Устройство для определения локальных экстремумов функции

.84.ОикиемуГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ И АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт технической кки АН БССР(56) Авторское свидетельство СССУ 1032452, кл. С 06 Г 7/06, 1982Авторское свидетельство СССР9 1005032, кл. С 06 Р 7/06, 1981Авторское свидетельство СССР1 Ф 1241227, кл. С 06 Р 7/06, 17.1.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯКАЛЬНЫХ ЭКСТРЕМУМОВ ФУНКЦ 1 П 1(5) Изобретение относится к облавтоматики и вычислительной техни предназначено для поиска экстрмов функций, представленных в ви дискретных выборок. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения глобального экстремума (ГЭ). Устройство содержит буферные регистры, регистр ГЭ, счетчик управления, счетчик адреса экстремума, регистр адреса экстремума, элемент задержки, элементы И, ИЛИ, И/И" НЕ, ИЛИ-НЕ, триггеры. Последовательность выборок функции поступает на информационный вход в последовательном коде. Устройство выделяет локально экстремум (ЛЭ) по трем смежным дискретным выборкам, отличая его от точки перегиба. В режиме выделения ГЭ выделенное значение ЛЭ сравнивает- ф ся с текущим значением ГЭ и в случае превышения его записывается в регистр ГЭ. 1 ил, 1 12902Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для поиска экстремумовфункций, представленных в виде дискретных выборок. 5Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности определения глобального экстремума. 1 ОНа чертеже приведена схема устройства.Устройство содержит буферные регистры 1 - , регистр 2 глобальногоэкстремума, счетчик 3 управления, 15счетчик 4 адреса экстремума, регистр5 адреса экстремума, элемент 6, -бзадержки, элементы И 7, -7 з и 8,-8,элементы ИЛИ 9 и 9, элементы И/И-НЕ1 О, -10 ; элемент ИЛИ-НЕ 11 - 11 , 20триггеры 12,-12 и 13, информацйонный вход 14, вход 15 выбора режима,вход 16 запуска, тактовый вход 17 ивыход 18 фиксации экстремума.Устройство работает следующим образом,Последовательность выборок функциипоступает на информационный вход 14устройства в последовательном кодестаршими разрядами вперед и записыва- З 0ется в регистр 1 Старший разрядхранящегося в регистре 1 числа пере 1записывается при этом в регистр 1,а старший разряд числа, хранящегосяв регистре 1, - в регистр 1 з, Каждый 35поступающий разряд сопровождается сигналом на тактовом входе 17 (при этомна входе 1 б запуска устройства установлен сигнал "1"). Тот же тактовыйсигнал увеличивает содержимое счетчика 3, емкость которого равна количест.ву разрядов поступающих чисел.Устройство имеет два режима работы. В режиме выделения локальных экстремумов на входе 15 выбора режима 45установлен потенциал 0.Рассмотрим процессы выделения экстремума на примере выделения максимального из трех чисел, записанных в 50 регистры 1,-1 . Если очередные разря-ды чисел равны единице, то на прямых выходах всех элементов И/И-НЕ 10, в 1 "1", а на выходах ИЛИ-НЕ 11, - 11 "0" и триггеры 12-12 не изме нят своего состояния. Если очередные разряды чисел все равны нулю, то "1" на объединенных инверсных выходах элементов И/И-НЕ 10 -1 О (соединенных в 97 2виде 11 ОНТАЖНОГО И), на выходах элементов ИЛИ-НЕ 11, - 11.- "О", а триггеры 12,-12 также не изменят своего состояния. Если часть разрядов - нулевые, а часть - единичные, то в единичное состояние устанавливаются те из триггеров 12 разряды в соответствующих регистрах 1. которых равны нулю. В дальнейшем сигнал "0" с инверсного выхода данного триггера поступает на вход соответствующего элемента И/И-НЕ 10, имитируя поступление минимального числаТаким образом, в нулевом состоянии находится траггер (или триггеры) 12, соответствующий минимальному (или в случае равенства чисел минимальным) из чисел в регистРах 1-1 зПосле того, как следующее число будет полностью записано в регистре 1 счетчик 3 выдает сигнал переполнения, который увеличивает на единицусодержимое счетчика адреса 4 и поступает на входы элементов И 8, -8, .Если триггеры 14,-14 установлены, соответственно, в состояние 101 (т.е,а, с а.аз ), то на входе элемента И 8 появляется импульс, который через элементы ИЛИ 9 и И 7 поступаетР2на вход 18 устройства, а также на вход разрешения записи регистра 5, в который переписано значение адреса локального экстремума. Тем самым будет зафиксировано, что по адресу, хранящемуся в регистре 5, устройство зафиксировало локальный максимум, Если а,.в . а,а, , то значение а.,= а 1 может быть локальным максимумом либо точкой перегиба в зависимости от дальнейшего поведения функции. Эта ситуация Фиксируется элементом И 8 импульс на выходе которого переводит триггер 13 в единичное состояние. Если в дальнейшем значение функции убывает (т.е. некоторое а а ), то триггеры 12,-12 з устанавливаются в состояние 100. Этосостояние Фиксируется элементом И 8 , при этом триггер 13 переводится в нулевое состояние, а на выходе 18 формируется сигнал локального максимума. Если при о.; - а, о. в дальнейшем значение функции возрастает (т.е. некоторое а а. ), то триггеры 12, - 12 э устанавливаются в состояние 011. Это соответствует ситуации перегибаФункции и при этом сигнал формируется на выходе элемента 8-, что приво.первого триггера соединен с вторымивходами третьего и четвертого элементов И, инверсный вь 1 ход первого триггера соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, прямойвыход второго триггера соединен с третьим входом второго элемента И, а инверсный - с третьими входами первого,третьего и четвертого элементов И,нен с четвертыми входами первого, второго и четвертого элементов И, а инго элемента И, выход первого элемента И соединен с входом установки в прямой выход которого соединен с пятыми входами второго и третьего элементов И, вход установки в нулевое состояние пятого триггера подключен квыходу первого элемента ИЛИ, первыйи второй входы которого подключены к Формула изобретения 3 1290297 4дит к установке триггера 13 в нулевое состояние. Сигнал на выходе 18устройтсва при этом не формируется.В режиме выделения глобальногоэкстремума на входе 15 устройстваустанавливается потенциал "1". Устройство в этом режиме работает аналогично, но каждый выделенный приэтом локальный экстремум сравнивается элементами И/И-НЕ 1 О , ИЛИ-НЕ 11 10 прямой выход третьего триггера соедин триггером 12 с текущим глобальным4экстремумом, хранящимся в регистре2. Сигнал на выходе 18 устройства версный - с четвертым входом третьеформируется при этом только в случае,когда о а , где а, - значение 15текущего глобального экстремума. единичное состояние пятого триггера,Этим сигналом в регистр 2 через открытый элемент И 7, после окончанияцикла сравнения переписывается число из регистра 1 .Устройство для определения локальных экстремумов функции, содержащее 25первый, второй и третий буферные регистры, первый, второй и третий элементы ИЛИ-НЕ, первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый и второй элементыИЛИ, счетчик адреса экстремума,счетчик управления, первый и второйэлементы задержки, причем информационный вход устройства соединен синформационным входом первого буферного регистра, выход которого соединен с информационным входом второгобуферного регистра, выход которогосоединен с информационным входом третьего буферного регистра, входы счетчика управления и первого .элементазадержки объединены, выход переполнения счетчика управления соединен сосчетным входом счетчика адреса экстремума, с первыми входами первого,второго, третьего и четвертого элементов И и через второй элемент задержки - с входами установки в нулевое состояние первого, второго, третьего и четвертого триггеров, выходпервого элемента задержки соединен свходами управления сдвигом первого,второго и третьего буферных регистров, выходы первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ соединены свходами установки в единичное состояние соответственно первого, второгои третьего триггеров, прямой выход выходам соответственно второго и третьего элементов И, первый и второй входы второго элемента ИЛИ подключены к выходам соответственно третьегои четвертого элементов И, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения глобального экстремума, в неговведень 1 регистр глобального экстремума, первый, второй, третий и четвертый элементы И/И-НЕ, четвертый элемент ИЛИ-НЕ, регистр адреса экстремума, третий элемент задержки и пятый, шестой и седьмой элементы И, причемустановочные входы разрядов регистра глобального экстремума подключены к выходам соответствующих разрядов третьего буферного регистра, выход пер-. вого элемента задержки соединен с входом управления сдвигом регистра глобального экстремума, вход разрешения записи которого подключен к выходу пятого элемента И, первый вход которого является входом выбора режима устройства, выходы первого и третьего буферных регистров соединены с первыми входами соответственно первого, второго и третьего элементов И/И-НЕ, выход регистра глобального экстремума соединен со своим информационным входом и с первым входом четвертого элемента И/И-НЕ, прямые выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И/И-НЕ соединены спервыми входами соответственно первого, второго, третьего и чет12902 оставитель В, ехред Л.Опейни рох Редактор М. Дыл оррек н Заказ 02 Тираж бНИИПИ Госу дписнотета 1крытийнаб рственного ком зобретений и о Л(-35, Раушскя по делам13035, Москв роизв твенно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 5вертого элементов ИЛИ-НЕ, инверсные выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И/И-НЕ объединены и соединены с вторыми входами первого, второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ,инверсные выходыпервого, второго, третьего и четвертого триггеров соединены с вторыми входами соответственно первого, второго, третьего и четвертого элементов И/И-НЕ, выход 0 четвертого элемента ИЛИ-НЕ соединен с входом установки в единичное состояние четвертого триггера прямой выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, выход 15 второго элемента ИЛИ соединен с вто 97 6рым входом шестого элемента И, выход которого является выходом фиксации экстремума устройства и соединен с входом разрешения записи регистра адреса экстремума и через третий элемент задержки - с. вторым входом пятого элемента И, вход счетчика управления подключен к выходу седьмого элемента И, первый и второй входы которого являются соответственно входами запуска устройства и тактовым входом устройства, выходы разрядов счетчика адреса экстремума соединены с соответствуюшими установочными вхо дами разрядов регистра адреса экстремума,