Устройство для функционального преобразования упорядоченного массива чисел

ОП ИСАНИ ЕИЗЬЬРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветекикСоциалистичвсииаРеатублии и 940165(51)М. Кл. 6 06 Г 15 Д 1 ЪеЗдератаанныВ кемнтет ССь.Р лф делам нзобретеннй н открытий(71) Заявитель Ордена Ленина институт кибернетики АН Укра нскояИМИВ 1 511) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УПОРЯДОЧЕННОГО МАССИВА ЧИСЕЛ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольФ зовано в специализированных устрой-. ствах для выполнения функциональных преобразований над массивами чисел.5 Известно устройство для функционального преобразования, выполняемого над одним числом, содержащее входной регистр, выходной регистр, входы которого соединены с выходом функционального преобразователя. Устройство осуществляет вычисление функции над аргументом, находящимся во входном регистре 111.15Недостатком указанного устройства является невозможность выполнения преобразования над массивом чисел.Известно также устройство для функционального преобразования над ро массивом чисел, содержащее функци" онагьный преобразователь, блок памя" ти, счетчик адреса, регистр числа, группу элементов И и блок управления. 2Устройство осуществляет последовательное преобразование над всеми числами массива. Время преобразова" ния над одним числом пропорционально разрядности числа, так как преобразование осуществляется последовательно по разрядам аргумента ( 2 1,Недостатком известного устройства является низкое быстродействие.Цель изобретения - повышение быст" родействия устройства.Указанная цель достигается тем, цто в устройство, содержащее блок памяти, регистр числа, счетчик адреса, Фчнкциональный генератор, группу элементов И и блок управления, причем выходы блока памяти соединены с входами разряда регистра числа, адресные зходы блока памяти соединены с вы- ходами разрядов счетчика адреса и с выходом номера числа устройства, вы ходы Функционального генератора подключены к первым входам элементов И группы, вторые входы которых под 3 9401ключены к первому выходу блока управления и к счетному входу счетчикаадреса, а выходы элементов И группысоединены с выходами результата устройства, второй выход блока управле"ния соединен с входом функционального генератора, содержит также схемусравнения и счетчик, первая группавходов схемы сравнения соединена свыходами разрядов счетчика, вторая,группа входов - с выходами разрядов регистра числа, а выход - с первым входом блока управления, второйвыход которого соединен со счетнымвходом счетчика, а второй вход 15с тактовым входом устройства.Кроме того, блок управления содержит первый и второй элементы И иэлемент НЕ, причем первые входы элементов И соединены с вторым входомблока, второй вход первого элементаИ соединен с первым входом блока ивходом элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выходы первого ивторого элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходами блока,На фиг,1 приведена структурнаясхема устройства для функциональногопреобразования упорядоченнобэ массива чисел; на фиг,2 - то же, блокуправленияУстройство содержит блок 1 памяти,счетчик 2 адреса регистр 3 числа,схему 4 сравнения, счетчик 5, функци- З 5ональный генератор 6, группы 7 элементов И, блок 8 управления, Выходысчетчика 2 соединены с входамиблока 1 и с выходами 9 номера40. числа устройства, выходы 10 группы 7 являются выходами результата устройства, Блок 8 управленияимеет вход 11 тактовых импульсов,вход 12 и выходы 13 и 14. Блок 845содержит элементы И 15 и 16 и элементНЕ 17Устройство работает следующимобразом. Исходным состоянием блоков устройства является нулевое состояние счетчика 2, регистра 3 и счетчика 5, а также начальное значение функции для нулевого значения аргумента на выходе функционального генератора 6./ 55 Нулевые значения на первом и втором входах схемы 4 сравнения приводят к ее срабатыванию и открыванйю эле 65 4 мента И 15 блока 8 управленияфиг.2) для прохождения первого тактового импульса по входу 11 на выход 13 ( к счетчику 2 и к группе 7 элементов И), В счетчике 2 адреса устанавливается номер первой ячейки памяти, из которой считывается первое значение аргумента, Равенство кодов в регистре 3 числа и счетчике 5 нарушается, е результате чего схема 4 сравнения снимает разрешающий потенциал с элемента И 15 блока 8 и через элемент НЕ 17 открывает элемент И 16, через который начинают проходить тактовые импульсы с входа 11 на выход 14 блока 8 управления к сцетчику 5 и функциональному генератору 6. Прохождение тактовых импульсов на выход 14 блока 8 продолжается до сравнения кодов в счетчике 5 и регистре 3, после цего схема 4 сравнения закрывает элемент И 16 и открывает элемент И 15 блока 8, разрешая чтение кода функции через группу 7 элементов И из функционального генератора б, соответствую щего числу прошедших на счетчик 5 .тактовых импульсов, т.е. величине первого аргумента.Значение функции на выходе 10 результата сопровождается номером по выходу 9 номера числа, который может быть использован для записи результатов по определенным адресам, соответствующим адресам аргумента, в тот же или другой блок памяти.После считывания значения функции для первого значения аргумента производится, аналогично описанному выше, формирование адреса второго аргумента на счетчике 2 и считывание его из блока 1, Так как массив чисел в блоке 1 упорядочен то считанное из него число равно или больше предыдущего. При этом для каждого последующего числа осуществляется только "доработка" значения функции, на которую тратится количество тактов, равное разности между предыдущим и последующим числом.Если сразу произошло сравнение вновь считанного числа со значением кода в счетчике 5, то осуществляется повторная выдача значения функции из функционального генератора 6 повыходу 10.Работа устройства продолжаетсядо окончания функционального преобразования всех цисел массива.94016 формула изобретения 1, Устройство для функционального преобразования упорядоченного массива чисел, содержащее блок памяти, регистр числа, счетчик адреса, функциональный генератор, группу элементов И и блок управления, причем выходы блока памяти соединены с входами разряда регистра числа, адресные входы блока памяти соединены с выходами разрядов счетчика адреса и с выходом номера числа устройства,5При такой организации функционального преобразования массива чисел значительно упрощается функциональный блок 6, который при этом работает в режиме генерации функции 5 от числа импульсов, при котором для вычисления каждого последующего значения функции требуется выполнить 1-2 короткие операции.При использовании в качестве функ .ционального генератора блоков для вычисления степенных, тригонометрических и других функций за время прогона счетчика 5 от нулевого до , максимаЛьного значения выполняется функциональное преобразование всего массива чисел, количество которых ограничивается только емкостью блока 1 памяти, Длительность цикла функционального преобразования всего 20 массива чисел не зависит от величины массива, а зависит только от разрядности чисел массива по степенному закону и определяется как 2 , где п - разрядность чисел, что позволяет 25 в несколько раз повысить быстродействие устройства, которое увеличивается с ростом числа. элементов массива и уменьшением разрядности чисел,30 5 6выходы фуНкционального генератораподключены к первым входам элементовИ группы, вторые входы которых подключены к первому выходу блока управления и к счетному входу счетчикаадресавыходы элементов И группысоединены с выходами результатаустройства, второй выход блока управления соединен с входом функциональ"ного генератора, о т л и Ч а ю щ ее с я тем, что, с. целью повышениябыстродействия, устройство содержитсхему сравнения и счетчик, перваягруппа входов схемы сравнения соединена с выходами разрядов счетчикавторая группа входов -. с вцходамиразрядов регистра числа, а выход - спервцм входом блока управления, второй выход которого соединен со счетным входом счетчика, а второй вход.с тактовым входом устройства,2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит первый и второй элементы И и элемент НЕ, причем первыевходы элементов И соединены с вторымвходом блока, второй вход первогоэлемента И соединен с первым входомблока и входом элемента НЕ, выходкоторого соединен с вторым входомвторого элемента И, выходы .первогои второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходами блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Рабинович З.Л., Раманаускас В.А.Типовые операции в вычислительныхмашинах. К., "Техника", 1980, с.239,рис.53 б.2, Ефимов А.Н Рубанов В.Г.Оптимизация процессов первичной обработкиинформации в АСУ. К., "Техника",1976,с.94 (прототип).940165И Заказ 4669/71 Тираж 731 Подпис илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная