Устройство для определения среднего арифметического значения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУЕПИН А 1,1310840 4 С 06 Р 15/3 ЬСТ ВТОРСНОМУ СВИ РЕД ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗО(71) Киевский политехнический инсттут им. 50-летия Великой Октябрьсксоциалистической революции(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СНЕГО АРИФМЕТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к вычилительной технике и может быть использовано в системах обработки результатов измерений. Цель изобретения - повышение быстродействия.Устройство позволяет повысить скорость вычисления среднего арифметического значения за счет распараллеливания вычислений во времени. Устройство содержит регистры 2,4,5,6, 10, элемен" ты ИЛИ 3, 16, триггер 7, генератор 8 тактовых импульсов, элементы 9, 11, 19 задержки, блок 12 ассоциативной памяти, сумматоры 14, 15, вычитатель 17, коммутатор 18, элементы И 20, 21, 22, счетчик 23, пороговый элемент щ 26. 1 ил., 2 табл.1 131Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматическогоуправления, обработки информации ив системах автоматизации научныхисследований.Целью изобретения является повышение быстродействия за счет параллельного вычисления среднего арифметического хранящихся в памяти чисел завремя, не зависящее от их количества,На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство содержит вход 1 запуска регистра сдвига 2, элемент ИЛИ 3,регистр сдвига 4, регистр 5, регистрб, триггер 7, генератор 8 тактовыхимпульсов, элемент задержки 9, регистр 10, элемент задержки 11, блок12 ассоциативной памяти, разрядныевыходы 13 - 13, блока 12, комбинационный сумматор 14, сумматор 15,элементы ИЛИ 16, выходы которых связанысо входами вычитателя 17, коммутатор18, элемент 19 задержки, элементыИ 20 - 22, счетчик 23, вход 24 начальной установки разрядности среднего арифметического устройства, выход 25 устройства, пороговый элемент 26.Устройство работает следующим об-разом.Перед началом работы по входу 24в счетчйк 23 заносится код М-требуемой разрядности результата (получаемого среднего арифметического),Сигнал запуска, подаваемый повходу 1, устанавливает в ноль разряды регистров 2,5,4, 10, устанавливает в единичное состояние триггер7 и разряды регистра 6, запускаетгенератор 8 тактовых импульсов, через первый элемент задержки 9 заноспт единицу в младший разряд регистра 2. Импульс с генератора 8 черезэлемент задержки 11 инициирует опросблока 12, на выходах 13 - 13 к которого формируются сигналы совпадениядля всех слов, младший разряд которых равен единице. Информация с вы.ходов 13 подается на входы сумматора 14, на выходе которого формируется двоичный код суммы числа совпадений. Полученное число поступаетна первый вход сумматора 15, гдескладывается со сдвинутым на одинразряд содержимым регистра 10 (предварительно обнуленного сигналом за 0840 2 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 пуска через элементы ИЛИ 3) так,что д-й разряд регистра 10 соответствует при сложении (д + 1)-му разряду второго входа сумматора 15. Результат заносится на регистр 10, причем младший разряд (а-й) регистра 10 заносится со сдвигом влево на регистр 4, начиная с ш-го разряда.Импульс, сформированный генератором импульсов 8, пройдя через элемент задержки 19, вызывает сдвиг влево содержимого регистра 2 и, пройдя через открытый единичным сигналом с выхода триггера 7 элемент И 21,вызывает сдвиг влево содержимого регистра 4. С формирование ш генератором 8 следующего сигнала осуществляется следующее обращение к блоку 12 и устройство работает аналогично описанному способу до тех пор, пока на выходе переполнения сдвига регистра 2 не будет сформирован сигнал единичного уровня (соответствует 1-му циклу опроса блока 12, где 1 разрядность чисел, хранящихся в бло" ке 12), который устанавливает триггер 7 в ноль. Сигнал с инверсного .выхода триггера 7 поступает на элементы И 20, 22, разрешая работу вычитателя 17 и сдвиг содержимого регистра 4 вправо.Код числа, хранящегося в регистре 10, подается через элементы ИЛИ 16 на вход порогового элемента 26 и вычитателя 17. Если это число меньше количества К чисел в блоке 12, то в (в+1)-й разряд регистра 4 заносится ноль, а в регистр 5 через коммутатор 18 - исходное число. Если это число больше или равно К,то в (ш+ +1)-й разряд регистра 4 заносится единица, а в регистр 5 через коммутатор 18 заносится разность между числом, поступившим на вход вычитателя 17 и числом К. Работа вычитателя 17 синхронизируется тактовым сигналом,задержанным элементом 11 задержки через элемент И 20. Этот же сигнал, дополнительно задержанный элементом 19 задержки, формирует на входе элемента И 22 сигнал, по которому производится сброс в ноль регистра 10 и запись кода в регистр 5, а также запись сигнала в (в+1)-й разряд регистра 4, выполняемая одновременно со сдвигом вправо содержимого последнего, Кроме того, импульс с выхода элемента 11 задержки через элемент И 20 поступает на счетчик 23,13108 1 О 1 1 1 1 О 1 где происходит вычитание единицы из содержимого счетчика 23. В дальнейшем на каждый (3-1)-й вход Ц=2,3п) вычитателя 17 поступает сигнал с 3-го выхода регистра 5, а на (3-1)-й вход узла вычитателя 17 - сигнал с выхода регистра 4.Описанная последовательность операции повторяется до тех пор, пока содержимое счетчика 23 не станет 10 равно нулю. При этом в регистре сдвига 4 будет сформировано среднее арифметическое с точностью до М разрядов, причем старший разряд среднего будет располагаться справа. 15П р и м е р. Пусть вычисляется среднее арифметическое четырех 4-разрядных чисел, записанных в ячейках блока 12 в виде 1 О20 1О О1 0 Пусть далее М = 6. Тогда работа 25 устройства до переключения триггера 7 иллюстрируется таблицей 1.Работа устройства после переключения управляющего триггера 7 иллюстрируется таблицей 2.Полученный код 1010, 11 соответствует.десятичному числу 10, 75, т.е. среднему арифметическому заданных чисел. Устройство позволяет вычислить среднее арифметическое за число тактов (М + 1), независящее от количества чисел К. 40 Формула из обретенияУстройство для определения среднего арифметического значения, содержащее счетчик, элемент задержки,первый, второй и третий элементы И,эле мент ИЛИ, триггер, генератор тактовых импульсов, вход запуска которого соединен с входом установки в н 111 триггера и является входом запуска устройства, прямой выход триг гера соединен с первым входом первого элемента И, инверсный выход триггера соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента И соединен с первым 55 входом элемента ИЛИ, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия,в него введены блок ассоциативной. памяти, три ре 40 4гистра, два регистра сдвига, комбинационный сумматор, сумматор, вычитатель, коммутатор, группа элементов .ИЛИ, второй и третий элементы задержки, выходы блока ассоциативной памяти соединены с входами комбинационного сумматора, разрядные выходы которого соединены с разрядными входами первой группы входов сумматора, разрядные выходы которого соединены с информационным входом первого регистра, х-й разрядный выход которого ( =. 1,2.п, и -ближайшее целое число, большее 1 о 2 К, К - число ячеек блока ассоциативной памяти) соединен с -м разрядным входом второй группы входов сумматотора и первым входом г-го элемента ИЛИ группы, выход которого соединен с -м информационным входом группы входов вычитателя, с -м вхочом группы входов порогового элемента, с -м информационным входом первой группы входов коммутатора, выход которого соединен с информационным вхо. дом второго регистра, 3-разрядный выход которого ( = 2 п),со- .единен с вторым входом Ц)-гоэлемента ИЛИ группы, вход запускагенератора тактовых импульсов соединен с входами установки в О второго регистра, первого и второго регистров сдвига, входом установки в" 1" третьего регистра, первым входом элемента ИЛИ и входом первогоэлемента задержки, выход которогосоединен с информационным входомвторого регистра сдвига, выход генератора тактовых импульсов черезвторой элемент задержки соединен стактовым входом блока ассоциативнойпамяти, входом разрешения записипервого регистра, вторым входомтретьего элемента И и входом третьего элемента задержки, разрядные выходы второго регистра сдвига и разрядные выходы третьего регистра соединены соответственно с входом разрешения поразрядного анализа и входамиразрешения анализа и считывания кодов блока ассоциативной памяти, выход, третьего элемента задержки соединен с входом разрешения сдвига второго регистра сдвига и вторыми входами первого и второго элементов И,выходыпервого и второго элементов И соединены соответственно с входом разрешениязаписи в тп-й разряд и сдвига влево(шразрядностьчисел в блоке ассоциатив0840 Номер Сигналы натакта шинах 13 -134 Код на:выходе Сумматора 15 Код:в регистре 10 4 Комбинационногосумматора 14 0010 001 0001 0001 0001000000 0011000000 1011 011 0011 0011 0111 0111 011 011 0101 0101 0101 0101 1101000000 1101000000 Т а б л и ц а 2 Код на выходе второго регисра 5 Код на входе узлавычитателя 17 Номер такта Код в сдвиговом регистре 4 010 010 001 101 010 010 001 101 011 011 010 110 10 000 100 Составитель В.ОрловТехред Л.Олейник Корректор М.Пожо Редактор Н,Горват Заказ 1893/46 Тираж 673 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035,. Москва, Ж, Раушская наб.д 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, Проектная, 4 5 131 ной памяти) и входом разрешения записи в (ш+1)-й разряд и сдвига вправо первого регистра сдвига,второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И и входом разрешения записи второго регистра,выход элемента ИЛИ соединен с входом установки в "0" первого регистра, и-й разрядный выход которого соединен с входом ш-го разряда первого регистра сдвига, выход щ-го разряда которого соединен с вторым входом (и)-го элемента ИЛИ группы, вход (ш+1)-го разряда первого регистра 1 сдвига соединен с выходом "Больше" порогового элемента, входом вычитателя и входом управления коммутатора, информационные входы второй группы которого соединены с разрядными информационными выходами вычитателя, гход разрешения выдачи результата которого и вход вычитания счетчика соединены с выходом третьего элемен та И,вход начальной установки счетчи.ка является входом начальной установки разрядности среднего арифметического устройства, выход счетчика является выходом устройства.Таблица 1 1101000000 0110100000 0011010000 0001101000 0000010100 0000101010 0000110101