Долговременное запоминающее устройство

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСоциалистическиеРеспублик оц 847371(51)М. Кд 6 11 С 19/00 Государстеенный комитет по делам изобретений и открытий(54) ДОЛГОВРЕМЕННОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к вычислительной технике, а точнее к запоминающим устройствам, и может быть ис пользовано для хранения дискретной информации в цифровой форме.Известны запоминающие устройст 5 ва для хранения дискретной цифровой информации, содержащее сдвиговой регистр, вход которого подключен к входному каскаду, а выход - к выход 10 ному каскаду устройства, каскад регенерации, вход которого соединен с выходннм каскадом, а выход - с входным 111,Такие запоминающие устройства имеют большое количество оборудования, сложную схему и малую информационную емкость.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является за-.поминающее устройство, содержащеерегистры сдвига, одни входы которыхподключены к полусумматорам, а выходы - к выходной логической схеме,дополнительный регистр сдвига, первый вход которого соединен с первой управляющей шиной и с одним из входов триггера, другой вход триггера подключен к выходу дополнительного регистра, элемент И, один вход которого соединен со второй управляющей шиной и вторым входом дополнительного регистра, другой вход элемента И подключен к выходу триггера, а выход элемента И - к другим входам основных регистров сдвига Г 21,Известное запоминающее устройство имеет малую информационную емкость, так как каждый элемент памяти сдвиговых регистров хранит двоичную цифру только одного числа и большое количество оборудования, в особенности регистров.Цель изобретения - упрощение устройства и повышение информационной емкости.84737 50 Поставленная цель достигаетсятемчто долговременное запоминающее устройство, содержащее первыйрегистр, первый выход которого соединен с .одним входом логического блока, второй регистр, триггер, первыйэлемент И, адресную шину, шину начальной установки и шину записи,в него введены схема сравнения,три элемента И, четыре элемента ИЛИ, 10два инвертора, два элемента задержки дополнительный триггер и двоичный счетчик, один выход которогочерез первый элемент ИЛИ подключенк единичному входу дополнительного 15триггера, другой выход двоичного,счетчика через второй элемент ИЛИпоключен к первым входам третьегоэлемента ИЛИ, первого элемента Ии входу первого инвертора, один из 20 входов двоичного счетчика подключенк адресной шине,. другой - через первый элемент задержки подключен к выходу первого элемента И и первомувходу четвертого элемента ИЛИ, второй вход третьего элемента ИЛИ подключен к нулевому входу дополнительного триггера и шине начальной уста-,новки, выход третьего элемента ИЛИподключен к нулевому входу основноготриггера, единичный вход которогочерез второй элемент задержки подключен к одному из входов выходного логического блока и к выходу второгоэлемента И, один из входов которогоподключен к нулевому выходу основного триггера, а другой - к выходупервого инвертора, единичный выходосновного триггера подключен к третьим входам третьего и четвертогоэлементов И, вторые входы которыхподключены к нулевому и единичномувыходам дополнительного триггера,четвертые входы - к выходу второго инвертора, а первые - к второму входу первого элемента И и третьему входувторого элемента И, выходы третьего и четвертого элементов И подключены соответственно к второмувходу четвертого элемента ИЛИ ипервому входу первого регистрасдвига, второй вход которого подключен к выходу четвертого элементаИЛИ, а третий - к шине записи изходу второго регистра, выход которого через схему сравнения подключен к входу инвертора и выходу, первого регистра и второ 1 4му входу выходного логическогоблока.На фиг. 1 представлена схемапредлагаемого запоминающего устройства; на фиг. 2 - упаковка исходных чисел в сжатую последовательность.Долговременное запоминающее устройство содержит двоичный вычитающий счетчик 1, количество разрядовкоторого равно=3109 Мб.ц.2где Й - количество хранимых слов вустройстве, элемент 2 ИЛИ, триггер3, элементы 4, 5 ИЛИ, элемент 6 И,инвертор 7, элемент 8 И, шину 9"начальной установки", триггер 10элементы 11, 12 И, шина 13, элемент14 ИЛИ элемент 15 задержки, выходной логический блок 16, представляющий собой группу конъюнкторов, эле-мент 17 задержки, инвертор 18, регйстр 19 сдвига, схему 20 сравнения,второй регистр 21 и шину 22 записи.Количество триггеров в регистре 2и конъюкторов в логическом блоке 16равно разрядности хранимых слов.Устройство работает следующим образом,По сигналу Начальная установка" гасятся триггеры 3 и 1 О, Адрес числа поступает на двоичный счетчик 1. Единичные выходы всех разрядов счетчика 1 подключены к входам элемента 4 ИЛИ, а разряды с К-го по самый старший - к входам элемента 2 ИЛИ. Поэтому на выходе элемента. 2 ИЛИ появляется единичный сигнал только тогда, когана содержимое счетчика будет больше , а на выходе элемента 4 ИЛИ - когда адрес в счетчике не равен О. Сигнал с элемента 2 ИЛИ взводит триггер 3. Единичный сигнал с элемента 4 ИЛИ через элемент 5 ИЛИ подтверждает нулевое состояние триггера 1 О, открывает по одному входу элемент 6 И, поступает на инвертор 7, закрывая по одному входу конъюктор 8. Тактовые импульсы (ТИ) с шины 13 проходят через открытый элемент 8 И, воздействуя на, элемент 14 ИЛИ и элемент задержки 15. По первому тактовому сигналу, снимаемому с выхода элемента 14 ИЛИ, содержимое регистра 19 сдвигается на один, разряд влево (сдвиг по кольцу), а первый ТИ, задержанный элементом задержки 15 на время, равное времени срабатывания одного триггера регистра 19,1,уменьшает содержимое счетчика наединицу.В регистре 19 исходная информация хранится в сжатом виде, она за.носится по шине 22 записи,Так, например, если устройствопредназначено для хранения 19-тиследующих чисел: 1, 2, 3, 4, 6, 7,8 э 9 ь .10 ь 12 э 1 бв 17 19 ф 20 е 2124, 26, 15,. 29, то они могут бытьупакованы в сжатую последовательность (фиг. 2). При хранении чиселв сжатом виде в качестве адресачисла используется. его номер впоследовательности. Нумерация чиселна фиг, 2 показана в скобках и ведется справа налево. Упаковка исходных чисел в сжатую последовательность осуществляется с помощью вычислительной машины по специальной:программе.При занесении в регистр 19 сжатой пОследовательности одновременново второй регистр 21 записываетсячисло, соответствующее нулевому адресу в последовательности (в данномслучае нулевому вдресу соответствуетчисло 11101).Предположим, что на двоичныйсчетчик 1 поступает адрес 01010.Поэтому после первого сдвига содер. жимое сдвигового регистра станетравным 11010 10011000 10000 11111.(сдвиг по кольцу в обе стороны)а содержимое счетчика - 0 1001.После сдвига в схеме 20 сравненияосуществляется сравнение содержимого п старщих разрядов регистрасдвига (в нашем случае 1 1010) сс содержимым регистра 21 (равным 11 101). После первого сдвига значения эти неравны, Следовательно, на выходе сравнения будеткод нуля, а на выходе инвертора18 - код единицы. Однако элементы11, 12 И закрыты, так как триггер10 находится в нулевом состоянии.Аналогичные действия выполняются при поступлении на вход элемента 6 И второго, третьего и т,д. тактовых импульсов. При поступлении 10-го тактового импульса содержимое сдвигового регистра сдвинется на 10 разрядов влево и становится равным 1000 10000 1111110 О 1001, а содержимое счетчика - нулю. Нулевое содержимое счетчика 1 является при 10 20 25 30 35 40 50 55 знаком конца поиска нужного числав сдвиговом регистре 19.Выдача найденного числа из регистра 19 осуществляется так. Нулевой сигнал с элемента 4 ИЛИ закрывает элемент 6 И, прекращая дальнейшийсдвиг сжатой последовательности врегистре 19, и приводит к образованиюединичного сигнала на выходе инвертора 7. Так как триггер 10 погашен,то по 11-му тактовому сигналу навыходе элемента 8 И образуется единичный сигнал, по которому осуществляется выдача найденного числа1000 из пяти старших разрядов сдвигового регистра через выходнойблок 16,Этот же сигнал с элемента 8 Ичерез элемент 17 задержки устанавливает триггер 10 в единичное состояние,Этим самым дается разрешение навозвращение сжатой последовательности в сдвиговом регистре в исходное(начальное) состояние. Для этойцели служат элементы 11, 12 И инвертор 18, схема 20 сравнения, итриггер 3, Триггер 3 указывает направление сдвига сжатой последовательности для возвращения ее в исходное состояние кратчайшим путем.В частности, если триггер 3 взведенто ТИ (шина 13) поступают на регистр 9 через открытый .элемент 11 И,элемент 13 ИЛИ и сдвиг осуществляется справа налево по кольцу, еслитриггер 3 погашен, то тактовые сигналы пройдут через элемент 12 И исдвиг выполняется слева направо тоже по кольцу. В обоих случаяхсдвиг продолжается до тех пор, пока в и старших разрядах регистра19 не окажется число с нулевымадресом (применительно к нашемупримеру - таким числом является11101). А так как такое же числохранится в регистре 21, то на выходе схемы сравнения появится единичный сигнал, а на выходе инвертора18 - соответственно код нуля. Элементы 11 12 И закрываются, сдвигинформации в регистре 19 прекращается. На этом заканчивается цИкл обращения к запоминающему устройству.Из фиг. 2 видно, что для хранения 19-ти пятиразрядных чисел необходимо иметь 23 запоминающих элемента.Количество а запоминающих элементовопределяется выражением а=К+и,84737 8подключен к адресной шине, другой -через первый элемент задержки подключен к выходу первого элемента Ии первому входу четвертого элементаИЛИ, второй вход третьего элементаИЛИ подключен к нулевому входу дополнительного триггера и шине начальной установки; выход третьегоэлемента ИЛИ подключен к нулевомуО входу основного триггера, единичныйвход которого через второй элементзадержки подключен к одному из входов выходного логического блока и к.выходу второго элемента И, одиниз входов которого подключен кнулевому выходу основного триггера,а другой - к выходу первого инвертора, единичный выход основного триггера подключен к третьим входамтретьего и четвертого элементов И,вторые входы которых подключены кнулевому и единичному выходам дополнительного триггера, четвертыевходы - к выходу второго инвертора, 25 а первые - к второму входу первогоэлемента И и третьему входу второго элемента И, выходы третьего ичетвертого элементов И подключенысоответственно к второму входу четз 0 вертого элемента ИЛИ и первомувходу регистра сдвига, второй входкоторого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ, а третий -к шине записи и входу дополнительного регистра, выход которого черезсхему сравнения подключен к входуинвертора и выходу регистра сдвигаи второму входу выходного логического блока. Долговременное запоминающее устройство, содержащее первый регистр, первый выход которого соединен с одним входом логического блока, второй регистр, триггер, первый элемент И, адресную шину, шину начальной установки и шину записи, о т л и ч а - о щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его информационной емкости, в него введены схема сравнения, три элемента И, четыре элемента ИЛИ, два инвертора, два элемента задержки, дополнительный триггер и двоичный счетчик, один выход которого через первый элемент ИЛИ подключен к единичному входу дополнительного триггера, другой выход двоичного счетчика через второй элемент ИЛИ подключен к первым входам третьего элемента ИЛИ, первого элемента И и входу первого инвертора, один из входов двоичного счетчика 40 с где- количество хранимых слов (чисел) в запоминающем устройстве; и - разрядность хранимых чисел.Ксли хранить эти же числа обычным способом, то потребуется 95 запоминающих элементов (триггеров), так как в = М и.Применение двоичного счетчика, дополнительного триггера, схемы сравнения, элементов И, ИЛИ, инверторов, линий задержек и сжатого способа хранения двоичной информации выгодно отличает предлагаемое запоминающее устройство от известного, так как позволяет значительно сократить объем оборудования в особенности запоминающих элементов (триггеров), а следовательно, упростить устройство, увеличить его информационную емкость, надежность и снизить стоимость. Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ВеликобританииР 1471071, кл. 0 4 С опублик. 1977.2, Авторское свидетельство СССРМ, кл. 6 11 С 19/ОО, 1974сударстве ам изобре осква Жраж 645ного комитета СССений и открытий5 ваодписное