Устройство для логарифмирования чисел

(50 4 Н 03 И/66 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТВУ о СССР1979.СССР1978. ОсуаАРственный комитет сссРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕ(71) Институт физики АН Ли(56) Авторское свидетельстЯф 813414, кл, С 06 Г 7/38,Авторское свидетельствоВ 767755, кл. С 06 Р 7/38,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОГАРИФМИРОВАНИЯ ЧИСЕЛ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет повысить точность и увеличить быстродействие логарифмирования эа счеттого, что значения логарифмов берутся из программируемого постояниого запоминающего устройства, а неявляются результатом приблизительных расчетов, и за счет того, чтоколичество необходимых операций вданном устройстве значительно мень.ЯО 125784 ше, чем в известных. По команде "Пуск" на входы блока определения значащих цифр (БОЗЦ) последователь. но поступают коды разрядов десятичного числа, В БОЗЦ определяется момент поступления первой значащей цифры (отличной от нуля), которая записывается в первый регистр. Информация о коде в остальных разрядах записывается в остальные шрегистров. Затем десятичный код числа преобразуется в двоичный в преобразователе цифрового кода и поступает на вход программируемого постоянного запоминающего устройства, на выходе которого образуется мантисса преобразуемого числа, Характеристика преобразуемого числа формируется на выходе реверсивного счетчика в соответствии с сигналами на выходах БОЗЦ и триггера, которые пропорциональны количеству значащих цифр в преобразуемом числе, 3 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационных системахЦель изобретения - повышение точности и увеличение быстродействиялогарифмирования.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для логарифмированиячисел, на фиг, 2 - временные диаграм.мы для случая И=5, М=З, количест"во значащих цифр 4, на фиг. 3 - временные диаграммы для случая 0=5,М=З, количество значащих цифр 1.Устройство содержит коммутатор 1,параллельный счетчик 2, генератор3 тактовых импульсов, блок 4 определения значащих цифр, дешифратор 5,логический элемент И 6, триггер 7значности числа, инвертор 8, логический элемент И 9, формирователь10-1-10-ш импульсов записи, реверсивный счетчик 11, регистры 12-.112-(в+1), преобразователь 13 цифрового кода, программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ)14, Первую 15 и вторую 16 шины выходного кода, шину 17 "Пуск" и шину 18 входного кода.Принцип действия устройства логарифмирования чисел заключается втом, что из И-разрядного преобразуемого десятичного числа путем выбора М первых значащих цифр (М 4 Н, величина М зависит от желаемой точности преобразованиями формируется Мразрядное число, которое в дальнейшем подвергается логарифмированию,т.е. определение его мантиссы и характеристики,1Устройство работает следующим образом.По команде "Пуск" начинает работать генератор 3 тактовых импульсов.Тактовые импульсы (фиг, 2, выход 3)приводят в действие параллельныйсчетчик 2, который на входы коммутатора 1 и дешифратора 5 передает упорядоченный перебор двоичных кодовыхкомбинаций, увеличивающихся не единицу синхронно с каждым отрицательным перепадом тактовых импульсов генератора 3. Каждая кодовая комбинация на управляющем входе коммутатора1 определяет номер его цифрового вхо.да, с которого на входы блока 4 ивходы регистров 12 передается информация определенного разряда десятич-,ного числа, Так, например, при кодо 5 10 15 20 25 30 3540 4550 вой комбинации 0001 передан старшийзначащий разряд числа с входа А 1 коммутатора 1,Таким образом, за и тактов генератора 3 тактовых импульсов поочередно передается информация всех М разрядов преобразуемого числа, начинаясо старшего разряда и кончая младшимразрядом (фиг. 2, выход 1). При этомкаждая определенная кодовая комбинация, поступающая на вход дешифратора5, вызывает появление уровня логического нуля на определенном его выходе, Например, кодовая комбинация,по которой на входы блока 4 и регистров 12 передается информация с входаА коммутатора 1, вызывает появлениеуровня логического нуля на выходе,В дешифратора 5 (фиг. 2, выходыб ьй+э 8 ы ) фПри появлении первого значащегочисла на входе блока 4 определениязначащих цифр, который может бытьвыполнен на микросхеме К 155 ЛЕЗ, наего выходе устанавливается уровеньлогического нуля (фиг. 2, выход 4),который через первый логическийэлемент И 6 передается на устанавливающий вход триггера 7 определения эначности числа и вызывает егоопрокидывание, т.е. на его неинвертирующем выходе устанавливается уровень логической единицы, а на ин-,вертирующем выходе - уровень логического нуля (фиг. 2, выход 7, Я).Таким образом формируется переднийфронт импульса значности числа.Поступление отрицательного перепада напряжения на устанавливающийвход формирователя 10-1 импульса записи вызывает установку уровня логической единицы на. его выходе (фиг, 2, выход 10-1), Очередной положительный перепад напряжения, поступающий с выхода генератора 3 тактовой частоты, восстанавливает уровень логического нуля на выходе формирователя 10-1 импульса записи (фиг. 2, выход 10-1), Таким образомформируется импульс записи, при подаче которого на регистр 12-1 осуществляется запись первого значащего числа.Импульс записи, поданный с выхо 55 да формирователя 1 Оимпульса записи на устанавливающий вход формиро, вателя 10-2 импульса записи, своим отрицательным перепадом формирует1257846разуется в двоичный код, который определяет адрес ячеек памяти программируемого 14 постоянного запоминающего устройства. Каждому десятичному числу соответствует одна ячейка ППЗУ 14, в которую заведомо с желаемой точ- ностью в двоичной форме записана мантисса данного числа, Мантисса числа поступает с выхода программируемого1 О постоянного запоминающего устройства14 на первую входную шину 15 уст) ройства. Таким образом протекает процесс определения мантиссы преобразуемого десятичного числа с точностью15 до первых М значащих цифр.начало импульса записи на выходеФормирователя 10-2 импульса записи(фиг. 2, выход 10-2). Очередной отрицательный перепад напряжения навыходе генератора 3 тактовых импульсов записывает следующее число врегистр 12-2 записи, а следующий положительный перепад напряжения навыходе генератора 3 тактовых импульсов завершает Формирование импульсазаписи на выходе Формирователя 10-2импульса записи (Фиг. 2, выход 10-2Аналогично протекает процесс формирования импульсов записи на выходахвсех остальных Формирователях 10-31 О-ш импульсов записи и запись первых значащих цифр в регистры 12-112-ш записи.В том случае, если количествозначащих цифр К меньше количества 10регистров 12-1-12-ш записи, то востальные регистры 12-(ш-М+1)- 12-тпзаписи записываются нули с входовА,-А , коммутатора 1. Так, например, если десятичное число состоит лишь из одной значащей цифры,поданной на вход А коммутатора 1,то она будет записана в регистр 12-1записи (Фиг. 3, выход 10-1), Востальные регистры 12-2-12-я записи ЗОбудут записаны нули с входов АА коммутатора 1 фиг. 3, выходы10-2 и 10-31,В том случае, если все разряды числа равняются нулю, формовкаим пульса значности числа, т.е. опрокидывание триггера 7 определения значности числа, происходит эа счет подачи уровня логического нуля на ус" тановочный вход триггера 7 эначнос О ти числа с выхода В дешифратора 5 через первый логический элемент И 6.Поступление урвня логического нуля на сбрасывающий вход триггераопределения значности числа с выхода В дешифратора 5 (Фиг, 2, выход В) восстанавливает уровень логического нуля на неинвертирующем выходе и уровень логической единицы на инвертирующем выходе триггера 7 5 О определения значности числа (фиг.2, выход 4), Длительность импульса определения значности числа прямо пропорциональна эначности преобразуемого десятичйого числа, 55Сформированное в регистрах 12-1- 12-ш записи М разрядное число преобразователем 13 цифрового кода преобУровень логического нуля, подво. димый с выхода В дешифратора 5 (фиг, 2, выход В ) на первый вход (параллельной записи) реверсивного счетчика 11, вызывает запись цифры "15" на его выходе (Фиг, 2, выход 11). На неинвертирующем выходе триггера 7 значности числа возникает импульс значчости числа (фиг, 2, выход 4)., который поступает на первый вход первого логического элемента И 9 и способствует прохождению импупьсов тактовой частоты генератора 3 через второй вход первого логического элемента И 9 на первый (счет. ный 1 вход реверсивного счетчика 11,Каждый положительный перепад импульсов тактовой частоты вызывает увеличение кода на выходе реверсивного счетчика 11. Так, например, при подаче одного тактового импульса на выходе реверсивного счетчика 11 возникает цифра "0", после следующего тактового импульса - цифра "1" и ч,д. (Фиг, 2, выход 11)Если десятичное число содержит К значащих цифр, то на счетный вход реверсивного счетччка 11 до завершения импульса значности числа будут поданы К тактовых импульсов, а на его выходеустановится цифра "К", которая определяет характеристику преобразуемого десятичного числа (фиг2, выход 11). Уровень логического нуля, возникающий на выходе В (фиг. 2, выход В) дешифратора 5, инвертируется инвертором 8 и подается на управляющий вход регистра 12-(ш+1), вследствие чего происходит запись характеристики в данный регистр (Фиг,2, выход 81, с выхода которого код ха 3 125 рактеристики поступает на вторую выходную шину 16.Формула и ц о б р е т е н и яУстройство для логарифмирования чисел, содержащее шину "Пуск", переключающее устройство, счетчик, реверсивный счетчик, генератортактовых импульсов, два элемента И, три регистра, вьнсод генератора тактовых импульсов соединен с первым входом счетчика и с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и . увеличения быстродействия, в него введены блок определения значащих цифр, триггер, инвертор, в формирователей импульсов записи, в -2 регистров, преобразователь цифрового кода, программируемое постоянное запоминающее устройство и дешифратор, а переключающее устройство выполнено на коммутаторе 1 причем входыдешифратора объединены с управляющими входами коммутатора и подключены к выходу счетчика, первый выход дешифратора соединен с вторым входом реверсивного счетчика, .второй - с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока определения значащих цифр, а выход - к первому входу триггера, второй вход которого объединен с входом инвертора и соединен с третьим выходом дешифратора, четвертый выход ко 7846 бторого подключен ко второму входу счетчика и первому входу генератора тактовых импульсов, второй вход которого является шиной "Пуск", а вы ход генератора тактовых импульсовсоединен с первыми входами формирователей сигналов записи, второй вход первого из которых подключен к ин" версному выходу триггера, прямой вы О ход которого соединен с вторым вхоцом первого элемента И, выход каждого д"го формирователя сигнала записи, кроме ш-го, соединен с пер- .вым входом соответствующего 1-го регистра и вторым входом +1-го форми 1рователя сигнала записи, выход ш-го 1формирователя сигнала записи соединен с первым входом ш-го регистра, вторые входы соответствующих ш ре гистров об-.единены между собой и свходами блока определения значащих цифр и подключены к выходам коммутатора, выходы М регистров подключены к соответствующим ",ходам преобраэова теля цифрового кода, выход которого соединен с входом программируемого постоянного запоминающего устройства, выход которого является первой выходной шиной, выход инвертора под- ЗО ключен к первому входу (ш+1)-го регистра, вторые входы которого сое" динены с выходами реверсивного счетчика, выход (ш+1)-го регистра является второй выходной шиной, первые входы коммутатора являются шинами входного кода, а второй и третьи входы - шиной нулевого потенциала.1257846 Ф ююивагхоо Ээхоо 7 оаа ооаоА бмхоРАир, Ро боо фиме Ф РыхоЦ йиоб 47- дыхоУ УО 7 дыха 7 й 7. 3ыгоо 1