ау(-1) = -а+ а - а+ ау(-2) = -8 а + 4 а - 2 а + а; о 2 1 о 1у(-3) = -27 а + 9 а - За + а з Я 1 о Запись начальньгх коэффициентов осуществляется следующим образом.Значение у(-п) записывается в первый регистр, у(-п+1)Ь - во вто рой регистр и т,д., у(0) - в (и+1)-й регистр, выход которого соединен с выходом значения полинома устройства.Так, для рассматриваемого поли- нома третьего порядка значение у(-3) записывается в первый регистр 6, у(-2) - в регистр 8, у(0) - в четвертый регистр 9.Реализуемая арифметическим блоком 10 Функция зависит от порядка вычисляемого полинома и определяется на основании известього метода конечных разностей. Так, для вычисления полинома третьего порядка арифметический блок 10 реализует выражениеу (з+50-4) =51 у (з.) - 2 у (з.-1)+2 у (з.-2) - -у (з.-ЗВ 5 у (3.)+4 у (з. - 1) -бу (з.-2)+4 у ( з.-З), где у(з.+50-4) - значение Функции, получаемое на выходеарифметического блока на (з.+1)-м шаге,у - значение функции,полученное на з.-м шаге,"у (з. - 3),у (з.-2)и у(з.-1)значения функции, полученные на (з.-З)-м, (з.-2) -м и (з.-1) -м шагах вычисления поли:ома",значение выходного :игнала на втором выходе схемы 4 сравнения.Устройство работает следующим образом, 1277098С= 7х-х 1,такт работы устройства,"предыдущее значение аргумента,последующее значение аргумента 3может быть меньше х гдех х причем х Формула и э о б р е т е н и я 1. Устройство для вычисления полиномов, содержащее генератор импульсов, счетчик, коммутатор, схему 45 сравнения и элемент НЕ, причем первый информационный вход схемы сравнения является входом аргумента устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью увеличения быстродействия устройства при вычислении значений полинома третьей степени от совокупности чисел, представляющих собой значения детерминированной функции, квантованной по уровню и времени, в устройство введены четыре регистра, арифметический блок и элемент И, а счетчик выполнен В исходном состоянии счетчик 2обнулен, на входе 12 аргумента такжеимеется нулевой код аргумента х,на первом выходе схемы 4 сравнениявырабатывается значение единицы, поступающее через элемент НЕ 5 на второй вход элемента И 11, В соответствии с этим импульсы с генератора 1импульсов на входы блоков 3 и 11 непоступают. На регистрах 6-9 записаны Опо входам 13-16 начальные значениякоэффициентов, определенные для вычисляемого полинома. 11 ри поступлении навход аргумента 12 устройства значения аргумента х схема 4 сравнения вы рабатывает на своем первом выходе значение нуля и импульсы с генератора 1импульсов начинают поступать через,элемент И 11 на входы блоков 2 и 6-9,Для правильной работы необходимо, 20чтобы значение аргумента х на вход 12аргумента устройства было подано непосредственно после заднего фронтаимпульса, вырабатываемого генератором 1. 25Время работы устройства пропорционально не значению аргумента, как этоимеет место в устройстве-прототипе,а пропорционально абсолютной величине разности между двумя последующими значениями аргумента, т.е,реверсивным, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к информационному входу коммутатора, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с выходами "1 еньше" и "Больше схемы сравнения, а первый и второй выходы коммутатора соответственно подключены к входам суммирования и вычитания счетчика, выход которого подключен к второму информационному входу схемы сравнения, выход "Равно" которой подключен к входу элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу элемента И, установочные входы регистров являются входами соответствующих начальных коэффициентов устройства, входы синхронизации регистров подключены к выходу элемента И, входы разрешения записи регистров подключены к выходу "Иеньше" схемы сравнения и к входу стробирования арифметического блока, выход 1.-го (1-1,2,3) регистра подключен к первому информационному входу (1+)-го регистра, выход 3-го (3 -2,3,4) регистра подключен к второму информационному входу (3 -)-го регистра и к входу 3 -го операнда арифметического блока, выход результата которого подключен к первому информационному входу первого регистра и к второму информационному входу четвертого регистра, выходы первого и четвертого регистров подключены соответственно к входу первого операнда арифметического блока и к выходу результата устройства. 2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что арифметический блок содержит четыре преобразователя прямого кода в дополнительный, три блока сдвига на один разряд, три блока сдвига на два разряда, четыре сумматора и блок элементов И, причем вход первого операнда арифметического блока подключен к входу первого преобразователя прямого кода в дополнительный и к входу первого слагаемого первого сумматора, вход второго операнда арифметического блока подключен к входам первых блоков сдвига на один разряд и на два разряда, вход третьего операнда арифметического блока1277098 оставитель Н.Захаревиехрец И,Попович Редактор Е. Копча Корректор О, Лугов каз 6667/42 Тираж 671ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и о113035, Москва, Ж, Ра Подписноеомитета СССРсрытийушская наб д, 4/5 оиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро Проектная, 4 подключен к входам вторых блоковсдвига на один разряд и на два разряда, вход четвертого операнда арифметического блока подключен к входу второго преобразователя прямогокода в дополнительный, выход которого подключен к входу второго слагаемого первого сумматора, входтретьего слагаемого которого подключен к выходу второго блока сдвига Она один, разряд и к входу первогослагаемого второго сумматора, входвторого слагаемого которого подключен к выходу второго блока сдвигана два разряда, выход второго сумматора подключен к входу третьегопреобразователя прямого каца в дополнительный, выход которого поцклю-,чен к входу ,первого слагаемого треть.его сумматора, входы второго и третьего и четвертого слагаемых которогоподключены соответственно к выходампервого преобразователя, прямого кода в дополнительный, первого и третьего блоков сдвига на два разряда,вход четвертого слагаемого первогосумматора подключен к выходу четвер -того преобразователя прямого кодав дополнительный, вход которогоподключен к выходу первого блокасдвига на один разряд, выход первого сумматора подключен к входу первого слагаемого четвертого сумматораи к входу третьего блока сдвига наодин разряд, выход которого подключен к входу второго слагаемого четвертого сумматора, разряды выходакоторого подключены к первым входам соответствующих элементов И блока элементов И, вторые входы которых подключены к входу стробирования арифметического блока, а выходык соответствующим разрядам входапятого слагаемого третьего сумматора, выход которого является выходом арифметического блока.