Устройство для вычисления тригонометрических функций

(73) Заявитель Кировский политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИСЛЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении специализированных ЦВМ с аппаратурной реализацией элементарных Функций.Известны устройства, решающие тригонометрические (трансцендентные) уравнения путем интегрирования диФ- ференциальных уравнений 11.Однако эти устройства обладают ограниченным быстродействием, поскольку работают с приращениями в одну- несколько единиц младшего разряда. Известно устройство для вычислеИ ния тригонометрических Функций, вычисляющее элементарные функции и- выполняющее операцию преобразования координат за время, приблизительно равное времени реализации операции умножения 2,Недостатком этого устройства является неприспособленность структуры к вычислению тригонометрических урав" нений, что сужает Функциональные возможности устройства,Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей арифметического устройства за счет решения тригонометрических уравнений.Ноставленная цель достигается тем,что в устройство для вычисления тригонометрических функций, содержащееблок формирования координат вектора,первый и второй элементы И, первый ивторой элементы задержки, первый ивторой сумматоры, первый и второйрегистры сдвига, причем первые входыпервого и второго элементов И соединены с соответствуюшими выходами бло-.ка Формирования координат вектора, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым информационными входамиустройства, третьи входы первого ивторого элементов И соединены с первым управляющим входом устройства,выходы первого и второго элементов Иформула изобретения Устройство для вычисления тригонометрических Функций, содержащее блок Формирования координат вектора, первый и второй элементы И, первый и второй, элементы задержки, первый и второй сумматоры, первый и второй регистры сдвига, причем первые входы первого и второго элементов И соединены с соответствующими выходами блока Формирования координат вектора, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и 5 87752вперед промежуточные значения координат вектора 1 и Х; . На элементахИ 2 и 3 по сигналу входа 12 выделяютсястарших точных разрядов 1, ит.е, 1; и Х соответственно.и умножаются на (и")-ые разряды мно"жителей А и В, поступивших на входы13 и 7 устройства соответственно.11 олученные частичные произведения задерживаются на такт элементами 5 и6 задержки соответственно и суммируются в сумматорах 7 и 8 с содержимыми-разрядных регистров 10 и 1 сдвигасоответственно. После и аналогичныхитераций на выходах 14 и 15 устройства соответственно будут полученывычисленные значения ФункцийщА 51 п Ч и Ф =В со 5 Ч еПри вычислении Функций Й =А 51 п Чи 11=А со 5 Ч на входы 13 и 17 устройства подается аргумент А, в остальном устройство работает так же,как и при вычислении Функций ГА 51 пЧ и 6=8 созеПри работе устройства в режимерешения тригонометрических уравненийиа вход 16 устройства подается сигнал логическая , в результатевыход сумматора 9 через элемент И 4соединяется с управляющим входом30блока 1 Формирования координат вектораеУстройство решает тригонометрические уравнения вида А 51 пМ+8 соФ+С=О,где А , В. и С - коэФФициенты, Ч - неизвестное, путем реализации алгоритма Зз(1) с начальными условиями 90 МЧо О, Хо 1/К, с выбором направлениявращения вектора по закону ;51 цп(О +Е 1), где ОО,+ап . нЕ =Е 1 Ь Х - промежуточные зна 1 1чения Функций А 5 п 9 н С+В созсоответственно на 1 -ой итерации,причем О О, ВО=С, а ии Ь П 1циФры (п" 1)- го разрядов коэФФициентов А и В соответственно,ч, и Х.45старших точных разрядов координатвектора 1 и Х соответственно, иконечным результатом 9- решениеуравнения, т.е. вычисленное эначе"ние неизвестного Ч . ЯПеред началом работы устройстваобнуляется регистр 10 сдвига, т.е.О О, а в регистр 11 сдвига записывается коэФФициент С, т.е. ЕТС.,Работа устройства в данном режиме заключается в следующем.В соответствии с алгоритмом 1,1)на-ой итерации блок 1 Формирования 7 6координат вектора выдает на первые входы элементов И 2 и 3 соответственно младшими разрядами вперед промежуточные значения координат вектора 1. и Х . На элементах И 2 и3 по сигналу с первого входа 2 устройства выделяютсястарших.точных разрядов у и Х , т.е. , и Х1соответственно, и умножаются на(и. )-ые разряды коэФФициентов А и В, поступивших на входы 13 иустройства соответственно. Получен ные частичные произведения ах . и б Х задерживаются на такт элементами 5 и 6 задержки и суммируются в сумматорах 7 и 8 с содержимым-разрядных регистров 10 и 11 сдвига О; и Е;соответственно.В результате в сумматорах 7 и 8 образуются промежуточные значения Функций А 5 и 9; и С+В со 59, соответственно О и Е , которые поступают навходы сумматора 9, в результате в сумматоре 9 образуется величина О; + +Е , знак которойвыделяется сфпомощью элемента И 4 и поступает иа управляющий вход блока 1 Формирования координат вектора. После п аналогичных итераций на выходах 14 и 15 устройства будут получены значения Функций О=А 51 пи Е=С+В созе соответственно 1 а в блоке 1 форми" рования координат вектора будет получено решение уравнения 9 п, т.е. вычисленное значение неизвестного .3 Фективность изобретения заклю" чается в расширении Функциональныхвозможностей устройства за счет решений тригонометрических уравнений.Устройство позволяет решать тригонометрические уравнения за время, приблизительно равное времени реализации операции умножения.вторым информационными входами устройства, третьи входы первого и второго элементов И соединены с первымуправляющим входом устройства, выходыпервого и второго элементов И соединены соответственно с входами первого и второго элементов задержки, .выходы которых соединены с первымивходами соответственно первого и второго сумматоров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами устройства и входами .первого и второго регистров сдвига,выходы которых соединены с вторымивходами соответственно первого и второго сумматоров, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностейза счет решения тригонометрическихуравнений, в него введены третий 7527 8сумматор и третий элемент И, причемпервый и второй входы третьего сумматора соединены соответственно свыходами первого и второго сумматоров, выход третьего сумматора соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым управляющим входомустройства, выход третьего элемента о И соединен с управляющим входом блока формирования координат вектора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Майоров Ф.Д. Элементарные цифровые интегрирующие машины. М.,Машгиз, 962, с. 86"88.2. Авторское свидетельство СССРф 50497, кл, 6 06 Г /02, 974