Устройство для выделения максимального числа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Н 8 А 4 606 ГОСУДЮ СТЮННПО ДЕЛАМ ИЗ ЫИ КОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ БРЕТЕНИЯ ц ЬСТВУ ки;ИСАНИ К АВТОРСК В(53) 681.325.5 (088.8) видетельст 06 Р 7/02 98 Я сится к обла ислительной техпользовано в цифматического упвания специализиобработки данныхнствованием устЮ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯСИМАЛЬНОГО ЧИСЛА(57) Изобретение оти автоматики и вычники, может быть ировых системах автравления и регулиррованных устройстви является усоверш ройства по авт.св. У 1195346. Цельюизобретения. является расширение функциональных возможностей за счет возможности выделения минимального числа. Устройство содержит узлы анализа, каждый из которых содержит группу элементов ИЛИ, и-входовый элемент ИЛИ, элемент НЕ, 1-й узел анализа, где 1 = 2ш (ш - разрядностьчисел), две группы элементов И.Крометого, устройство содержит элементызадержки, ИЛИ, триггеры, элемент И-НЕи две группы элементов И. Процедурапоиска минимального числа из и чиселсостоит в последовательно повторяющихся циклах поиска сначала максимального (одного или одновременнонескольких) из и исходных чисел споследующим его (их) исключением израссмотрения до выявления последнего оследних) чисел, 1 ил4 гУстройство в режиме поиска максимального числа работает следующим образом. Поиск максимального числа производится последовательным поразрядным сравнением значений двоичныхразрядов всех и сравниваемых чисел,начиная со старшего (в нашем случае первого) разряда.При этом в случае равенства значений одноименных высших разрядов всех сравниваемых чисел производится сравнение значений следующего низшего разряда по всех сравниваемых числах. При первом несовпадении значений одноименных разрядов исключаются израссмотрения числа с нулевым значением искомого разряда и поиск максимального числа проводится среди множества оставшихся чисел. Поиск ивыделение максимального числа проводится за один цикл переходных процессов в устройстве. Допустим, что на все информационные входы 6 Я=1-и) старших разрядов чисел узла 1 анализа поступаюткоды либо нулей, либо единиц.Тогда они проходят на выходы соответствующих элементов И 2 и пос 3тупают на входы и-входового элемен 30 та ИЛИ 4 и на первые входы соответствующих элементов ИЛИ 3. На выходеи-входового элемента ИЛИ 4 появляет. ся при этом соответственно код нуляили единицы а на выходах 8 элеф35 ментов ИЛИ 3, связанных вторыми вхо"дами с выходом элемента ИЛИ 4 через, элемент НЕ 5, формируются коды единиц, разрешающие работу соседнегоузла 1 анализа,40Если сигналы на входах 6 не всеидентичны, т.е. на некоторых информационных входах 6 присутствуютединицы, а на остальных входах 645 (вйс) - нули, то код единицы формируется на информационном выходе 7,данного узла анализа, определяя значение старшего (первого) разряда максимального числа, и на выходах эле 5 О ментов ИЛИ 3. На выходах остальныхэлементов ИЛИ 3 з узла 1 анализа имеютместо потенциалы нулевого уровня.Управляющие сигналы с выходов элементов ИПИ 31 узла 1 анализа пос 55 тупают в соседний узел 1 анализа навторые входы элементов И 2 и вторые входы элементов И 9 , соединенных первыми входами через элементНЕ 5 с выходом и-входового элемен 1 . 128211Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, можетбыть использовано в цифровых системахавтоматического управления и,регулирования специализированных устройствобработки данных и является усовершенствованием устройства по авт.св.У 1195346.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устрой- Юства эа счет обеспечения возможности выделения минимального числа изи сравниваемых чисел.Устройство содержит узлы 1 анализа, в каждом узле анализа группу 15элементов И 2, группу элементов ИЛИ 3,и-входовый элемент ИЛИ 4, элемент,НЕ 5, информационные входы б.,информационные выходы 7, адресные выходы 8, в х-м узле анализа группу элементов И 9. Кроме того, устройствосодержит группу элементов И 10, элементы 11 задержки, группу элементовИ 12, триггеры 13, элементы ИЛИ 14,элемент И-НЕ 15, вход 16 задания режима и вход 17 сброса.,Устройство работает следующим об-разом,Режим работы, при котором производится поиск максимального числасреди и анализируемых двоичных чисел, устанавливается подачей на вход16 установки режима нулевого потеяциала (уровня логического,"0"), благодаря чему элементы И 12 (Ж-и)оказываются запрещенными.1При подаче на вход 16 уровня логической "1" устройство переходитв режим поиска минимального числа.При этом на соответствующие входыэлементов И 12. подается разрешващийпотенциал. Двоичные числа поступаютна информационные входы 6," (д 1-ш,1-п, где ш - число двоичных разрядов, а и - число сравниваемых чисел).Одновременно с подачей каждого набора двоичных чисел на входы 6;. узлов 1; анализа на вход 17 "Сброс"подается импульс признака двоичныхчисел, поступающий на нулевые входытриггеров 13 и устанавливакш 1 ий последние в нулевое состояние. При.этомс инверсных выходов триггеров 13на вторые входы элементов И 2 всехузлов анализа и элементов И 10 поступают разрешающие потенциалы логической "1".1282та ИЛИ 4, открывая только те из них,на которые поступают управляющиесигналы единичного уровня.Сигналы с выходов элементов И 2Я=1-п) поступают на входы п-входово-.5го элемента ИЛИ 4 и на вторые входыэлементов ИЛИ 3, на первые входыкоторых подаются сигналы с выходовэлементов И 9,При этом, если на все открытыеэлементы И 2 с информационных входов 6 узла 1 анализа поступаютодинаковые (единичные или нулевые) сигналы, то соответственно единичныйили нулевой уровень напряжения формируется на информационном выходе7 данного узла анализа, единичныеуправляющие сигналы - на выходах элементов ИЛИ 3 и нулевые - на выходахостальных элементов ИЛИ Зэ. 20Если же на некоторые разрешенныеэлементы И 2 поступают с информационных входов 6 (8 Ж 1) единичныесигналы, а на остальные разрешенныеэлементы И 2 (ЧЕ 1 с, У 8) нулевые сигналы, то на выходе 7 и выходах элементов ИЛИ 3 имеют место единичныеуровни напряжения, а на выходах всехостальных элементов ИЛИ 3 (348)нулевые уровни. 30Аналогичным образом работают узлы 1; (12) анализа, управляемыесигналами с выходов элементов ИЛИ3 узлов 1;, анализа,В результате поразрядного сравнения и двоичных чисел на информационных выходах 71 -7 устройства формируется двоичный код максимальногоиэ сравниваемых чисел, а порядковыеномера выходов 8элементов ИЛИ Зр 40(реп) узла 1 щ анализа, на которыхформируются единичные потенциалы,характеризуют адреса (порядковые номера) найденных максимальных чисел,45Поскольку в режиме поиска максимального числа элементы И 12 (3= 1-и) запрещены нулевым потенциалом на входе 16 установки режима работы, то возникновение единичного сигнала на соответствующем адресном выходе 8 устройства не вызывает срабатывания по единичному входу триггера 13 о, соединенного с выходом 8 о через соединенные последовательно элемент 11 о задержки и элемент И 12, а следовательно, не приводит к .изменению управляющих потенциалов на вторых входах элементов И 21 (1= 114 4=1-п), соединенных выходами с информационными входами узла 1 анализа,и на третьих входах элементов И 2д-х(1=2-ш) узлов анализа,Состояние выходов 7 и 8 устрой 3ства остается при этом неизменнымдо тех пор, пока не изменятся кодыподаваемых на информационные входы6; чисел,Устройства в режиме поиска минимального числа работают следующимобразом.Процедура поиска мийимального числа из и чисел состоит в последовательно повторяющихся циклах поискасначала максимального (одного илиодновременно нескольких) из и исходных чисел с последующим его (их) исключением из рассмотрения, затем,максимальных из оставшихся чисел итак далее до выявления последнейгруппы максимальных чисел, которыеи определяют значение минимальногочисла.В режиме поиска минимального числа на вход 16 подается уровень логической "1". При подаче входных чисел триггеры 13 устанавливаются внулевое состояние, давая разрешениена элементы И 2 (1=1-п).,1В случае, если поданные на входы6числа все нули, или все единицы,1на выходах 8 узла 1 анализа, какследует из рассмотрения работы устройства в режиме поиска максимального числа, возникают единичные потенциалы, которые достигают третьихвходов элементов И 12 лишь черезвремя задержки в элементах 11 задержки. Однако к этому моменту времени элементы И 12 запрещены нуле.1вым потенциалом на выходе элементаИ-НЕ 15, На информационных выходах7 -7 щ формируется, как и грежде,двоичный код поданных на информационныевходы устройства одинаковых чисел,В случае, если поданные на входыустройства числа не все одинаковые,то возникают единичные потенциалылишь на адресных выходах устройства8 к, соответствующих порядковым номерам максимальных чисел,На остальных адресных выходах 8 устройства имеют место нулевые потенциалы. В этом случае с выхода элемента И-НЕ 15 на вторые входы элементов И 12 подается разрешающий потенциал, и единичный сигнал с ад82114 6ты И 12 и, следовательно, не вызывает опрокидывания триггеров 13,5 10 20 25 30 35 40 45 50 5 12 ресных выходов 8, пройдя элементы 11 задержки и элементы И 12, опрокидывает по единичным входам триггеры 13 в единичное состояние.Остальные триггеры 13 по-преж 5 нему остаются в нулевом состоянии.После опрокидывания триггеров 13 на их инверсных выходах возникают нулевые потенциалы, которые закрывают элементы И 2 и 10 во всех узлах анализа. Потенциалы на выходах элементов И 2и 10 становятся равными нулю, что эквивалентно замене максимальных чисел нулевыми. В результате этого происходит перераспределение потенциалов на адресных выходах 8 устройства: потенциалы на выходах 8 становятся равными нулю, а возникают единичные потенциалы на некоторых других адресных выходах 8(МФЕ), и, следовательно, опрокидываются в единичное состояние триггеры 13, вызывая заменувновь найденных во втором цикле работы устройства максимальных чисел нулевыми числами, Этот процесс автоматически продолжается до тех пор, пока в некотором цикле работы не будут найдены последние максимальные (одно или несколько) чисел (они же являются минимальными среди множества п исходных чисел). Допустим, что при этом возникают единичные потенциалы одновременно на некоторых адресных выходах 8 и устройства, на остальных адресных выходах при этом устанавливаются нулевые потенциалы. Благодаря тому, что элементы ИЛИ 14 объединяют по входам адресные выходы 8 и единичные выходы триггеров 13, в момент возникновения единичных потенциалов на адресных выходах 8 р устройства появляются единичные потенциалы на всех входах элемента И-НЕ 15, в результате чего на выходе последнего возникает нулевой потенциал, закрывающий все элементы И 12.При выборе времени задержки в элементах 11 задержки, превышающем суммарное время задержки элементов ИЛИ 141 и И-НЕ 15, единичный скачок напряжения на адресных выходах 8 , устройства не проходит через элеменНа этом циклы переходных процессов в устройстве при поиске минимального числа прекращаются. На информационных выходах 7, -7 щ устройства формируется двоичный код минимального числа из множества и сравниваемых чисел, а на адресных выходах 8 устройства индицируются порядковые номера (адреса) найденных минимальных чисел. формула изобретения Устройство для выделения максимального числа по авт.св. 9 1195346, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности выделения минимального числа, в него введены п элементов задержки, две группы из и элементов И,п элементов ИЛИ, и триггеров и элемент И-НЕ выход которого соединенс первыми входами элементов И первойгруппы, вторые входы которых подключены к входу задания режима устройства, третий вход к-го элемента Ипервой группы, где 1 = 1,,и, через к-й элемент задержки соединен свыходом 1-го элемента ИЛИ группыш-го узла анализа и первым входом1-го элемента ИЛИ, выход которогосоединен с к-м входом элемента И-НЕ,выход к-го элемента И первой группысоединен с входом установки в единичное состояние к-го триггера,прямой выход которого соединен с вторымвходом к-го элемента ИЛИ, а инверсный выход подключен к третьим входам1-х элементов И первых групп 1-х узлов анализа (=2-ш) и к первому входу к-го элемента И второй группы,второй вход которого соединен с входом первого разряда 1-го числа устройства, а выход подключен к Е-мувходу п-входового элемента ИЛИ первого узла анализа, вход сброса устройства подключен к входам установки в нулевое состояние всех триггеров.1282114 Сост итель Е. Ив П.Сердюко оваКорректор С. Бек Редактор О. Головач ТехрчЗаказ 7267/47 Тир ах 670 Подпис Государственного комитета С елам изобретений и открытий осква, Ж, Раушская наб. НИИПИ 5 11303 Производственно-полиграфическое предприятие Ел 6 бл В о 77 и зтород, ул. Проектная,4