Устройство для алгебраического сложения кодов целых комплексных чисел

(22) Заявлено 070180 (21) 2865059/18-24 с присоединением заявки ЙоГоеударстеенный комитет ССС Р но делам изобретений в открыткИ. Дата опубликования описания 070981(71 Заявитель Минский радиотехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЛГЕБРАИЧЕСКОГО СЛОЖЕНИЯ КОДОВ ЦЕЛЫХ КОМЛЛЕКСНЫХ ЧИСЕЛИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительних машинах икомплексах при обработке информации, представленной комплексными числами, а также при решении уравнений и систем с комплексными. корнями.Известно устройство для алгебраического сложения кодов целых комплексных чисел (ЦКЧ); которое содержит блок сложения в системе счисления с основанием р -1+) и блок вычитания в этой же системе счисления 111Известно также устройство для алгебраического сложения кодов ЦКЧ, . 15 которое содержит два регистра операндов, сумматор кодов целых комплексных чисел в системе счисления с основанием р -1+, специальный блок инвертирования для получения инверс ного значения кода вычитаемого при выполнении операции вычитания.В основу работы специального блока инвертирования положен принцип умножения на -1 (код -1 в.системе счисления с основанием р 1+) имеет вид 11101) Ы .Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для алгебраического сложе30 ния кодов ЦКЧ ГЗ , которое содержит регистры первого и второго операндов, элементы ИЛИ, элементы задержки, специальный блок инвертирования, блоки элементов И, блок элементов ИЛИ, сумматор в системе счисления с основанием р -1+), блок управления, где прямоте пыходы разрядоврегистра первого операнда подключенык первым входам элементов И первогоблока элементов И параллельно, прямые выходы разрядов регистра второгооперанда подключены к первым входамэлементов И второго блока элементовИ параллельно, выходы регистра второго операнда подключены параллельно к входам блока инвертирования,первый выхсд блока управления подключен к первому входу элемента ИЛИи через первый элемент задержки -к вторым входам элементов И второгоблока элементов И, второй выходблока управления подключен к второму входу элемента.или и через второйэлемент задержки - ко вторым входамэлементов И третьего блока элементовИ, .выход элемента ИЛИ подключен квторым входам элементов И первогоблока элементов, выходы элементов Ипервого, второго и третьего блоковэлементов И подключены соответственно к входам элементов ИЛИ блока элементов ИЛИ параллельно, выходы элементов ИЛИ блока элементов ИЛИ подклю-чены к входам сумматора в системе счисления соснованием р -1+) параллельно.Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие, так как при вычитании основное время затрачивается на выполнение операции О инвертирования, и большие затраты оборудования для построения блока инвертирования.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства и снижение аппаратурных затрат для его построения.Поставленная целЬ достигается тем, что устройство для алгебраического сложения кодов целых комплексных чисел, содержащее два регистра 20 операндов, элемент ИЛИ, первый и второй элементы задержки, первый, второй и третий блоки элементов И, блок элементов ИЛИ, сумматор в системе счисления с основанием р=-1+), причем первые входы элементов И первого блока элементов И соединены с выходом элемента ИЛИ, а вторые входы - с выходами разрядов регистра первого операнда, первый вход элемеУга ИЛИ соединен с управляющим входом сложения устройства и с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами элементов И второго блока элементов И, вторые входы которых подключены к прямым выходам разрядов регистра второго операнда, выход второго элемента задержки подключен к первым входам элементов И третьего блока элементов И, выходы элементов И первого, второго и третьего блоков элементов И соединены соответственно с первыми, вторыми и третьими входа. ми. элементов ИЛИ, .блока элементов ИЛИ, выходы которого подключены ко 45 вход:м сумматора в системе счисления с основанием р -1+), содержит третий элемент задержки, вход которого соединен с управляющим входом вычитания устройства, а выход соединен с вторым Щ) входом элемента ИЛИ и с входом второго элемента задержки. Управляющий вход вычитания устройства соединен с четвертымивходами элемента ИЛИ блока элементов ИЛИ с номерами пЗ и пЗ+1(к = 0,1,2). Инверс ные выходы разрядов регистра второ го операнда подключены к вторым входам элементов И третьего блока элементов И.на чертеже представлена структур ная схема устройства для алгебраического сложения. кодов целых комплексных чисел.Устройство содержит регистры 1 и 2 первого и второго операндов, эле-. , 65 мент ИЛИ 3, .элементы задержки 4-6,блоки 7-9 элементов И, блок 10 элементов ИЛИ, сумматор 11 в системесчисления с основанием р -1+. Регистры 1 и 2 предназначены дляприема и хранения кодов операндовперед выполнением операцйй сложенияили вычитания,Блоки 7-9 элементов,Ии блок 10элементов ИЛИ предназначены для пере.дачи операндов на сумматор 11,Сумматор 11 в системе счисленияс основанием р -1+ предназначендля суммирования кодов.Элементы 4-7 задержки предназначены для организации вычислительного процесса.Устройство работает следующим образом.После приема операндов в регистры 1 и 2 подается сигнал на вход 12(если необходимо выполнить операциюсложения) или на вход 13 (если необходимо вычесть,из первого операндавторой). Онерация сложения 6 устройстве выполняется так же, как и впрототипе.При выполнении операции вычитания сигнал подается на вход 13. Поэтому сигналу на сумматор 11 в системе счисления с основанием р=-1+1через элементы ИЛИ блока 10 .подаетсякод 011011011 (что выполнено схемно, и код записывается непосредственно сигналом с входа 13).По сигналу на входе 13, задержанному на элементе 6 задержки на времяподачи в сумматор 11 кода 011=011011,код первого операнда, считанный с прявых выходов разрядов регистра 1, через элементы блока 7 и элементы ИЛИ блока 10 подается на сумматор, где складывается с поданнымтуда кодом 011011011.По сигналу с .входа 13, задержанному на элементе 5 задержки на времясложения в сумматоре 11, код, считанный с инверсных выходов разрядоврегистра 2, через элементы И блока9 и элементы ИЛИ блока 10 подаетсяна сумматор 11.В результате сложения получаетсяразность первого и второго операндов.П р. и м е р 1. Пусть необходимопроиивертировать кодА = 1610.А. = 1010 = 1+13,РазбиваеМ:данный код на триады,причем старюув триаду необходимо дополнить двумя нулямиА ф 001 010ЙроийэерФируем разряды кода сучетри дополненных разрядов:Х =,110101.Сложим од Х с кодом 0110111 ом А110010-1 -)3,862140 Сложеййе проводилось но правиламдля систеж счисления с основаниемр+1,При применении данного алгоритманеобходимо, чтобы разрядность кодов .была кратной трем. ЕСли .это не так,то старшую триаду .необходимо дополнить. нулями.П р и м е р 2. А1010 . 1 +33- уменьшаемое;В = 100 = -.12,. - вычитаемое..Инвертируем разряды вычитаеМОгаВ = 011,1 пч .В = 011 + 0111110100,Разность и - мЗСЭ,Ф 1 10 Формула изобретения 1 Устройотво для алгебраическогосложения кодов целых комплексных чисел, содержащее два регистра операндов, элемент ИЛИ, первый и второйэлементы задержки, первый, второй и29 третий блоки элементов И, блок элементОВ ИЛИ, сумматор в системе счисления с основанием р -1+1, причемпервые входы элементов К первого блока элементов. И соединены с выходомэлемента ИЛИ, а вторые входы - с выходами разрядов регистра первого.операнда, первый вход элемента ИЛИсоединен с управляющим входом сложения устройства и с входом первогоЗ( элемента задержки, выход которого.соединен. с первыми входами элементовИ второго блока элементов И, вторыевходы которых .подключены к прямымвыходам разрядов регистра второгооперанда, выход второго элемента задержки подключен к первым входамэлементов И.третьего блока элементовИ, выходы элементов И первого, второго и третьего блоков элементов Исоединены соответственно с первыми,40. вторыми и третьими входами элементовИЛИ, блока элементов ИЛИ, выходы которого подключены к входам сукиатора в системе счисления с основаниемр+), отличающееся,ц тем, что, с целью увеличения быстро.действия и снижения аппаратурных затрат, оно содержит третий элемент за. держки, вход которого соединен с уп-.равляющим входом вычитания устройст- .щ ва, а выход соединен с вторым входомэлемента ИЛИ и с входом второго элемента задержки, управляющий вход вычитавия устройства соединен с четвертиии входами элементов 1 ЛИ блокаэлементов ИЛИ и номерами и= Зк и.ф м-Зк + 1 (к = 0,1,2), ивверсчис- ные выхода разрядов регистра второгооперанда подключены к вторым входамэлементов И третьего блока элеменна тов И.46 Источники информации,принялв во внимание при экспертизе1. Акушский И.Я. и др. Основымавщвиой ариФметики комплексных чи сел. Алма-Ата, фНаука", 1970,с. 98-101,1010 1110100 1111110 = 1 + 5. П р и м е р 3. А = 000000 001 010 1+ 3,Х =111111 1101101: -1-,3. 1 оА=ОООООО 110 010 Т. е. дополнять можно произволь,ным количеством нулей, но разрядность кода А при этом должна оставаться кратной трем. Длина. кода 011011011 должна при этом быть равной длине операндов.Проведем сравнительную оценку быстродействия прототипа данного устройства. Примем при этом, что появление операций сложения и вычитания равновероятно. Учитывать будем только время суммирования, как самое длинное работы сложения; вычитания где с.,среднее .врпрототипа;время опер время опер п ототип) ацииации( Рбылсм риз фвремя суммирования нсумматоре в системеления с основаниемр = -1+);время инвертированияблоке инвертирования(предложенное Выигрыш в быстродействии В предложенном устройстве коли чество оборудования уменьшено, так, как для реализации блока инвертирования прототипа необходимы элементы И-ИЛИ-НЕ по количеству разрядов вычитаемого, а блок инвертирования в данном устройстве заменяется одним.элементом задержки.862140 Составитель В, БерезкинРедактор Л, Утехина техред м, Голинка Корректор О. Билак а иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 2. Якушский И.Я. и др, Основы машинной арифметики комплексных чисел. Алла-Ата, "Наука", . 1970, с. 101. 1343 Тираж 745 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, З, Ра3, Поспелов Д.А. Арифметические основы вычислителънык мйаин дискретного действия. И., фвмсвея школами, 1970, с. 203, 210 (прототип). Подписи омитета СССР,открыт ий кая наб., д. 4/5