УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУММИРОВАНИЯ ЧИСЕЛ

Полезная модель относится к вычислительной технике, в частности к устройствам суммирования чисел и может быть использована при построении арифметических устройств ЭВМ.
Известно устройство суммирования чисел, описанное в патенте на способ суммирования чисел (патент РФ №2145113, класс G 06 F 7/50, опубл. 2000 г), включающее блок представления исходного числа (БПИЧ), выходы которого соединены с входами блоков выделения м-разрядных чисел (БВМЧ), блок формирования текущей строки (БФТС), выходы которого соединены с блоком представления искомого массива (БПИМ).
Недостатком устройства является недостаточно высокая скорость работы и использование излишнего оборудования - блока сумматоров, блоков фиксации промежуточных массивов, блоков фиксации единиц переноса, блоков формирования строки массива.
Решаемая задача состоит в разработке устройства суммирования чисел, в котором формирование требуемого массива чисел возможно без использования сумматоров при полном переборном Р-ичном суммировании n-разрядного числа Х с массивом V n-разрядных чисел от 0 до Рn, повысить интегральную скорость при формировании чисел.
Технический результат состоит в сокращении оборудования и повышении интегральной скорости формирования массива.
Результат достигается тем, что в устройство для суммирования чисел, включающее блок представления исходного числа (БПИЧ), выходы которого соединены с входами блоков выделения м-разрядных чисел (БВМЧ), блок формирования текущей строки (БФТС), выходы которого соединены с блоком представления искомого массива (БПИМ), введены блок специальных ссылок (БСС), блок анализа сигнала перехода (БАСП) и блок анализа искомого массива (БАИМ), причем, блок
специальных ссылок (БСС) соединен двусторонними связями с блокам выделения м-разрядных чисел (БВМЧ), соединенных двусторонними связями с блоком анализа сигнала перехода (БАСП), выходы которого соединены с входами блока формирования текущей строки (БФТС), блок представления искомого массива (БПИМ) через блок анализа искомого массива (БАИМ) соединен с блоком представления исходного числа (БПИЧ).
Сущность полезной модели заключается в том, что исходное n-разрядное Р-ичное число Х разбивают на k блоков x1, ..., xi, ..., xk по m разрядов в каждом, заранее суммируют от 0 до Рm все числа и формируют в памяти блока специальных ссылок (БСС) специальную таблицу, имитируют добавление единицы к каждому числу x1, ..., xi, ..., xk путем создания специальных ссылок на эту общую таблицу, формируют в (m+1)-м разряде "единицы" или "нули" переноса. Получают специальные ссылки S1, ..., Si, ..., Sk, указывающие на номер определенной "текущей" строки в массиве таблицы, формируют строки требуемого массива Y, причем в качестве текущих значений в каждой ссылке S1, ..., Si, ..., Sk выбирают первые числа, записывают их в первую строку и переходят к формированию следующей строки требуемого массива Y, в ссылке S1 в качестве текущего значения выбирают следующую строку массива и записывают это число в первые m разрядов, если любая ссылка доходит до конца массива таблицы, то для следующей ссылки формируется сигнал перехода на следующую строку массива таблицы, а в качестве следующего после последнего значения массива таблицы, берется первое значение массива таблицы, затем переходят к следующей ссылке Si, проверяют наличие сигнала перехода к новому текущему значению, при этом сигнал перехода получают из предыдущей ссылки Si-1 как указано выше, если сигнал перехода есть, то в ссылке Si в качестве текущего значения выбирают следующую строку массива таблицы и записывают это число в следующие m разрядов формируемой строки массива Y, повторяют указанные действия (k-1) раз до формирования полной строки, а затем повторяют все действия по формированию
следующей строки массива Y(Рn-1) раз до полного формирования всех строк массива Y, осуществляют представление всего полученного массива Y, содержащего Рn n-разрядных Р-ичных чисел.
На чертеже показан вариант устройства для суммирования чисел.
Устройство содержит блок 1 представления исходного числа Х (БПИЧ), k блоков 2 выделения m-разрядных чисел (БВМЧ), блок 3 специальных ссылок (БСС), блок 4 анализа сигнала перехода (БАСП), блок 5 формирования текущей строки массива Y (БФТС), блок 6 представления всего массива Y (БПИМ), блок 7 анализа искомого массива (БАИМ). Блок 6 представления всего массива Y содержит Рn n-разрядных Р-ичных чисел.
Все блоки устройства могут быть выполнены на регистрах, счетчиках, блоках сравнения, ячейках и блоках памяти, элементах И. ИЛИ. НЕ, микропроцессорах с соответствующими программами, т.е. реализация устройства не требует дополнительного изобретательства.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
1
i
k
1
1
2
2
2
3
В блок 1 представления исходного n-разрядного Р-ичного числа Х записывают исходное число X. С выходов этого блока 1 представления исходного числа Х сигналы поступают на входы соответствующих k блоков 2 выделения m-разрядных чисел, в которых фиксируют числа x, ..., x, ..., x. С выходов первого блока 2 выделения m-разрядный сигнал числа поступает в блок 3 и из таблицы блока 3 выбирается число на единицу большее, чем число в этом блоке. Измененное число Х поступает в блок 4, где осуществляется анализ наличия сигнала перехода. Если сигнала перехода нет, то число Х пропускается в блок 5 и далее записывается в блок 6. Если имеется сигнал перехода в первом блоке 2, то проводится анализ наличия сигнала перехода в блоке 2. Для этого производится обращение к таблице блока 3 и выбирается выбирается число на единицу большее, чем число в блоке 2. Если в этом случае сигнала перехода нет, то число Х пропускается в блок 5 и далее записывается в блок 6. Если имеется сигнал перехода в блоке 2, то проводится анализ наличия сигнала перехода в блоке 2 и т.д. по всем
к
1
1
2
2
2
3
к
блокам 2, включая блок 2 до первого отсутствия сигнала перехода. Затем переходят к формированию следующей строки требуемого массива Y. По сигналу из блока 2 из таблицы блока 3 выбирается число на единицу большее, чем число в предыдущем шаге. Измененное число Х поступает в блок 4, где осуществляется анализ наличия сигнала перехода. Если сигнала перехода нет, то число Х пропускается в блок 5 и далее записывается в блок 6. Если имеется сигнал перехода в первом блоке 2, то проводится анализ наличия сигнала перехода в блоке 2. Для этого производится обращение к таблице блока 3 и выбирается выбирается число на единицу большее, чем число в блоке 2. Если в этом случае сигнала перехода нет, то число Х пропускается в блок 5 и далее записывается в блок 6. Если имеется сигнал перехода в блоке 2, то проводится анализ наличия сигнала перехода в блоке 2 и т.д. по всем блокам 2, включая блок 2 до первого отсутствия сигнала перехода.
Повторяют указанные действия (k-1) раз до формирования полной строки в блоке 5 формирования текущей строки массива Y. В блоке 5 формирования текущей строки массива Y получают следующую строку требуемого массива Y и посылают сигнал с выхода блока 5 формирования текущей строки массива Y на вход блока 6 представления всего массива Y, в котором записывают следующую строку требуемого массива Y.
Затем повторяют все действия по формированию следующей строки массива Y требуемое число раз, меньшее или равное (Рn-1) раз до полного формирования всех строк массива Y в блоке 6 представления всего массива Y, в котором записывают все строки искомого массива Y. Число повторений может быть меньше, чем (Рn-1) раз, если указано конкретное число окончания формирования массива Y. Причем, если в любом числе блока 2i текущим значением выбирают последнюю строку, то в качестве следующего текущего значения числа 2i выбирают его первую строку.
Для реализации данной полезной модели используем только одну заранее сформированную таблицу блока 3, содержащую Рm m-
разрядных чисел. Величину константы m целесообразно выбирать так, чтобы вся эта таблица размещалась в оперативной памяти. Таким образом, единично-инкрементное переборное суммирование можно выполнять без применения специальных устройств-сумматоров.
Полезная модель позволяет сократить оборудование и повысить интегральную скорость формирования массива и может быть использована при построении арифметических устройств ЭВМ для повышения быстродействия решения задач математического моделирования, для значительного сокращения времени обработки целочисленных переборных задач специального назначения, имеющих важное народно-хозяйственное значение, решение которых без внедрения данной полезной модели не представляется возможным.