Вычислительное устройство

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 985784(53)М. К,й. О 06 Р 7/552 3 Ьеудерстесницй комитет СССР ио делан изобретений и открытий(54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО тИзобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в специализированных цифровых устройствах обработки дискретной информации, в частности для,обработки координатной информации.Известны устройства для вычисления квадратного корня иэ суммы квадратов двух чисел,содержатцие сумматоры, бло- ки сдвига и блок управления 11 .Недостатком этих устройств является их ограниченная область применения.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устрой ство для вычисления квадратного корня иэ суммы квадратов двух чисел, содержащее регистры операндов, сумматор, группы элементов И, группы элементов ИЛИ, регистр сдвига, распределитель импульсов и соответствующие связи 2.Устройство функционирует в соответ ствии с приближенной зависимостью 1,5 тГА В А+1 Б 1+0,5 ЦА-)В 0. Недостатком данного устройства явлтмется ограниченная область применения, а именно невозможность применять его ,в системах управления, где возникает необходимость вычислять расстояние меж 5.ду двумя точками, заданными координаюе тами Х и У. Кроме того, наличие коэф.фициента, равного 1,5, усложняет эко. плуатацию устройства, так как необходимо осуществлять пересчет.Бель изобретения - расширение области применения устройства за счет вычисления функций (расстояния между двумя произвольными точками). в ортогональной системе координат.Поставленная цель достигается тем,что в вычислительное устройство, содержащее первый, второй и третий регистры, блок распределения импульсов, первую о вторую, яретью и четвертую группы элементов И, группу элементов ИЛИ, сум матор, причем первый выход блока рас пределения импульсов соединен с управ ляющим входом сумматора, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока распределения импульсов соединены с первыми входами элементов И соответственно первой, второй, третьей и четвертой групп, вторые входы элементов И первой, второй и третьей групп соединены с со ответствующими разрядными выходами соответственно первого, второго и третьего регистров, выходы элементов И пер вой, второй, третьей и четвертой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходи которыхсоединены с соответствующююи разрядными входами сумматора, дополнительно введены четвертый регистр и блок деления, причем шестой выход блока распределения импульсов соединен с первым управпяющим входом блока деления, второй управляющийвход которого соединен 20 с седьмым выходом блока распределения импульсов, восьмой выход которого соединен с первым управляющим входом первого регистра, второи управляющий вход которого соединен с девятым выхо дом блока распределения импульсов, десятый выход которого соединен с первыми управляющими входами второго н третьего регистров, одиннадцатый выход блока рас - пределения импульсов соединен с вторым управляющим входом второго регистра и первым управляющим входом четвертого регистра, второй управляющий вход четвертого регистра соединен с седьмым выходом блока распределения импульсов, двенадцатый выход которого соединен с третьим управляющим входом первого регистра,первый информационный вход которого соединен с первой входной информационной шиной устройства и первым 4 информационным входом третьего регистра, второй информационный вход которого соединен с вторым информапионным входом первого регистра, информационным выходом сумматора, информационным входом блока деления и первым информационным входом второго регистра, третий управляющий вход которого соединен с тринадцатым выходом блока распределения импульсов, четырнадцатый выход кс50 торого соединен с вторым управляющим входом третьего регистра, третий управляющий вход которого соединен с девятым выходом блока распределения импульсов, пятнадцатый выход которого соединен с четвертым управляющим входом третьего регистра, второй информационный вход второго регистра и первый информационный вход четвертого регистра соединены. с второй входной информационной шиной устройства, разрядные выходы четвертого регистра соединены с вторымивходами элементов И четвертой группы.На фиг., 1 представлена структурнаясхема вычислительного устройства; .нафиг. 2 - график, поясняющий вычислениерасстояния между двумя произвольнымиточками в ортогональной системе координат; на фиг. 3 - вариант функциональной схемы блока распределения импульсов; на фиг. 4 - временная диаграммаработы блока распределения импульсов;на фиг. 5 - вариант функциональной схемы блока деления.Устройство (фиг, 1) содержит первый четвертый регистры 1 - 4, блок5 распределения импульсов, первуючетвертую группы элементов И 6 - 9,группу элементов ИЛИ 10, сумматор 11,блок 12 деления, первую, вторую входные шины 13 и 14.Регистры 1 - 4 предназначены дляпромежуточного хранения информации ивыполнены в виде параллельных регистров,запись в регистры 1 - 3 может осуществляться с двух направлений, в регистр 4 - с одного направления, регистры 1 и 3 имеют прямые выходы 2 и 4инверсные, регистр 3 может осуществлятьсдвиг информации, хранящейся в регистре,на один разряд влево по управляющрмусигналу.Блок распределения импульсов (фиг. 3)содержит генератор 15, распределитель16 импульсов, элементы ИЛИ 17 - 22,выходы блока 5 распределения капульсовот а до о,ц.Блок деления (фнг, 5) предназначендля деления двоичного кода числа на трии содержит последовательно соединенныеодноразрядные вычислители, состоящиеиз полусумматоров 23, элементов 24сложения по модулю, элементов И 25,элементов ИЛИ 26.Группы 6 - 9 элементов И, группы10 элементов ИЛИ предназначены дляорганизации прохождения информации всумматор 11. Сумматор 11 предназначен для выполнении операции сложения.При вычисления расстояния между двумя произвольными точками в ортогс. нальной системе координат учитывалесь следующее.Первая точка описывается координатами Х, У 1 (фиг, 2.), вторая точка опиным выиз суммы иным в) 55 гД 3 (Х-Х )сывается координатами Х, У. Расстояние между двумя точками Воспользовавшись приближен числением квадратного корня квадратов двух чисел, предложе прототипе, где1,ЯА +В иА 1+)В 0,5)( представим формулу (1) в виде 3.,5 (Хг"Х) +(Уд-У) (Х + (У -Уд)+0,5(Х Х)-( нли Предлагаемое устройство функционируется в соответствии с формулой (2).Управляющие сигналы фораируются в блоке 5 в соответствии с временной диаграммой (фиг. 4).ЭОУпраишющий сигнал Т., через выходы а, б, в, г блока 5 распределения импульсов поступает на входы обнуления регистр ров 1 - 4 блока 12 деления и сумматора 11, устанавливая их в исходное состояние 15 По сигналу Т (выход д) происходит запись с входных шин 13 и 14 координат первой точки Х и У 1 соответственно в регистры 1 и 3. По сигналу Т (ЭМход е) происходит запись с входных шин 13 и 40 14 координат второй точки Х и У соот ветственно в регистры 2 и 4. Сигнал Т+ (выход ж), поступая на управляющий вход группы элементов И, разрешает прохждение информации из регистра 1 через: 45 группу элементов ИЛИ 10 в сумматор 11. Сигнал Т-(выход з), поступая на управляющий вход группы элементов И 7, разрешает. прохождение информации с инверсных выходов регистра 2 через груп пу элементов ИЛИ 10 в сумматор 11, где происходит сложение/(Х) + (-Х)/.=/(Х) - (Х)/-(Х 1-Х Если в результате сложения йоявилась единица переполнения, то она прибавляе ся к младшему разряду содержааого сумматора 11, в противном случае содержи мое сумматора инвертируется. 84 бОдновременно сигнал Т. через выход а поступает на вход обнуления регистра 1, устанавливая его,в исходное состоя ние, Сигнал Т (выход и), поступая на . вход регистра 1, разрешает запись в не го содержимого сумматора 11. Сигнал Т- (выход г), поступая на вход обнуле ния сумматора 3.3., устанавливает его в исходное состояние. Сигнал Тй (выход к), поступая на управляющий вход группы элементов И 8, разрешает прохождвние информации из регистра 3 через группу элементов ИЛИ 10 в сумматор 11. Сиг нал Т (выход л), поступая на управля ющнй вход группы элементов И 9, разрешает прохождениеинформацИи с инвероных выходов регистра 4 через группу элементов ИЛИ 10 в сумматор 11, где происходит сложение/(У) + ( У)/ /(У) (Ур)/ф(У 1 У) Одновременно сигнал Т через выход б поступает на вход обнуления регистров 2 и 3, устанавливая их в исходное состоЯние. Сигнал Т 1 о (выход м) ф посыпая на вход регистра 2, разрешает запись в него содержимого сумматора 11. Сигнал Т (выход ж), поступая на управляющий вход группы элементов И 6, разрешает прохождение информации из регистра 1 через группу элементов ИЛИ 10 в сумьн тор 11, где происходит сложение/(у -у )+(х. х )/ О х/+(О- Сигнал Т (входная шина 13), постуС пая на вход регистра 3, разрешает эа пись в него содержимого сумматора 11. Сигнал Т3 ( вы ход о) р поступая на управ ляющий вход регистра 3, осуществляет щвиг содержимого регистра на один разряд влево. Таким образом, в регистре 3 содержится значение равное 2 Г(Х-Х 5) + +(У-У) 3. Одновременно сигнал Т через выход г поступает на вход обнуления сумматора 11, устанавливая его всостояние. Сигнал Т (выходтупая на управляющий вход групементов И 6, разрешает прохождение информации из регистра 1 через группу элементов ИЛИ 10 в сумматор 11Сигнал Т 1 (выход з), поступая на уп равляющий вход группы элементов И 7, разрешает прохождение информации с ин версных выходов регистра 2 через групэлементов ИЛИ 10 в сумматор 11,е происходит. сложение Их-Х )+( /У У /)равляющий вход группы алементов И 8, разрешает прохождение информации, из регистра 3 через группу алементов ИЛИ 10 в сумматор 11, где происходит сло жение 5ИХ 1-Хд) -(Ут-Ур)Я+2 ЯХ,-Х) + + (У,-У )3 + Г(Х-Х,) -(У-У,) 3, По сигналу Т (выход п) содержимое сумматора 11 поступает в блок 12 деления, где осуществляется дельние двоичного числа на три. Таким образом, в блоке 12 деления содержится число2 Г(Х 1-Х )+(У -Ур)3+ИХ р-Х ) -(У-Удйй т.е, в блоке 12 деления содержится вы; численное значение расстояния между двумя произвольными точками в ортогональной системе координат.20Информация из блока 12 деления может быть использована для дальнейшей обработки юти выводится на регистрирующие или отображающие алементьт.ЭффектИвНость Изобретення заключает ся в расширении области применения устройства за счет вычисления расстояния между двумя произвольными точками в ортогональной системе координат.Это .достигается за счет выделения новых 50 связей между блоками устройства и организации циклического использования регистров и сумматора. 35Формула изобретения Вычислительное устройство, содержащее первый, второй и третий регистры, блок распределения импульсов, первую, 40 вторую, третью и четвертую группы алементов И, грутпту элементов ИЛИ и сумматор, причем первый выход блока раопределения импульсов соединен с управляющим входом сумматора, второй, третий, четвертый и пятый ныходы блока распределения импульсов соединены с первыми входами элементов И соответственно первой, второй, третьей и четвертой групп, вторые входы алементов И первой, второй и,третьей групп соединены с соответствующими разрядными выходами соответственно первого, второго и третьего регистров, выходЫ алементов И первой, второй, третьей и четвертой групп сое . 55 динены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствующими разрядными входами сумматора, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет вычисления функций в ортогональной системекоординат, оно содержит четвертый рьгистр и блок деления, причем шестой выход блока распределения импульсов соедичен с первым управляющим входом блока деления, второй управляющий входкоторого соединен с седьмым выходомблока распределения импульсов, восьмойвыход которого соединен с первым управляющим входом первого регистра,второй управляющий вход которого соединен с девятым выходом блока распредьления импульсов, десятый выход которогосоединен с первыми управляющими входами второго и третьего регистров, одиннадцатый выход блока распределения импульсов соединен с вторым управляющимвходом второго регистра и первым управляющим входом четвертого регистра,второй управляющий вход четвертого рьгистра соединен.с седьмым выходом блока распределения ктпульсов. двенадцатыйвыход которого соединен с третьим управляющим входом первого регистра,первый информационный вход которого соединен с первой входной информационнойшиной устройства и первым информационным входом третьего регистра, второйинформационный вход которого соединенс вторым информационным входом первого регистра, информационным выходомсумматора, информационным входом блокаделения и первым информационным входом второго регистра, третий управляю;щий вход которого соединен с тринадцатым выходом блока распределения импульсов, четырнадцатый выход которогосоединен с вторым управляюптим входомтретьего регистра, третий управляющийвход которого соединен с девятым выходом блока распределения импульсов, пятнадцатый выход которого соединен с четвеотым управляюшта 4 входом третьегорегистра, второй информационный вход .второго регистра и первый информационный вход червертого регистра соединеныс второй информационной шиной устройства разрядные выходы четвертого регистра соединены с вторыми входамиэлементов И четвертой группы.Источники инфарлации,принятые во внимание при акспертизе1. Авторское свидетельство СССРоставятель В. БенцехредЖ,Кастелевнч Коррект Тира ПИ Государст по дедам изоб Бе %одщК-35, Раушска Подпнета СССР етник