Устройство для возведения чисел в квадрат

(22) Заявлено 241075 (21) 2184433/18-24 6 06 Г 7/38 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЧИСЕЛ В КВАДРАТ 30 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации тех- ,нических средств цифровой автомати, ки и ци Фро вой и з мерительной аппаратуры.Известны устройства для возведения в квапрат, недостатками которых являются или их недостаточное быстродей ст вие или сложно ст ь схем (1 .Наиболее близким по технической сущности является устройство для возведения чисел в квадрат, содержащее регистр основания, распределитель 5 импульсов, включающий блок управления, входной и выходной элементы И, генератор импульсов, выход которого подключен ко входу входного элемента И распределителя импульсов, второй 20 вход которого и один из входов выходного элемента И распределителя им-пульсов соединены с выходом блока управления распределителя импульсов 2, 25Недостатки устройства - недостаточное быстродействие и невозможностьь получени я результат а одновре-, менно в параллельном и последовательном кодах. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет одно временности получения результата как в параллельном, так и в последовательном число-импульсном коде и повышение быстродействия устройства,Цель достигается тем, что устройство содержит схему сравнения, дополнительный счетчик и счетчик- накопитель, причем разрядные входы схемы сравнения подключены к инфор- мационным выходам 1-ых разрядов регистра основания и соответственно (1+1) -ых разрядов дополнительного счетчика, счетный вход которого и вход счетчика-накопителя подключены.к выходу входного элемента И распределителя импульсов, выход схемы сравнения соединен со вторым входом выходного элемента И и входом блока управления распределителя импульсов, управляющий выход которого подключен ко входу записи числа 2 дополниктельно го счетчика, выход выходного элемента И распределителя импульсов соединен со входом (к+1) разряда регистра основания, выход которого подключен к управляющему входу блока управления распределителя импульсов.736095 1-.СХ, =- Х, (21 1)+2 д,гУ = Е (2 л)2 аЬ 1=1 На чертеже представлена схемаустройства для возведения числа нквадрат,Устройство содержит регистр 1основания, распределитель 2 импульсон,включающий блок 3 управления, входной 4 и выходной 5 элементы И, схему б сравнени я, ген ератор 7 импульсов, дополнительный счетчик 8 исчетчик-накопитель 9.В качест.ве регистра 1 основанияиспользуется двоичный вычитающийсчетчик, н качестве дополнительногосчетчика используется двоичный суммирующий счетчик,Устройство для возведения числав квадрат может осуществлять какточное возведение числа в квадрат,в этом случае выход элемента И 5подключается ко входу первого младшего разряда регистра 1 основания(на чертеже показано пунктиром), таки приближенное возведение числа вквадрат, в этом случае выход элемента И 5 подключается ко входу(к+1) -го разряда регистра 1 основания.Вычисление квадрата приближенногочисла х производится по формуле Т=( ) 2 а= Использ уя з ави симо ст ьвыражение для квадрата числа х можно переписать в виде 1При х2 относительная погрешностьрезультата не превышает относительной погрешности числа х,Повышение быстродействия привозведении в квадрат приближен ногочисла по сравнению с точным нозведением числа в квадрат достигается тем,что выход элемента И 5 при этом подключен не к первому разряду регистра1 основания.Перед началом вычисления регистр1 основания, дополнительный счетчик8 и счетчик - накопитель 9 устанавливаются импульсом. сброса н состояние ,О(н а чертеже цепи сбросане показаны), а элементы И 4 и 5закрыты управляющим сигналом с блока3 управления, Приближенное числох . 2 ,подлежащее возведению в квадрат, заводится в регистр 1 основания,после чего с выхода блока 3 управления разрешающий сигнал поступает науправляющие входы элементов И 4 и 5и открывает их, одновременно н младший разряд дополнительного счетчика8 записывается 1"Импульсы счетас выхода генератора 7 импульсов через входной элемент И 4 поступают навход дополнительного суммирующегосчетчика 8 и одновременно на входсчетчика-накопителя 9, как толькосостояние дополнительного счетчика8, считая от вгорого разряда и старшесравнивается с состоянием регистра 1основания, на выходе схемы б сравнения появляется импульс, которыйпройдя через открытый элемент И 5,уменьшает записанное число в регистре 1 основания на1 , Одновременно сигнал с выхода блока 3 управления устанавливает первый младший разряд дополнительного счетчика 8 в1 , а все старшие разряды вО. Первый цикл возведения н квадрат закончен, схема готова ко второму циклу работы.За время первого цикла работы устройства через входной элемент И 4 на входы дополнительного счетчика 8 и счетчика-накопителя 9 проходит число импульсов, равное удвоенному числу х, записанному в регистре 1 основания, без единицы, так как 1 предварительно з апи сывает ся н первый младший разряд дополнительного счетчика 8. В счетчике-накопителе записано число И = 2 х - 1 или с учетом того, что х = а + Ь М,=2 х=2(а+ЬМ= РафгЬ Так как элементы 5 и 8 по прежнемуоткрыты, то через входной элементИ:4 на счетные входы дополнительногосчетчика 8 и счетчика-накопителя9 продолжают поступать счетные импульсы. Но так как в регистре 1 основания теперь записано число на1 меньше, х, то импульс с выхода схемы сравнения появляетсяраньше. Он снова поступает на блок3 управления, сигнал с выхода которого устанавливает младший разряддополнительного счетчика в 1,а старшие - в О, и через элемент И 5 .на регистр 1 основанияи вновь уменьшает записанное в немчисло хна1 . Число импульсов,поступивших в счетчик-накопитель 9за второй цикл определяется й:2(1:2 (аь-1:1(2(о+Ь 2 В дальнейшем работа схемы протекает аналогично до тех пор, пока не обнулятся старшие разряды регистра 1 основания, начиная с (к+1)-го разряда,после чего импульс с выхода регистра 1 основания поступает на блок 3 управления и закрывает оба элемента И 4 и 5. Возведение в квадрат оконче - но, в счетчике-накопителе записано число736095 При подключении выхода элемента И 5 ко входу первого младшего разряда регистра 1 основания (показано пунктиром) производится точное возведение в квадрат и в счетчике-накопителе будет записано число А = 1 ( 21- )Таким образом, устройство для. возведения в квадрат приближенных чисел с выдачей результата в двоично-десятичном коде с целью дальнейшей индикации результата в двоичной системе позволяет повысить быстродействие по сравнению с аналогичными устройствами с использованием преобразователей двоичного кода в число- импульсный код и т.д. при приближенном возведении числа в квадрат, при последовательном пересчете просчитывается меньшее количество импульсов, чем это требовалось бы для точного возведения числа в квадрат, а также существенно упростить устройство, так как в данном Случае дополнительно требуется лишь одна схема б сравнения и один дополнительный счетчик 8 с числом разрядов на единицу больше числа разрядов регистра основания. При этом относительная погрешность результата вычисления не превышает относительной погрешности приближенного числа, возводимого в квадрат.В сравнении с известным упрощение устройства выражается, во-первых, в исключении регистра квадрата и группы элементов И,посредством которых выходы регистра основания связаны с информационными входами регистра. квадрата, а, во-вторых, для преобразования двоичного кода регистра 1 основания в число в импульсн код удается построить более экономичный последовательный преобразователь, чем для преобразования двоичного кода регистра квадрата, так как число разрядов регистра 1 основания почти в два раза меньше числа разрядов регистра квадрата. Вследствие этого схема 3 сравнения и дополнительный счетчик 8 получаются также меньших размеров.Экономия в объеме оборудования, необходимом для возведения приближенных чисел в квадрат с выдачей результата в двоично-десятичном кодес целью его последующей индикациив десятичной системе составляет50-60 в зависимости от разрядностирегистра основания. Формула изобретения Устройство для возведения чисел вквадрат, .содержащее регистр основания, распределитель импульсов, включающий блок управления, входной ивыходной элементы И, генератор им-пульсов, выход которого подключен ковходу входного элемента И распреде 15 лителя импульсов, второй вход которого и один из входов выходного элемента И распределителя импульсов соединены с выходом блока управленияраспределителя импульсов, о т л и 20 ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения класса решаемых задачза счет одновременности получениярезультата как в параллельном, так ипоследовательном число-импульсномр коде и повышения быстродействия устройства, оно содержит схему сравнения, дополнительный счетчик и счетчик в накопите, причем разрядныевходы схемы сравнения подключены кинформационным выходам 1-ых разрядов регистра основания и соответственно (1+1)-ых разрядов дополнительного счетчика, счетный входкоторого и вход счетчика-накопителяподключены к выходу входного элемента И распределителя импульсов,выход схемы сравнения соединен совторым входом выходного элемента Ии входом блока управления распределителя импульсов, управляющий выход4 О которого подключен ко входу записичисла 2" дополнительного счетчика,выход выходного элемента И распределителя импульсов соединен со входом(к+1) разряда рег;,стра основания,выход которого подключен к управляющему входу блока управления распределителя импульсов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 391560 кл, С 06 Р 7/38, 1971.2. Авторское свидетельство СССРР 3649 34, кл. С 06 Г 7/38, 19 70.Составитель Н. Ше Техред И.Лсталош обанова Коррект ктор М. Ликави,Вигул каз 2266/ илиал ПНП Патент, г, Ужгород, Ул. Проектная Тираж 751 ЦНИИПИ 1 осударственного к по делам иэобретений и 3035, Москва, Ж, РаушсПодпи сн оемитета СССРоткрытийая наб.ю д, /