Устройство для определения экстремальных чисел

пу, .файал ел фЬнрт фф яОПИСАИЗОБРЕТЕНИЯн 746504 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 170478 (21) 2604511/18-24с присоединением заявки Ио(51) М. Кл. фО 06 Р 7/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЧИСЕЛИзрбретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовайо в различных вычислительных устройствах, в частности в устройствах для обработки цифровых данных.Известно устройство для определения экстремальных чисел, содержащее блок запуска, регистры с подключенны"1 О ми к ним различными дешифраторами, на выходе которых фиксируется иско-мое число и адрес этого искомогочисла 11Недостатком этого устройства является то, что,обладая высоким быст родействием,это устройство при достаточно большом множестве сравниваемыхчисел сложно,так как количество регистров в этих устройствах равно множеству сравниваемых чисел, среди которых отыскивается экстремальное значение.Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для определения экстремальных чисел, содержащее регистры, элементы И, ИЛИ, триггер, элементы за,держки, счетчик, схему сравнения,формирователь одиночных импульсов,причем первая входная шина устройствасоединена с первыми входами первогои второго элементов И, выходы которых подключены ко.входам первого ивторого регистров соответственйо, вь 1 ходы которых соединены со входамипервого элемента ИЛИ, выходы первого, второго и третьего регистров под"ключены к информационным входам схемысравнения, вход управления которойсоединен с выходом второго элементаИЛИ, первый вход которого подключенко второй входной шине устройства, авторой вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом формирователя одиночных импульсов, вход которого подключен к выходу дешифратора, информационные входы которого соединеныс выходом счетчика, а вход управления подключен к третьей входной шине устройства, выходы счетчика под-,ключены кинформационным входам четвертого реГистра. В этом устройствекод нового числа пбступает через схемы совпадений на регистры приема чи"сел,а тактовый импульс сопровойденйячисла поступает на схему сравнения,где производится сравнение заданногочисла с числами, находящимися в Ргистрах приема чйсел. То число, которбе отстоит дальше от заданногочис-"Ла,СбраСЫВаЕтСя, И таКтОВЫй ИМПУЛЬСчерез линию задержки переписывает восвобожденный регистр код нового числа с выходов схем совпадения. В результате на одном из регистров приема чисел все время находится то число из множества чисел, поступившихна вход уст, ойства, значение которого ближе всего к заданному числу 2 .Недостатком этого устройства является недостаточные функциональные возможности, так как оно не позволяетопределять номер числа, имеющего экстремальное значение. Между тем, вомногих вычислительных устройствах,особенно при работе с оперативнымизапоминающими устройствами необходимозафиксировать адрес числа, имеющегоэкстремальное значение.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей засчет определения адреса экстремального числа,Поставленная цель достигается тем,что в, устройстве первый выход схемысравнения соединен с первым входомтретьего элемента И, управляющим вхо"дом первого регистра и через первыйэлемент задержки - со вторым входомпервого элемента И, с первым входомтретьего элемента ЙЛИ и со входомустановки в нулевое состояние триггера","второй выход схемы сравнения подключен к первому входу четвертогоэлемента И, к управляющему входу второго регистра и через второй элементзадержки ко второму входу второгоэлемента И, ко второму входу третье"гоэлемента ИЛИ и ко входу установкив единичное состояние триггера; прямой и инверсный выходы которого соединены со вторыми входами третьегои четвертого элементов И соответственно, выходы которых подключены ковходам четвертого элемента ИЛИ выходкоторого соединен с управляющим входом четвертого регистра, выход третьего элемента ИЛИ подключен ко входу счетчика.Функциональная схема устройствапредставлена на чертеже.Устройство содержит регистры приема 1,2 и 3, схему 4 сравнения, элементы 5 и 6 И, элементы 7 и 8 задержки, элемент 9 ИЛИ, счетчик 10,дешифратор 11, формирователь одиночного импульса 12, регистр 13, триггер 14, элементы 15 и 16 И, элейенты 17, 18 и 19 ИЛИ, входные шины 20,21, 22, выходные шины 23 и 24." "Устройство работает следующим об разом.Перед началом работы регистры 1и 2, "триггер 14 и счетчик 10 нахо-"дятСяв нулевом состоянии. На дешифратор 11 со входа устройства подаетсякод числа, равного множеству сравниваеьых чисел. В регистр,3 записано число, ближайшее значение к которому следует выбрать из множества чисел, поступающих на элементы 5 и 6 И.Если в регистре 3 записан нулевой код,то из множества чисел определяется минимальное число, если же в регистре 3 записан код числа 2 м,- 1 (в - число разрядов регистра), то из множества чисел определяется максимальное Число. При Поступлении тактового импульсапо входной шине 21 через элемент 19 ИЛИ на схему 4 сравнения производится сравнение чисел, находящихся в регистрах 1 и 2, с числом, записанным в регистре 3, Если число, записанное в регистре 3, ближе к числу,записанному в регистре 1, чем к числу,находящемуся в регистре 2, то сигнал с выхода схем 4 сравнения сбрасывает в нулевое состояние регистр 2 и, прой - 20 Кя элемент задержки 8, перезаписываетв регистр 2 новое число через элемент 6 И. Если число, записанное в регистре 3, ближе к числу в регистре 2 или в регистрах 1 и 2 записано одно и то 2 же число, то сигнал с выхода схемы 4сравнения сбрасывает в нулевое состояние.регистр 1 и, пройдя элемент 7 задержки, перезаписывает в регистр 1 код сь входа устройства через элеЗО мент 5При определении максимального числа из множества чисел и адреса этого числа устройство работает следующим образом.В регистре 3 записан код 111,регистры 1 и 2, триггер 14 и счетчик 10 находятся в нулевом состоянии, на дешифратор 11 подан код числа и (и число сравниваемых чисел), На входы элементов 5 и 6 И подается код перво го числа из множества чисел и, а насхему сравнения 4 через элемент 19 ИЛИ подается первый, тактовый импульс.Так как в регистрах 1 и 2 записан одинаковый нулевой код, то схема 4 сравнения выдает сигнал сброса на регистр 1, этот сигнал поступает также на зле" мент 15 И, второй вход которого подключен к единичному выходу триггера 141 Так как триггер 14 находится в нулевом состоянии, сигнал не проходит через элемент 15 И и элемент 17 ИЛИ. Затем этот сигнал проходит через элемент 7 задержки и переписывает код со входа устройства через элемент И 5 в регистр 1. С выхода элемента 7 задержки этот сигнал подается также на вход установки в нулевоесостояние.триггера 14 и через элемент 18 ИЛИ поступает на вход счетчика 10. Затем навходы элементов 5 и 6 И подается код второго числа, а на вход схемы 4 сравнения через элемент 19 ИЛИ второй тактовый импульс. Так как в регистре 2 запйсан по-прежнему нулевой код, а в регистре 1 код первого числа, то с выхода схемы 4 срав-.нения поступает сигнал сброса на регистр 2, этот сигнал поступает также на элемент 16 И, подключенный к инверсному выходу триггера 14, находящегося в нулевом состоянии, Сигнал проходит через элемент 16 И и, пройдя затем элемент 17 ИЛИ, поступает на управляющий вход регистра 13, в этот регистр перезаписывается код со счетчика 10, т,е. в данном случае число 1. Затем сигнал, пройдя элемент 8 задержки, установит триггер 14 в единичное состояние и запишется в счетчик 10. Кроме того, этот сигнал запишет в регистр 2 код второго числа через элемент 6 И.Третий тактовый сигнал сравнивает первое число, записанное в регистре 1, и второе число, записанное в регистре 2 с числом, находящимся в регистре 3, т,е. определяет, какое число больше, первое или второе. Боль шее число остается в регистре приема чисел, а на место меньшего числа,запишется в один из регистров приема чисел третье число, При этом, если второе число, записанное в регистре 25 2,.оказалось больше первого, то на управляющий вход регистра 13 через элемент 15 И и черезов элемент 17 ИЛИ прсходит сигнал, а в регистр 13 со счетчика 10 перезаписывается содержи мое регистра 2. Если же первЬе число, записанное в регистре 1, больше второго числа, то импульс не проходит через элемент 16 И на вход регистра 13, поэтому его состояние не изменится, З 5 т.е. в регистре 13 остается по-прежне-. Му записано первое число. В счетчике 10 после прохождения третьего тактового сигнала будет записано третье число. По четвертому тактовому сигна лу сравнивается третье число с наибольшим из первых двух чисел и т.д. Последний же тактовый сигнал перезапи" шет в один из регистров 1 или 2 последнее число из множества сравниваемых чисел и, После прохождения и тактовых сигналов в одном из регистров приема чисел будет находиться последнее число, а в другом регистре будет записано максимальное число из и - 1) чисел, при этом в регистре 13 записан код номера этого максимального числа из предыдущих и - 11 чисел. В счетчике 10 будет зафиксировано число и после прохождения и тактовых сигналов.55Когда в счетчике 10 фиксируется число и, которое совпадает с числом и , подаваемым на вход дешифратора 11 со входа устройства, то дешифратор 11 выдает сигнал на формирова тель одиночных импульсов 12, который выдает дополнительный сигнал на вход элемента 19 ИЛИ и этот дополнительный сигнал проходит на схему 4 сравнения. При Этом на входы элемен. 65 тов 5 и 6 И уже не подается никакого числа. Поэтому после прохождения этого сигнала в одном из регистров 1 или 2 будет зафиксирован код этого максимального числа, а другой регистрбудет сброшен в нулевое состояние. Таким образом, после 1 прохождения п тактовых сигналов и дополнительного импульса, где и - число сравниваежх чисел, на выходе элемента 9 ИЛИ будет находиться код максимального числа, а на выходе регистра 13 - адрес этого максимального числа. Если в регистре 3 записать нулевой код, то таким же образом производится поиск минимального числа и определяется адрес этого искомого числа из и сравниваемых чисел.Изобретение можно использовать в различных вычислительных системах при работе с оперативными запоминающими устройствами, где необходимо запомнить адрес числа, имеющего экстремальное значение,Формула изобретенияУстройство для определения экстреМальных чисел, содержащее регистры,.элементы И, ИЛИ, триггер, элементызадержки, счетчик, схему сравнения,формировательодиночныхимпульсов,причем первая входная шина устройства соединена с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены ко входам первого и второго регистров соответственно, выходы которых соединены со входамипервого элемента ИЛИ, выходы первого,второго и третьего регистров подключены к информационным входам схемы сравнения, вход управления которой соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого подключен ко второй входной шине устройства, а второй вход второго элемента ИЛИсоединен с выходом формирователя одиночных импульсов, вход которого подключен к выходу дешифратора, информационные вхоДы которого соединеныс выходом счетчика, а вход управленияподключен,к третьей входной шине устройства, выходы счетчика подключены к информационным входам четвертого регистра, о т л и ч а ю щ е е с я ,тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства засчет определения адреса экстремального числа, в нем первый, выход схемы сравнения соединен с первым входом третьего элемента И, управляющим входом первого регистра и через первый элемент задержки - со вторым входом первого элемента И, с первым входом третьего элемента ЙЛИ и со входом установки в нулевое состояние триггера, второй выход схемы сравненияр1 чс 746504 тавитель В.Зелкинхред М, Петко ЙОФректор тни Т дактор И.йовальчу Тираж 751 комитета СССР и открытий аущская иаб., дноййиси аказ 4103/27 ЦЙИИПИ Росудар по делам и 113035, Москвавенного бретенийЖ, Р тент , г. ужгород, ул. ЙроМтная, 4 филиал ЙП подключен к первому входу четвертогоэлемента И, й управляющему входу второго регистра и через второй элементзадержки - ко второму входу второгоэлемента И, ко второму входу третьего элемента ИЛИ и ко входу установкив единичное состояние триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены со вторыми входами четвертогои третьего элементов И соответственно, выходы которых подключены ко входам четвертого элемента цЛИ, выход которого соединен с управляющим входом четвертого регистра, выход третьего элемента ИЛИ подключен ко входусчетчика. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЮ 525083, кл. О 06 Р 7/06 12.05.76.2. Авторское свидетельство СССРР 246924, кл. С 06 Р 7/04 15.06,69