Устройство для вычисления функции

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК ИХ 19) (1 Р 7 552 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСМОМУ С ТЕЛЬСТВУ 15/24.87(57) Изовычислитретения област етение относитьной техники.расширение обл ь изобти примеотносится к и может бы зобретен и и ь исполь ализиротельнои технн ксляетг 2 У) комплуществ )/(Х но о алгоритму 1/ХУ/(Х +1 ) )Целью изобрет ия является расшиенения за счет обея значения функо переменного.ражена блок-схемаойства. рение области прим спечения вычислени от комплекс На чертеже изопредлагаемого уст ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(56) Байкоциализировонные алгоРадио и свАвторскВ 579612,) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ФУНКзовано при построении спванных ЭВМ.Вычисление функции 1/го переменного 2=Х+1 Уся п 2 =(Хг нения устройства, Изобретение позволяет расширить за счет обеспечения,авычисления функции 1/2 комплексного переменного 2-область применения уст ройства, содержащего три регистра, четыре сумматора, три сдвигателя и реализующего модифицированный алгоритм Волдера при вычислении функции У Х действительных переменных Х и У. Для этого в устройство доПолнительно введены четвертый регистр, сумматоры с пятого по десятый, четвертый, пятый, шестой сдвигатели, первый и второй элементы ИСИПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, обусловливающие появление свойства преобразования. путем вычислений комплексного аргумента 2 в единицу и преобразования единицы в комплексное число, обратное квадрату аргумента. 1 ил. Устройство содержит четыре регист ра 1 - 4, десять сумматоров-вычитателей 5 - 14, шесть сдвигателей 15 - 20, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.21 и 22, вход 23 тактовых импульсов, вход 24 кода величины К, вход 25 кода величины Ки вход 26 кода величины 2 К.Для пояснения работы устройства введены следующие обозначения; А и В - соответственно мнимая (ордината вектора) и действительная (абсцис са вектора) части комплексного переменного (В+1 А) приближения аргумента 2=Х+1 У к единице на л-м шаге алго(16) тветстчастяенного з 145695 ритма; С и Рл - соответственно мни-мая (ордината вектора) и действительная (абсцисса вектора) части комплексного переменного (Р+1 С) приближения функции 1/2 на л-м шаге алгорит"й 5 ма; Е-1,+1 ) - оператор направления изменения аргумента (угла вектора) комплексного переменного (В+А) и (Р+С), на л-м шаге алгоритма;10 Р Е -1,+1 - оператор направления изменения модуля (длины вектора) комплексного переменного (В+А) и (Р+)С) на л-м шаге алгоритма; л - сквозной номер шага от начала вычислений; К - 15 номер выполняемой итерации; п - количество разрядов в дробной части числа, количество выполняемых итера ций с двойными шагами; (и+2) - разрядность устройства, включая разряд в целой части числа и знаковый.Области значения аргументаО Х 11;07 .1.Области значения функции250-2 ХУ/(Х +Т ) 1 /2;0(Х)/(Х +Т ) 1/4. Устройство реализует следующийалгоритм вычисления функции 1/2 ком.плексного переменного 2 Х+1 Т.Начальные условияА,У; (1)В, Х; (2)С, 0; (3)Р, ф 1.35Итерации ЕЗНАК (А) (5)о1, если Вщ-1, если ВЬ 1 -Ел, РР, 2;км Рл+ фРл+Е Сл 2 +Рл Р +Е Р С 2 "л л л В щВ 2 фй а аС,- - 2 ХУ/(Х +у )2 ии и Р 1., ЯВЛЯютсЯ соовенно жимой и действительнойми функции комплексного перем 1/2 ф=1/(Х+Р) =(Х-Р) /(Х+) --,у (2 ХУ/(Х +У ) ).В исходном положении в регистрахнаходятся следующие данные; в первом регистре 1 - мнимая часть У комплексного аргумента 2; во втором регистре 2 - действительная часть Х комплексного аргумента 2 в третьем регистре, 3 - число 0; в четвертом регистре 4 - число 1. Таким образом, реализованы выражения (1) в , (4).Устройство работает циклически. На л-м шаге на вход 23 тактовых импульсов устройства подается синхросигнал, на вход 24 кода величины К- номер К выполняемой итерации (код величины сдвига для четвертого 15 и первого 16 сдвигателей), на вход 25 кода, величины К- - код (К) первой модификации величины сдвига для второго 17 и пятого 18 сдвигателей, на вход 26 кода величины 2 К- код (2 К) второй модификации величины сдвига для третьего 19 и шестого 20 сдвигателей. При этом двум тактовым импульсам соответствует одно значение номера К выполняемой итерации (кода величины сдвига);- одно значение кода (К) первой модификации величины сдвига и одно значение кода (2 К) второй модификации величины сдвига, т.е. используются двойные шаги итераций в соответствии с выражениями (11) и (12)Под воздействием тактовых импульсов, номеров итераций (кодов величины сдвига), кодов первой, модификации вели" чины сдвига и кодов второй модификации величины сдвига в устройстве развивается вычислительный процесс.Под воздействием каждого тактового импульса реализуется один шаг в соответствии с выражениями (5) (10)Значение оператора Е направления изменения аргумента комплексного переменного снимается с выхода знакового разряда первого регистра 1 выражение (5). Сигнал Е поступает на входы седьмого 7, восьмого 8, третьего 13 и пятого 14 сумматороввычитателей для задания режимов работы (сложения или вычитания), а также на второй вход второго элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 21 - выражение (6),Сигнал Р поступает на входы первого5, второго 6, четвертого 9 и шестого 1 О сумматоров-вычитателей для за 5 14 дания режимов работы (сложения или вычитания), а также на первый вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22,На выходе второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22 формируется сигнал Е Рл л который поступает на входы девятого 11 и десятого 12 сумматоров-вычитателей для задания режимов работы (сложения или вычитания).В соответствии с кодом К величины сдвига (номером выполняемой итерации) в четвертом 15 и первом 16 сдвигателях выполняется сдвиг предыдущих значений соответственно мнимой А и действительной В частей комплексного переменного (В+1 А) на К разрядов вправо, т,е. на выходах четвертого 15 и первого 16 сдвигателей формируются величины соответственно А 2 иВл 2В соответствии с кодом (К"1) первой модификации величины сдвига во втором 17 и пятом 18 сдвигателях выполняется сдвиг предыдущих значений соответственно мнимой Сл и действительной Пл частей комплексного переменного (В+С) на Кразрядов вправо, т,ена выходах второго 17 и пятого 18 сдвигателей формируются ве-к+1 личины соответственно С 2 и Р 2- кфлВ соответствии с кодом 2 Квторой модификации величины сдвига в третьем 19 и шестом 20 сдвигателях выполняется сдвиг предыдущих значений соответственно мнимой Сл и действительной Эл частей комплексного переменного (Р+1 С) на 2 Кразрядов вправо, т.е. на выходах третьего 19 и шестого 20 сдвигателей формируютсяк+ величины соответственно С 2 . и Э 2Предыдущее значение мнимой части А комплексного переменного (В+1 А) и его приращения А 2 и Вл 2 поступают соответственно с первого регистра 1, четвертого сдвигателя 15 и первого сдвигателя 6 в цепь, состоящую из первого 5 и седьмого 7 сумматоров-вычитателей, в результате в седьмом сумматоре-вычитателе 7 формируется новое значение мнимой части А , комплексного переменного (В+1 А), которое фиксируется в первом регистре 1 - выражение (7).Предыдущее значение действительной части Вл комплексного переменного (В+1 А) и его приращения В 2 и,5 10 15 20 25 А 2 " поступают соответственно с второго регистра 2, первого 16 и четвертого 15 сдвигателей в цепь, состоящую из второго 6 и восьмого 8 сумматоров-вычитателей, в результате в восьмом сумматоре-вычитателе 8 формируется новое значение действительной части В комплексного переменного (В+1 А), которое фиксируется во втором регистре 2 - выражение (8).Предыдущее значение мнимой части С комплексного переменного (Р+1 С)-ки Пл 2 ,поступают соответственно с третьего регистра З,второго 17, шестого 20 и пятого 18 сдвигателей в цепь, состоящую из четвертого 9, девятого 11 и третьего 13 сумматоров-вычитателей, в результате в третьем сумматоре"вычитателе 13 форьируется новое значение мнимой час" ти С комплексного переменного (О+1 С), которое фиксируется в третьем регистре 3 - выражение (9). Предыдущее значение действительной части Рл комплексного переменного (Р+1 С) и его пРиРащениЯ Вл 2 С 2и С 2 поступают соответственно с четвертого регистра 4,пятого 1 З,третьего 19 и второго17 сдвигателей в цепь, состоящую изшестого 10 и пятого 14 сумматороввычитателей, в результате в пятомсумматоре-вычитателе 14 формируется новое значение действительной части Р л, комплексного переменного (Р+ +1 С), которое Фиксируется в четвертом регистре 4 в , выражение (10).Все итерационные шаги выполняют" ся в устройстве аналогично.После выполнения и итераций с двойными шагами в регистрах зафиксированы следующие результаты: в пер" вом регистре 1 - А=0; во втором регистре 2 - В=1; в третьем регистре 3 - С , =-2 ХУ/(Х +У ) ; в четвертом регистре 4 - Пл (Х -7 )/ (Х +У)Таким образом, реализованы выражения (13) - (16). Формула изобретения Устройство для вычисления функции 1/Е , содержащее три регистра, четыере сумматора-вычитателя, три сдвигателя, причем выходы первого и второ-. го регистров соединены с входами пер35 7 14569 вого слагаемого соответственно первого и второго сумматоров-вычитателей, выход второго регистра соединен с информационным входом первого сдвигателя, выход третьего регистра соединен с информационными входами вто" рого и третьего сдвигателей, выходы первого и второго сдвигателей соединены с входами второго слагаемого соответственно второго и четвертого сумматоров-вычитателей, выход третьего сумматора-вычитатедя соединен с информационным. входом третьего регистра, вход тактовых импульсов устройства соединен;. с входами синхронизации первого, второго и третьего регистров, вход кода величины К (К- номер итерации) устройства соединен с входом управления сдвигом первого сдвигателя, вход кода величины Кустройства соединен с входом управления сдвигом второго сдвигателя, вход кода величины 2 Кустройства соединен с входом управления сдвигов 25 третьего сдвигателя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения вычисления значения функции от комплексного переменного, в него введены четвертый регистр, с пятого по десятый сумматоры-вычитатели, с четвертого:ло шестой сдвигатели,два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выход первого регистра соединен с информационным входом четвертого сдвигателя, выход третьего регистра сое" динен с входом первого слагаемого четвертого сумматора-вычитателя, выход четвертого регистра соединен с 40 входом первого слагаемого шестого сумматора-вычитателя и информационными входами пятого и шестого сдвигателей, выходы первого, второго, четвертого и шестого сумматоров-вычита телей соединены с входами первого слагаемого соответственно седьмого, восьмого, девятого и десятого сумма 54 8торов-вычитателей, выходы которыхсоединены соответственно с информационным входом первого регистра, информационным входом второго регистра,входом первого слагаемого третьегосумматора-вычитателя и входом первого слагаемого пятого сумматора-вычитателя, выход пятого сумматоравычитателя -соединен с информационным входом четвертого регистра, выходы первого, второго,третьего и шестого сдвигателей соединены с входами второго слагаемого со"ответственно седьмого, пятого, десятого и девятого сумматоров-вычитателей, выход четвертого двигателя соединен с входами второго слагаемогопервого и восьмого сумматоров-вычитателей, выход пятого сдвигателя соединен с входами второго слагаемоготретьего и шестого сумматоров-вычитателей, вход тактовых импульсов устройства соединен с входами синхронизации четвертого регистра, входы кодов величин К, Ки 2 Кустройствасоединены с входами управления сдвигом соответственно четвертого, пятого и шестого сдвигателей, выход знакового разряда первого регистра соединен с входами задания режима седьмоговосьмого, третьего и пятогосумматоров-вычитателей, выходы знакового и старшего разрядов второгорегистра соединены соответственно спервым и вторым входами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входами задания ре"жима первого, второго, четвертогои шестого сумматоров-вычитателей ипервым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входами задания режима девятого и десятого сумматоров-вычитателей, второй вход второго элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с выходомзнакового разряда первого . регистра.1456954Составитель А.Зорин Редактор О.Юрковецкая Техред И,Ходанич Корректор Н,КорольЗаказ 7489/47 Тираж 667 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4