Арифметическое устройство

О П И С А Н И Е1781808ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнаСоциалистическихРеспубпмк(22) Заявлено 14.12,78 (21) 2734114/18-24 с присоединенном заявки Рй Государственный комнтет(28) Приоритет ао делам нзобретеннй н открытнй(71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт научного приборостроения(54) АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычисли. тельных машинах, в системах регистрации, обработки и хранения цифровых данных, в частности, в системах для научных исследований.Известны арифметические устройства, содер. жащие блок управления, входной и оператив. ный регистры, выходы которых соединены через переключатели и сумматоры со входами 1).Однако в этих устройствах для нахождения наименьшего общего кратного двух чисел необходимо проводить серию пробных делений или хранить в ЗУ таблицы простых чиселчто сильно усложняет аппаратуру.Наиболее близким к предлагаемому являет. ся арифметическое устройство, содержащее15 блок управления, входной и оперативные регистры, сумматор, выходы которых через пере ключатели соединены со входами сумматоравычитателя (2).Однако устройство для нахождения наименьшего общего кратного двух чисел должно иметь в ЗУ таблицу простых чисел или проводить серию пробных делений. 2Цель изобретения - повышение быстродейст. вия преимущественно в операциях нахождения наименьшего общего кратного.Поставленная цель достигается тем, что в арифметическое устройство, содержащее блок управления, выходы которого соединены со входами входного регистра и выходом сумматора.вычитателя, первый и второй оперативные регистры, сумматор, первый, второй, третий, четвертый переключатели и линию задержки, причем вход первого оперативного регистра подключен к подвижному контакту второго переключателя, а выход подключен к первому и через элемент задержки - ко второму входам сумматора, выход которого соединен с замыкающим контактом второго переключате. ля, размыкающий контакт которого подклю. чен к выходу сумматора-вьтчитателя и раэмы. кающему контакту третьего переключателя, подвижный контакт которого соединен со вхо. дом второго оперативного регистра, выход которого соединен с подвижным контактом четвертого переключателя, размыкающий кон. такт которого соединен с замыкающим контак3 78том третьего переключателя, а замыкающийконтакт четвертого переключателя соединен сзамыкающим контактом первого переключателя.размыкающий контакт которого подключен квыходу входного регистра, а подвижный контакт подключен к первому входу сумматора.вычитателя, введены счетный регистр, буферный регистр, пятый и шестой переключатели,причем вход счетного регистра соединен с вы.ходом сумматора-вычитателя, а выход подклю.чен к подвижному контакту пятого переключа.теля, замыкающий контакт которого соединенс входом буферного регистра, выход которогосоединен с замыкающим контактом четвертогопереключателя, размыкающий контакт пятогопереключателя соединен с размыкающим контактом шестого переключателя, замыкающийконтакт которого соединен с выходом сумматора, а подвижный контакт шестого переклю.чателя подключен ко второму входу сумматора-вычитателя,На чертеже приведена блок-схема устройства.Устройство содержит блок 1 управления,входной регистр 2, сумматор-вычитатель 3,сумматор 4, линию задержки 5, первый оперативный регистр 6, счетный регистр 7, буферныйрегистр 8, второй оперативный регистр 9 ипереключатели 10 - 15, причем выход сумматора4 подключен ко второму входу сумматоравычитателя 3 и через переключатель - к первому оперативному регистру 6, выход которогосвязан с первым входом сумматора 4 и черезлинию 5 задержки - со вторым входом сумматора 4, выход второго оперативного регистра9 через переключатели связан с выходом сум.матора.вычитателя 3, а выход через два после.довательно соединенных переключателя соединен с первым входом сумматора-вычитателя 3,выход сумматора-вычитателя 3 подключен ковходу счетного регистра 7, выход которогосоединен через переключатель с входом буфер.ного регистра 8, выход которого подключенчерез переключатель к первому входу сумма;тора-вычитателя 3, второй вход сумматоравычитателя 3 через два последовательно соединенных переключателя связан с выходом счетного регистра 7.Устройство работает следующим образом.В режиме определения периода разложенияобратной величины числа первое число записы.вается в оперативном регистре 9, Находитсяближайшее значение 2, большее заданного числа.Для этого в младшем разряде входного регистра 2 устанавливается "Г, которая через пере.ключатели 10 и 12 и сумматор-вычитатель 3передается в оперативный регистр 6 и черезцепочку, состоящую иэ линии 5 задержкисумматора 4 и переключателя 11, поступает напервый вход сумматора-вычитателя 3. На вто.20253035Ю 45 50 55 ных регистров 6 и 9. Если разность отрицательна, происходит двоичный сдвиг числа в оперативном регистре б через цепочку 4-12-6-5 (умножение на 2 и на выход подается сигнал "0"). Положительная разность через второй контакт переключателя 12 записывается в опе. ративный регистр 6. На выходе сигнал "1".Разность умножается на 2 (цепочка 5 - 4) и снова подается на вход сумматора-вычитателя 3,Данный цикл заканчивается, когда разность на выходе сумматора.вычитателя 3 станет рав. на 1, Число операции на сумматоре-вычитателе 3 фиксируется на счетном регистре 7 и определя. ет период разложения обратной величины числа (ПРОВ) . Когда процесс разложения обратной величи.ны числа заканчивается, содержимое счетногорегистра 7 через переключатель 14 переписыва.ется в буферный регистр 8, Таким образом в буферном регистре 8 запоминается период разложения обратной величины первого числа.В таком же порядке происходит определение периода разложения обратной величины второгочисла. Результат остается в счетном регистре 7,В режиме определения периода разложениянаименьшего общего кратного двух чиселпроисходит сравнение содержимого буферногорегистра 8 и счетного регистра 7. Если периодыразложения обратных величин чисел кратны, то период разложения наименьшего общего кратного равен большему периоду разложения, если кратности нет - определяется обратная вели. чина дополнительного множителя,Сравнение производится в сумматоре.вычита. теле 3. На первый вход сумматора-вычитателя 3 подается период разложения обратной величины второго числа со счетного регистра 7 через переключатели 14 и 11, На второй вход с буферного регистра 8 через переключатель 10 подается период разложения обратной величины первого числа. Если разность периодов положительна, то период разложения обратной величины первого числа с буферного регистра 8 через переключатель 10, сумматор вычитатель 3 и переключатель 13 переписывается в оператив. ный регистр 9, а период разложения обратной величины второго числа со счетного регистра 7 через переключатели 14 и 11, сумматор-вычита тель 3 и переключатель 12 переписывается в оперативный регистр 6. Если разность периодов разложения обратных величин отрицательна, то период разложения обратной величины пер. вого числа с буферного регистра 8 через пере. ключатель 10, сумматор-вычитатель 3 и пере. 1808рой вход сумматора вычитателя 3 через пере. ключатели 10 и 15 поступает число из опера-тивного регистра 9, В сумматоре-вычитателе 3 происходит сравнение содержимого оператив.781808 ключатель 12 переписывается в оперативный регистр 6, а период разложения обратной вели. чины второго числа со счетного регистра 7 через переключатели 14 и 11, сумматор-вычи. татель 3 и переключатель 10 переписывается в оперативный регистр 9.В сумматоре-вычитателе 3 происходит последовательное вычитание меньшего периода раз. ложения обратной величины числа, записанного в оперативном регистре 9, из большого, запи О санного в оперативном регистре 6, Если разность равна нулю, периоды разложения обратных ве. личин чисел кратны и период разложения об. ратной величины наименьшего общего кратного равен большему периоду разложения. Если раз ность отрицательная, то дальнейшая работа схемы аналогична режиму определения периода разложения обратной величины числа, с тем отличием, что сравнение разницы на выходе сумматора-вычитателя 3 происходит не с "1", эо а с начальной разностью, На выходе схемы мож. но получить период разложения обратной вели. чины дополнительного множителя для большего периода разложения обратной величины.Технико. экономические преимущества пред. 2 с лагаемого устройства состоят в том, что до. полнение арифметического устройства счетным регистром 7, буферным регистром 8 и двумя переключателями 11 и 14 позволяет выполнять подготовительные операции, необходимые для зо вычисления наименьшего общего кратного двух или последовательных пар чисел, не производясерий делений, ине требует памяти простых чисел, а следовательно, облегчает реализацию этих операций во встроенных микропроцессорах систем для обработки экспериментальных данных. Так, например, при работе с 8-разрядными десятичными числами необходимо хранить в ЗУ 6 10 простых чисел, для чего необ ходима память 10 + 20 Мб, а объем одногопакета магнитных дисков ЕС - 5052 равен 725 Мб. Формула изобретения 5Арифметическое устройство, содержащее блокуправления, выходы которого соединены со входами входного регистра и выходом сумматора-вычитателя, первый и второй оперативныерегистры, сумматор, первый, второй, третий,четвертый переключатели и линию задержки,причем вход первого оперативного регистраподключен к подвижному контакту второгопереключателя, а выход подключен к первомуи через элемент задержки - ко второму вхо.дам сумматора, выход которого соединен сзамыкающим контактом второго переключателя,размыкающий контакт которого подключен квыходу сумматора-вычитателя и размыкающемуконтакту третьего переключателя, подвижныйконтакт которого соединен со входом второгооперативного регистра, выход которого соединен с подвижным контактом четвертого пере.ключателя, размыкающий контакт которогосоединен с замыкающим контактом третьегопереключателя, а замыкающий контакт четвертого переключателя соединен с замыкающимконтактом первого переключателя, размыкающийконтакт которого подключен к выходу входного регистра, а подвижный контакт подключенк первому входу сумматора-вычитателя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ловышения быстродействия, в него введены счетныйрегистр, буферный регистр, пятый и шестойпереключатели, причем вход счетного регистрасоединен с выходом сумматора-вычитателя, авыход подключен к подвижному контакту пятого переключателя, замыкающий контакт кото.рого соединен с входом буферного регистра,выход которого соединен с замыкающим контактом четвертого переключателя, размыкающийконтакт пятого переключателя соединен с раэ.мыкающим контактом шестого переключателя,замыкающий контакт которого соединен с выходом сумматора, а подвижный контакт шестого переключателя подключен ко второмувходу сумматора-вычитателя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Хо 3739162, кл. 235 в 1,1971.2. Авторское свидетельство СССР Иф 416692,кл. 6 06 Е 7/38, 1974 (прототип).781808 Составит Техред Н маилова Корректор М. Вигул Редактор овале емеев Тираж 751 НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб дакаэ 813 б 5 писное Филиал ПП "Патент Ужгород, ул. Проектная