Пристрій для зміни знака n-розрядного числа

Реферат: Пристрій для зміни знака N-розрядного числа, що містить N-1 елементів АБО, при цьому перший розряд входу пристрою підключено до першого входу першого елемента АБО та першого розряду виходу пристрою, вихід 1-го елемента АБО, де I=1,…, N-2, підключено до першого входу (I+1)-го елемента АБО, J-й розряд входу пристрою, де J=2,…, N, підключено до другого входу (J-1)-го елемента АБО, причому введено N суматорів за модулем два, при цьому перший розряд входу пристрою підключено до першого входу першого суматора за модулем два, вихід (J-1)-го елемента АБО підключено до першого входу J-го суматора за модулем два, J-й розряд входу пристрою підключено до другого входу (J-1)-го суматора за модулем два, вихід якого підключено до J-го розряду виходу пристрою, знаковий розряд входу пристрою підключено до другого входу N-го суматора за модулем два, вихід якого підключено до знакового розряду виходу пристрою. UA 101634 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЗМІНИ ЗНАКА N-РОЗРЯДНОГО ЧИСЛА UA 101634 U UA 101634 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пропонована корисна модель належить до обчислювальної техніки, а саме до арифметичних цифрових пристроїв, і може бути використана в машинобудівних технологіях. Відомий пристрій для управління знаком числа, що містить суматор за модулем два, елемент АБО та тригер, при цьому вхід скидання пристрою підключено до входу скидання тригера, тактовий вхід пристрою підключено до першого входу елемента АБО, вхід числа пристрою підключено до першого входу суматора за модулем два та другого інверсного входу елемента АБО, вихід якого підключено до входу синхронізації тригера, інформаційний вхід якого підключено до входу логічної одиниці пристрою, вхід установлення пристрою підключено до входу установлення тригера, вихід якого підключено до другого входу суматора за модулем два, вихід якого підключено до виходу пристрою [1]. Недоліки аналога: пристрій виконує зміну знаку тільки для чисел, що приходять на видаються у послідовному коді й не може бути використано для паралельних кодів чисел, що обмежує його функціональні можливості. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі по технічній суті та результату, що досягається, є пристрій для визначення розрядів числа, що інвертуються при зміні знака числа в доповняльному коді, який містить N-1 елементів АБО, де N - кількість розрядів числа, при цьому перший розряд входу пристрою підключено до першого входу першого елемента АБО та першого розряду виходу пристрою, вихід 1-го елемента АБО, де І=1,…, N-2, підключено до першого входу (І+1)-го елемента АБО, J-й розряд входу пристрою, де J=2,…, N, підключено до другого входу (J-1)-го елемента АБО, вихід якого підключено до J-го розряду виходу пристрою [2]. Недоліки прототипу: пристрій визначає одиничними значеннями розряди числа, що інвертуються при зміні знаку його доповняльного коду, однак не забезпечує обчислення доповняльного коду зі зміненим знаком, що обмежує його функціональні можливості. Задача корисної моделі - створення пристрою для зміни знаку N-розрядного числа, в якому шляхом введення суматорів за модулем два забезпечено зміну знака числа в доповняльному коді. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій для зміни знака N-розрядного числа, що містить N-1 елементів АБО, при цьому перший розряд входу пристрою підключено до першого входу першого елемента АБО та першого розряду виходу пристрою, вихід 1-го елемента АБО, де І=1,…, N-2, підключено до першого входу (І+1) -го елемента АБО, J-й розряд входу пристрою, де J=2,…, N, підключено до другого входу (J-1)-го елемента АБО, згідно з корисною моделлю, введено: N суматорів за модулем два, при цьому перший розряд входу пристрою підключено до першого входу першого суматора за модулем два, вихід (J-1)-го елемента АБО підключено до першого входу J-го суматора за модулем два, J-й розряд входу пристрою підключено до другого входу (J-1)-го суматора за модулем два, вихід якого підключено до J-го розряду виходу пристрою, знаковий розряд входу пристрою підключено до другого входу N-го суматора за модулем два, вихід якого підключено до знакового розряду виходу пристрою. Технічний ефект від запропонованого рішення полягає в тому, що шляхом введення суматорів за модулем два забезпечено видачу доповняльного коду числа зі зміненим знаком, що суттєво розширює функціональні можливості пристрою. Розширення функціональних можливостей пристрою можна оцінити позитивно, враховуючи, що до визначення розрядів, які інвертуються при зміні знака числа, додається обчислення зі зміненим знаком самого доповняльного коду, в якому, як правило, виконуються основні арифметичні операції. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено пристрій для зміни знака Nрозрядного числа, що містить N-1 елементів АБО 1.1, … 1.N-1, N суматорів за модулем два 2.1, … 2.N, N розрядів А{1}, … A{N} та знаковий розряд SA входу пристрою, N розрядів В{1}, … B{N} та знаковий розряд Sb виходу пристрою, при цьому розряд А{1} входу пристрою підключено до перших входів елемента АБО 1.1 і суматора за модулем два 2.1 та розряду В{1} виходу пристрою, вихід 1-го елемента АБО, де І=1,…, N-2, підключено до перших входів (І+1)-го елемента АБО та (І+1)-го суматора за модулем два, вихід елемента АБО 1.N-1 підключено до першого входу суматора за модулем два 2.N, J-й розряд A{J} входу пристрою, де J=2,…, N, підключено до других входів (J-1)-го елемента АБО та (J-1)-го суматора за модулем два, вихід якого підключено до J-го розряду B{J} виходу пристрою, розряд SA входу пристрою підключено до другого входу N-го суматора за модулем два 2.N, вихід якого підключено до розряду SB виходу пристрою. Пристрій працює у такий спосіб. 1 UA 101634 U 5 10 15 20 25 30 На розряди А{1}, … A{N} та SA входу пристрою подаються відповідні розряди А{1}, … A{N} та Sa числа А у доповняльному коді, де А{1} та A{N} відповідно молодший та старший розряди числа, a Sa - його знаковий розряд. Розряд А{1} числа надходить на перший вхід елемента АБО 1.1 та на розряд В{1} виходу пристрою, а наступні розряди А{2}, … А{1} надходять на другі входи елементів АБО 1.1, … 1.N1, відповідно. Значення з виходів попередніх елементів АБО 1.1, … 1.N-2 подаються на перші входи наступних елементів АБО 1.2, … 1.N – 1. При цьому на розряді В{1} виходу пристрою та на виходах елементів АБО 1.1, … 1.N-1 обчислюється код, молодші розряди якого співпадають з молодшими розрядами числа А, що приймають підряд нульові значення, а наступні старші розряди приймають одиничне значення. У разі А{1} = 1 або всіх нульових значень розрядів А{1}, … A{N}, всі розряди обчисленого коду приймають відповідно одиничні та нульові значення. Обчислений код визначає одиничними значеннями розряди доповняльного коду А, які необхідно проінвертувати при зміні знака числа. Розряди обчисленого коду подаються на перші входи суматорів за модулем два 2.1, … 2.N. На другі їхні входи з входу пристрою надходять розряди A{2}, … A{N}, SA числам. Суматори за модулем два працюють як умовні інвертори, пропускаючи на виходи розряди числа А без зміни або інвертуючи їх відповідно при нульових та одиничних значеннях обчисленого коду. Код з виходів суматорів за модулем два 2.1, … 2.N подається на розряди В{1}, … B{N} та SB виходу пристрою. У випадку нульового числа А доповняльний код передається з входу пристрою на його вихід без зміни, оскільки в доповняльному коді існує тільки одне представлення нуля без зміни знака. Не змінюється також число, що складається з нульових розрядів А{1}, … A{N} та SA=1, яке, як за правило, не використовується у доповняльному коді, оскільки не має відповідного значення у прямому та оберненому коді при заданій розрядності N. Це число може використовуватися як службове слово, що виключає його зміни при виконанні арифметичних операцій. Пристрій може бути використаний для побудови арифметичних блоків для зміни знаків операндів. Джерела інформації: 1. Пристрій для управління знаком числа (рішення від 20.02 2015 про видачу деклараційного патенту на корисну модель за заявкою u 2014 12910, дата подання 02.12.2014); 2. Рабочее диагностирование безопасных информационно-управляющих систем /А.В. Дрозд, B.C. Харченко, С.Г. Антощук, Ю.В. Дрозд, М.А. Дрозд, Ю.Ю. Сулима /Под ред. Дрозда А.В., Харченко B.C. - X.: Нац. аэрокосмический ун-т им. Н.Е.Жуковского "ХАИ", 2012. - 614 с., стор. 456, рис. 16.2. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Пристрій для зміни знака N-розрядного числа, що містить N-1 елементів АБО, при цьому перший розряд входу пристрою підключено до першого входу першого елемента АБО та першого розряду виходу пристрою, вихід 1-го елемента АБО, де I=1,…, N-2, підключено до першого входу (I+1)-го елемента АБО, J-й розряд входу пристрою, де J=2,…, N, підключено до другого входу (J-1)-го елемента АБО, який відрізняється тим, що введено N суматорів за модулем два, при цьому перший розряд входу пристрою підключено до першого входу першого суматора за модулем два, вихід (J-1)-го елемента АБО підключено до першого входу J-го суматора за модулем два, J-й розряд входу пристрою підключено до другого входу (J-1)-го суматора за модулем два, вихід якого підключено до J-го розряду виходу пристрою, знаковий розряд входу пристрою підключено до другого входу N-го суматора за модулем два, вихід якого підключено до знакового розряду виходу пристрою. 2 UA 101634 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3