Вычислительное устройство

(191 (1 06 Р 7 55 ф 13 ИСАНИ БР ИЯ Т(21) 3454419 (22) 23.04.8 (46) 07.06.8 (72) В.П. Бо Т,В. Попова (53) 681,325 (56) 1. Авто Р 627477, кл 18-24 Р 21В,М. ГиндРадкевич дин, В,Н, 88.8 кое С 06 в о СССР77.СССР81 видетельст Г 7/552, 1 2. Авторск М 985784, кл. (прототип) . свидетельст Об у 7/552,ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО,содержащее первый, второй, третийи четвертый регистры, первую, вторуктретью, четвертую группы элементовИ, группу элементов ИЛИ, сумматор,блок деления, блок распределенияимпульсов, причем первый выход блока распределения импульсов соединенс управляющим входом сумматора,второй, третий, четвертый и пятыйвыходы блока распределения импульсов соединены с первыми входами элементов И соответственно первой, второй, третьей и четвертой групп,вторые входы элементов И первой,второй, третьей и четвертой группсоединены с соответствующими разрядными выходами первого, второго,третьего и четвертого регистров, выходы элементов И первой, второй,третьей и четвертой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которыхсоединены с соответствующими разрядными входами сумматора, шестойвыход блока распределения импульсов соединен с первым управляющимвходом блока деления, второй управляющий вход которого соединенс седьмым выходом блока распределения импульсов и первым управляющимвходом четвертого регистра, второйуправляющий вход которого соединенс первым управляющим входом второго регистра и восьмым выходом блока распределения импульсов, девятый выход которого соединен с вторым управляющим входом второго регистра и первым управляющим входомтретьего регистра, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом первого регистра и десятым выходом блока распределения импульсов, одиннадцатыйвыход которого соединен с вторымуправляющим входом первого регистра, третий управляющий вход которогсоединен с двенадцатым выходом блока распределения импульсов, тринадцатый выход которого соединен стретьим управляющим входом второгорегистра, третий управляющий входтретьего регистра соединен с четырнадцатым выходом блока распределения импульсов, пятнадцатый выходкоторого соединен с четвертым управляющим входом третьего регистра,первые информационные входы первого и третьего регистров соединеныс первой информационной шиной устройства, первые информационные входы второго и четвертого регистров.соединены с второй информационнойшиной устройства, вторые информационные входы первого, второго итретьего регистров соедИнены с выходом сумматора, информационнымвходом блока деления, о т л и ч ащ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач засчполученной возможности вычислениязначений функций от трех переменных, в него введены пятый, шестой,седьмой регистры, пятая и шестаягруппы элементов И, причем шестнадцатый выход блока распределения импульсов соединен с третьим управляющим входом четвертого регистра, второй информационный вход четвертогорегистра соединен с вторым информационным входом третьего регистра,1096640 первый информационный вход которогосоединен с информационным входомпятого регистра, первый управляющийвход которого соединен с первым уп-.равляющим входом шестого регистра,с семнадцатым выходом блока распределения импульсов и первым управляющим входом седьмого регистра,выход которого является выходом устройства, второй управляющий входседьмого регистра соединен с восемнадцатым выходом блока распределенияимпульсов, восьмой выход которогосоединен с вторым управляющим входомшестого регистра, второй управляющийвход пятого регистра соединен с.вторым управляющим входом третьего регистра, выход блока деления соединен 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для созданияавтоматизированных систем обработки топографическях данных. 5Известно устройство для вычисления квадратного корня из суммаквадратов двух чисел, содержащеерегистры операндов, сумматор, группы элементов И, группы элементов ИЛИ 1 Орегистр сдвига и распределительимпульсов 1,1Наиболее близким по техническойсущности н предлагаемому являетсявычислительное устройство, содержащее первый, второй, третий и чет,.вертый регистры, первую, вторую,третью, четвертую группы элементов И,группу элементов ИЛИ, сумматор,блок давления, блок распределения щимпульсов, причем первый выход блока распределения импульсов соединенс управляющим входом сумматора, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока распределения импульсовсоединены с первыми входами элементов И соответственно первой, второйтретьей и четвертой групп, вторыевходы элементов И первой, второй,третьей и четвертой групп соединены с соответствующимиразряднымивыходами первого, второго, третьегои четвертого регистров, выходы элементов И первой, второй, третьейи четвертой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ З 5группы, выходы которых соединеныс соответствующими разрядными входами сумматора, шестой выход блокараспределения импульсов соединен спервым управляющим входом блока 40 с третьим информационным входом первого регистра, информационный входшестого регистра соединен с первыминформационным входом второго регистра, первые входы элементов И пятойи шестой групп соединены с соответствующими разрядными выходами пятогои шестого регистров, выходы элементов И пятой и шестой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, девятнадцатыйи двадцатый выходы блока распределения импульсов соединены с вторыми входами элементов И соответственнопятой и шестой групп, двадцать первый выход блока распределения импульсов соединен с четвертым управляющим входом первого регистра. 2деления, второй управляющий вход которого соединен с седьмым выходом блока распределения импульсов и первым управляющим входом четвертого регистра, второй управляю- . щий вход которого соединен с первым управляющим входом второго регистра и восьмым выходом блока распределения импульсов, девятый выход которого соединен с вторым управляющим входом второго регистра и первым управляющим входом третьего регистра, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом первого регистра и десятым выходом блока распределения импульсов, одиннадцатый выход которого соединен с вторым управляющим входом первого регистра, третий управляющий вход которого соединен с двенадцатым выходом блока распределения импульсов, тринадцатый выход которого соединен с третьим управляющим входом второго регистра, третий управляющий вход третьего регистра соединен с четырнадцатым выходом блока распределения импульсов, пятнадцатый выход которого соединен с четвертым управляющим входом третьего регистра, первые информационные входы первого и третьего регистров соединены с первой информационной шиной устройства, первые информационные входы второго и четвертого регистров соединены с второй информационной шиной устройства, вторые информационные входы первого, второго и третьего регистров соединены с выходом сумматора и информационным входом блока деления 2 .Недостатком известных устройств является ограниченный класс решаемых задач.Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет полученной возможности вычисления значений функций от трех переменных.Данная цель достигается тем, что в вычислительное устройство, содержащее первый, второй, третий и четвертый регистры, первую, вторую, третью, четвертую группы элементов И, группу элементов ИЛИ, сумматор, блок деления, блок распределения импульсов, причем первый выход блока распределения импульсов соединен с уп равляющим входом сумматора, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока расйределения импульсов соединены. с первыми входамИ элементов И соответственно первой, второй, третьей и четвертой групп, вторые входы элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с соответствующими разрядными выходами первого, второго, третьего и четвертого регистров, выходы Элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствующими разрядными входами сумматора, шестой выход блока распределения импульсов соединен с первым управляющим входом блока деления, второй управляющий вход которого. соединен с седьмым выходом блока распределения импульсов и первым управляющим входом четвертого регистра, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом второго регистра и восьмым выходом блока 40 распределения импульсов, девятый выход которого соединен с вторым управляющим входом второго регистра и первым управляющим входом третьего регистра, второй управляющий вход 45 которого соединен с первым управляющим входом первого регистра и десятым выходом блока распределения импульсов, одиннадцатый выход которого соединен с вторым управляющим входом 50 первого регистра, третий управляющий вход которого соединен с двенадцатым 1 выходом блока распределения импульсов, тринадцатый выход которого соединен с третьим управляющим входом второго регистра, третий управляющий вход третьего регистра соединен с четырнадцатым выходом блока распределения импульсов, пятнадцатый выход которого соединен с четвертым управляющим входом третьего регист ра, первые информационные входы перного и третьего регистров соединены с первой информационной шиной устрой ства, первые информационные входы второго и четвертого регистров сое динены с второй информационной шиной устройства, вторые информационные входы первого, второго и третьего регистров соединены с выходомсумматора, информационным входомблока деления, введены пятый, шестой, седьмой регистры, пятая и шестая группы элементов И, причем шестнадцатый выход блока распределенияимпульсов соединен с третьим упранляющим входом четвертого регистра,второй информационный вход четвертого регистра соединен с вторыминформационным входом третьего регистра, первый информационный входкоторого соединен с информационнымвходом пятого регистра, первый управляющий вход которого соединен сперным управляющим входом шестогорегистра, с семнадцатым выходом блока распределения импульсов и первымупранляющим входом седьмого регистра, выход которого является выходомустройства, второй управляющий входседьмого регистра соединен с восемнадцатым выходом блока распределенияимпульсов, восьмой выход которогосоединен с вторым управляющим входом шестого регистра, второй управляющий вход пятого регистра соединенс вторым управляющим входом третьегорегистра, выход блока деления соединен с третьим информационным. входомпервого регистра, информационныйвход шестого регистра соединен с пер.;вым информационным входом второгорегистра соединен с первым информационным входом второго регистра,первые входы элементов И пятой ишестой групп соединены с соответствующими разрядными выходами пятогои шестого регистров, выходы элементон И пятой и шестой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, девятнадцатый и двадцатый выходы блока распределения импульсов соединены с вторыми входамиэлементов И соответственно пятой ишестой групп, двадцать первый выходблока распределения импульсов соединен с четвертым управляющим входомпервого регистра,На Фиг. 1 дан фрагмент топографической карты; на фиг. 2 - разрезА-А на фиг. 1 (проекцйя разреза местности, изображенной на топографической карте); на Фиг. 3 - структурнаясхема устройства; на Фиг. 4 - врВменная диаграмма работы устройства.Вычислительное устройство (фиг.3)содержит первый - седьмой регистры1 - 7, первую - шестую группу 8 - 13элементов И, группу 14 элементов ИЛИсумматор 15, блок 16 распределенияимпульсов, блок 17 деления, входныешины 18 и 19.Работа устройства основана наследующем.%(3 айб(Ь,-ЬЫ1 еЭ 10 последовательно. 15 60 Объекты, расстояние между которыми измеряют, определены координатами Х 1, У и Х, У, Топографическая карта есть проекция местности на плоскость. Следовательно, за" данным объектам соответствуют точки 1 и 2 на топографической карте (фиг, 1) . Так как топографическая карта выполнена в ортогональной системе координат Х, У, то топографическое расстояние (б между объектами можно определить. из прямоугольного треугольника по теореме Пифаго- ра где (Х,-Х 2) -. разность абсцисс точек 1 и 2)(Уб -У 2) - разность ординат точек 1 и 2. 20Определенное таким образом топографическое расстояние не равно истинному расстоянию между объектами и может значительно от него отличаться. 25Для определения истинного расстояния между объектами необходимо рассмотреть объекты в плоскости, перпендикулярной плоскости карты и пересекающейся с ней по линии, на которой 0 расположены точки 1 и 2. Таким обра" зом, получаем проекцию разреза местности на плоскость, описываемую ортогональной системой координат (Фиг, 2), где 1 - высота расположения над уровнем моря. Как видно на Фиг. 2, расстояние между точка,ми 1 и 2 есть не что иное, как гипотенуза треугольника, один из катетов которого равен топографическому расстоянию 1 между точками 1 и 2, вто-(О рой катет равен разности высот расположения объектов (точек 1 и 2) над уровнем моря (61 = 11- 1) .Следовательно, расстояние 1 между объектами можно определить 45 по Формулебгде- расстояние мекку объектами- топографическое расстояниетмежду объектами 5061 - разность высот расположенияобъектов над уровнем моря. Устройство функционирует в соответствии с приближенной зависи- э 5 мостью 15,Аб ъ/я Вон/н.а) 21 Д 1+(80 11 А 1- В 1АВ фЬ что для случая определения топографического расстояния имеет вид 21 х-х (1 Ч,-фб 11 Х-Х )-У,-Ч 11 йа для случая, определения расстоянияимеет вид Устройство функционирует в соответствии с выражениями (1) и (2) Устройство устанавливается в исходное состояние сигналом, вырабатываемым при включении питания и поступающим на сброс блока 16 распределения импульсов. Схема выработкисигнала при включении питания начертежах не показана,Управляющий сигнал Т 1 поступаетчерез выходы О , б , 6 , 2 ,блока 16 на входы обнуления регистров1 -7, сумматора 15 и блока 17 деления, устанавливая их в исходноесостояние. По сигналу Т 2 (выход е )происходит запись с входной шины18 координат первой точки (Хб, УП,)соответственно в регистры 1, 3 и 5.Но сигналу ТЗ (выход х ) происходитзапись со второй входной шины 19 координат второй точки (Хт, У,1) соответственно в регистры 2, 4 и б.Сигнал Т 4 (выход 3 ), поступая на управляющий вход группы 8 элементовИ, разрешает прохождение информации из регистра 1 через группу 14элементов ИЛИ в сумматор 15. Сигнал Т 5 (выход ц ), поступая на управляющий вход группы 9 элементов И,разрешает прохождение информации синверсных выходов регистра 2 черезгруппу 14 элементов ИЛИ в сумматор,"де происходит сложение Х 1 ф (-Х)1 е 1(Х 11 1 Х 1 м 1 Х н-Х 1,Если в результате сложения появилась единица переполнения, то онаприбавляется к младшему разряду содержимого сумматора 15, в противномслучае содержимое сумматора инвертируется,Одновременно сигнал Т 5 через выход 0 поступает на вход обнулениярегистра 1, устанавливая его в исходное состояние. Сигнал Тб (выход х )поступая на вход регистра 1, раэрешает запись в него содержимогосумматора 15. Сигнал Т 7 (выход),поступая на вход обнуления сумматора 15, устанавливает его в исходноесостояние. Сигнал Т 8 (выход д ), поступая на управляющий вход группь 10элементов И, разрешает прохождение1096640 10 30 40 50 ьь 1.,1.1, ьЬ,65 информации из регистра 3 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15.Сигнал Т 9 (выход м ), поступая науправляющий вход группы 11 элементовИ, разрешает прохождение информациис инверсных выходов регистра 4 через 5группу 14 элементов ИЛИ в сумматор15, где происходит сложение Одновременно сигнал Т 9 через выходпоступает на вход обнуления регистров 2 и 3, устанавливая их в исходное состояние.Сигнал Т 10 (выход Н ), поступая 15 на вход регистра 2, разрешает запись в него содержимого сумматора 15. Сигнал Т 11 (выход), поступая на управляющий вход группы 8 элементов И, разрешает прохождение информации 0 из регистра 1 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где про" исходит сложение 11-чг 141 х,-хг 1 ф 1 х-хг 11 Уг) Сигнал Т 12 (выход о ), поступая на вход регистра 3, разрешает запись в него содержимого сумматора 15, Сигнал Т 13 (выход и ), поступая на управляющий вход регистра 3, осуществляет сдвиг содержимого регистра на один разряд влево. Таким образом в регистре 3 содержится значение равное21 х,-к,1 1 ч -г 1).Одновременно сигнал Т 13 через выходпоступает на вход обнуления сумматора 15, устанавливая его в исходное состояние. Сигнал Т 14 (выход), поступая на управляющий вход группы 8 элементов И, разрешает прохождение информации из регистра 1 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, Сигнал Т 15 (выход О), поступая на управляющий вход группы 9 элементов И, разрешает прохождение информации с инверсных выходов регистра 2 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение 11 х х 1 (-1 У ,6-1 к -к,1-ь, у 1,.Сигнал Т 16 (выход л ),.поступая на управляющий вход группы 10 элеменТов И, разрешает прохождение информации из регистра 3 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение ЩХ,-хг 11, г 11 ф 2(1 х-хг 1+1, Чг)11: :7.(1 х,-х 11 с, мг 111 х,-х,1-1 У,-гг 11,По сигналу Т 17 (выход р ) содержимое сумматрра 15 поступает в блок 17 деления, где осуществляется деление двоичного числа на три. Таким образом в блоке деления содержится число(1 х,- х 1 11,-г Й+11 Х,- Хг)-1 - Уг 11 равное топографическому расстояниюмежду объектами ,Одновременно сигнал Т 17 черезвыходы о и 5 поступает на входыобнуления регистра 1 и регистров 2и 3 соответственно, устанавливая ихв исходное состояние. Сигнал Т 18 (выход с ), поступая на управляющий вход регистра 1, разрешает запись в него содержимого блока 17 деления,Одновременно сигнал Т 18 через выходпоступает на вход обнуления сумматора 15, устанавливая его висходное состояние. Сигнал Т 19 (выход т ), поступая на управляющий вход группы 12 элементов И, разрешает прохождение информации из регистра 5 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, Одновременно сигнал Т 19 через выход 3 поступает на входы обнуления регистра 4 и блока 17 деления, устанавливая их в исходное состояние. Сигнал Т 20 (выход), поступая на управляющий вход группы 13 элементов И, разрешает прохождение информации с Инверсных выходов регистра 6 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение Сигнал Т 21 (выход у ), поступая на вход регистра 4, разрешает запись в него содержимого сумматора 15.Сигнал "22 (выход), поступая на управляющий вход группы 8 элементов И, разрешает прохождение информации из регистра 1 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение По сигналу Т 23 (выход о ) происходит запись в регистр 3 содержимого сумматора 15. Сигнал Т 24 (выход о ), поступая на управляющий вход регистра 3, осуществляет сдвиг содержимого на один разряд влево. Таким образомФ1096640 102"гфа") 2 Ьт+аЬ+ Ьт-аЧ равное расстоянию между объектами Ц, Ф Сигнал Т 29 (выход Х ), поступая на управляющий вход регистра 7, разрешает запись в него содержимого блока 17 деления.Информация из регистра 7 может быть использована для дальнейшей обработки или выводится на регистрирующие или отображающие элементы. 1 "т-аЧЦ) таЧ =2 таМф 1 т аМ ЗО в регистре 3 содержится значение равное Одновременно сигнал Т 24 (выход) поступает на вход обнуления сумматора 15, устанавливая его в исходное состояниеСигнал Т 25 (выход ), поступая на управляющий вход группы 8 эле ментов И, разрешает прохождение информации иэ регистра 1 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15.Сигнал Т 26 (выход М), поступая на управлякиций вход группы 11 элементов 15 И, разрешает прохождение информации с инверсных выходов регистра 4 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение 4 т (-аЧ 1-,-дЬ 1.Сигнал Т 27 (выход к ), поступая ,на управляющий вход группы 10 элементов И, разрешает прохождение информации из регистра 3 через группу 14 элементов ИЛИ в сумматор 15, где происходит сложение По сигналу Т 28 (выход р) содерлимое сумматора 15 поступает в блок 17 деления, где осуществляется деление двоичного числа на три. Такимобразом в блоке деления содержитсячисло Предлагаемое устройство позволяет расширить класс решаемых задач за счет полученной воэможности вычисления значений функций от трех переменных. Это позволяет испольэовать устройство, например, для определения расстояния между.меящу объектами, расположенными на различных высотах над уровнем моря. Использование предлагаемого устройства позволяет автоматизировать процесс обработки топографической информации, процесс проектирования транспортных, энергетических и трубопроводных сетей, упростить инженерные расчеты при трассировке сетей и при построении радио и проводной связи.109 б 640 Составитель С. НитиевскийПекарь ТехредЛ.Микеш Коррект Редактор яско Подпис нССР д. 4/5 оектная. 4 лиал ППП "Патент", г. Ужгород,каз 3826/36 Тираж 699 ВНИИПИ Государственного комитета по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.