Устройство для определения экстремальных чисел

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 119) (111 63 1)5 (т 06,Р 7/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ етениязможнос Р 14 Н,ф, Сидор И, Петренк делениям их абенко ойствстры.с ре аннени содержит блок г и 3, коммутат5, блок 6 запиты ИСКЛРЧА 1 ОНГГ Устройство опр р 4, мультии, триггер ИЛИ 8, И 9,ек и элеменНЕ 10.ременночисла из ецеляет одно минимальное 1 аксимал х на входих знака. ьно пост и последоват ел устройства ч Кроме того, возможность чисел по мод исел с учетом устройство обе определения эк улю, 1 зп Аспечивает стремальнь ы, 3 ил. са 1 г 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свиР 1300458 кл. ГАвторское свиде064277 . С 0 д ет ел ьств о СССР 06 Р 704, 1987, тельство СССР 1 , 6 Г 7/04, 1983. (54) УСТРОЙСТНО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационных вычислиИ 1 тельных системах, Цель изоб расширение функциональных в тей устройства за счет опре экстремальных чисел с учето солютной величины и знака,1642463 35 40 45 50 55 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационных вычислительных системах,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройствапутем обеспечения возможности определения экстремальных чисел с учетом их абсолютных величин и знака,На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для определения экстремальных чисел; на фиг.2 -временная диаграмма формирования сигналов записи экстремальных чисел впервый и второй регистры; на фиг.3функциональная. схема блока записи,Устройство для определения экстремальных чисел содержит блок 1 сравнения, первый 2 и второй 3 регистры,коммутатор 4, мультиплексор 5, блок6 записи, Т-триггер 7, элементы ИСКЛ 10 ЧАВ 11 ЕЕ ИЛИ 8, И 9 и НЕ 10, информационные входы 11.1-11,п устройства, тактовый вход 12 устройства ивыходы максимального 13.1-13.п и минимального 14.1-14.п чисел,Блок 6 записи содержит Т-триггер15, первый 16, второй 17 и третий 18элементы И, первый 19 и второй 20элементы ИЛИ, элемент НЕ 21, информацнонный вход 22, вход 23 запрета,адресный нход 24 и первый 25 и второй26 выходы.Устройство для определения экстремальных чисел работает следующимобразом,Перед началом работы на установоч-.ный вход триггера 15 блока 6 записипоступает импульс, по которому триггер 15 устанавливается в исходноесостояние (цепь установки не показана), Состояние регистров 2 и 3 итриггера 7 на момент начала работыустройства безразлично. Для определенности будем считать, что триггер 7и регистры 3 и 2 находятся в исход;ном состоянии.В начальный момент времени первыйтактовый импульс на входе 12 устройства, совпадающий с поступлениемпервого числа на информационные входы устройства 11.1-11,п, поступаетна информационный вход 22 блока 6записи. Так как триггер 15 находитсяв исходном состоянии, нулевым сигналом с его прямого выхода закрыты элементы И 16 и 18, вследствие чегоблок не реагирует на управляющие сигналы по входу 23 запрета и адресному входу 24.Единичный сигнал с инверсного выхода триггера 15 разрешает прохождение сигнала с информационного входа 22 блока записи через элементИ 17 и элементы ИЛИ 19 и 20 на обавыхода блока записи, Этот же сигналс выхода элемента И 17 поступает наС-вход триггера 15, который по зад нему фронту этого импульса устанавливается в единицу, блокируя прохождение последующих импульсов с информационного входа 22 блока через элемент И 17 и элементы ИЛИ 19 и 20 напервый 25 и второй 26 выходы блокаи разрешая прохождение последующихимпульсов с входа 22 через элементИ 16 или 18 под управлением сигналовна входах 23 и 24 на один из выходов25 блока записи,Таким образом, первый тактовыйимпульс на входе 12 устройства вызывает появление импульсов на обоихвыходах блока записи, которые поступают на С-входы регистров 2 и 3 соответственно и записывают в них одновременно первое число иэ числовойпоследовательности, поступающее навходы 11.1-11.п устройства. Первыйтактовый импульс с входа 12 устройства поступает, кроме блока 6 записи, на второй вход элемента И 9. Прохождение этого импульса черезэлемент И 9 на С-вход триггера 7 определяется,сигналом с выхода мультиплексора 5,поступающим через элемент НЕ 10на первый вход элемента И 9.При наличии, нулевого сигнала на выходе мультиплексора 5 триггер по переднему фронту сигнала, поступающего на его С-вход, изменяет свое состояние на противоположное, а если сигнал на выходе мультиплексора 5 - единичный, то сигнал с элементаНЕ 10 блокирует элемент И 9 и триггерне меняет своего состояния. Значениесигнала на выходе мультиплексора 5зависит от абсолютной величины и знака первого числа.Допустим, что число, поступившее в первом такте работы, - положительное. В этом случае, так как регистры 2 и 3 находятся в исходном состоянии, триггер 7 не изменяет своего состояния по первому тактовому импульсу. Триггер 7 находится в исходном состоянии, 1,и нулевым сигналом с его выхода открыт первый канал коммутатора 4. С выхо 5 1642463 6дов коммутатора 4 модуль числа, на- При определении наименьшего числаходящегося в регистре 2, поступает (триггер 7 находится в состоянии едина вторую группу входов блока 1 срав - ницы) единичный сигнал появляется нанения. Этот же сигнал с выхода триг- выходе мультиплексора 5, еслигера 7 поступает на адресный вход число на входе устройства меньшеблока 6 записи, подготавливая к от- числа в регистре 3 по модулю и обакрытию его первый канал, и на адрес- числа положительные;ный вход АЗ мультиплексора 5. число на входе устройства отрица 7 альнейшая работа устройства завив 10 тельное, а число в регистре 3 положисит от знака и модуля числа, поступаю- тельное;щего на информационные входы 11, 1- число на входе устройства больше11.п устройства, Открывание соответ- . числа в регистре 3 по модулю и обаствующего канала мультиплексора 5 и числа отрицательные.появление на его выходе единичного 15 Следовательно, схема анализа чиили нулевого сигнала зависят от сел, включающая блок 1 сравнения,знака числа на информационном вхо- элемент ИСКЛЭ 1 ЧА 1 ЩЕЕ ИЛИ 8 и мультиде 11,1 устройства, поступающего на плексор 5, обеспечивает выявлениеего второй адресный вход; наибольшего и наименьшего из чисел,результата сравнения знака числа 20 поступивших на вход устройства и нана входе 11,1 устройства со знаком ходящихся в регистрах 2 и 3 соответчисла, находящегося в регистре 2 или ственно, при любых знаках анализи 3, на элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 руемых чисел,(первые разряды регистров 2 и 3 явля- Наличию экстремального числа соотются знаковыми, причем положительно ветствует появление единичного сигму числу соответствует ноль в знакр- нала на выходе мультиплексора 5.вом разряде, отрицательному - еди- Пусть число, поступившее на инница), поступающего на адресный вход формационные входы 11.1 - 11,п устройА 1 мультиплексора 5; ства, во втором такте - отрицательсостояния триггера 7, определя- ЗО ное, Тогда за время от момента подачиющего сигнал на адресном входе АЗ на входы 11.1-11.п числа до передмультиплексора 5, т.е, определяющего него фронта второго тактового импулькакое число (максимальное или мини- са на тактовом входе 12 устройствамальное) предстоит записать; на выходе мультиплексора 5 в соотрезультата сравнения модуля числа ветствии с и, 8 таблицы устанавна информационных входах 11.2-11.п 35 ливается нулевой сигнал, которыйустройства, поступающего на первую поступает на вход запрета блока 6группу входов блока 1 сравнения, с записи и блокирует его работу, амодулем числа, поступающего на вто- также через элемент НЕ 10 разблокирурую группу входов этого блока с вы- ет элемент И 9. Второй тактовый имхода коммутатора 4.40пульс поступает на второй вход элеЗначения сигналов на выходе муль- мента И 9, а с выхода этого элемента типлексора 5 в зависимости от перена тактовый вход триггера 7. По печисленных условий приведенытабли- реднему фронту этого импульса тригце.гер 7 переключается в единичное45 сКак видно из таблицы, единичныйсостояние, Единичным сигналом с высигнал на выходе мультиплексора 5 хода триггера 7 у коммутатора 4 отпри определении наибольшего числа крывается второй канал и на вторую(триггер 7 находится в состоянии группу входов блока 1 сравнения понуля) появляется в следующих случаях: 5 О ступает модуль первого числа из речисло на входе устройства больше гистра 3, блок 6 записи подготавличисла в регистре 2 по модулю и оба вается к открытию второго канала и начисла положительные; адресном входе АЗ мультиплексора 5число на входе устройства положи- также устанавливается единица. Тактельное, а число в регистре 2 отрица как число на входе устройства отри 55тельное; цательное, а число, находящееся вчисло на входе устройства меньше регистре 3, положительное, то в соотчисла в регистре 2 по модулю и оба ветствии с и, 16 таблицы на выходечисла отрицательные. мультиплексора 5 с некоторой задерж 1642463кл" на время срабатывания элементовустанавливается единичньп сигнап доокончания второго тактового импульсана входе 12 устройства,Единичный сигнал с выхода мультиплексора 5 через элемент НЕ 10 блокирует элемент И 9 и прекращает поступление импульса на тактовый входтриггера 7 Этот же сигнал, поступаяна вход запрета блока 6 записи, разрешает прохождение тактового импульса с входа 12 устройства через информационный вход блока 6 записи наего выход второго канала и на тактовьп вход регистра 3. По заднему фронту импульса на тактовом входе регистра 3 второе число переписывается внего и поступает через открытый второй канал коммутатора 4 на вторуюгруппу входов блока 1 сравнения, Таккак знаки и модули чисел, находящихся .на входе 11.1-11.п устройства и врегистре 3, становятся равными, навыходе мультиплексора 5 в соответствии с и, 13 таблицы устанавливаетсянулевой сигнал.Пусть в третьем такте работы навходы 11.1-11,п поступает положительное число, большее, чем число, поступившее в первом такте работы.Так как во втором такте работы триггер 7 остался в единичном состоянии,то на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 поступает единица из перваго разряда регистра 3, а на первый - ноль с входа 11.1, т,е. числона входе заведомо больше числа врегистре 3, и в соответствии с п,13таблицы на выходе мультиплексора 5, 40аналогично описанному, до приходатретьего тактового импульса устанавливается нулевой сигнал и разрешаетпрохождение третьего тактового импульса на тактовый вход триггера 7 45через элемент И 9. По переднему фронту этого импульса триггер 7 устанавливается в нулевое состояние и вследствие этого на вторую группу входовблока 1 сравнения поступает модульчисла из регистра 2, а на второй входэлемента ИЦЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ - ноль -знак этого числа. Так как числона Входе устройства положительное,то на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ появляется нулевой сигнал, а навыходе мультиплексора 5 в соответствии с п, 3 таблицы - единичный.Вследствие того, что модуль числа на втором входе блока 1 сравнения больше, чем на первом, на выходе этогоблока сравнения. АВ формируетсяединичный сигнал, который через открытьп первьп канал. мультиплексора 5проходит на его выход и снимает блокировку с входа запрета блока 6 записи. Импульс с тактового входа 12 устройства проходит через открытьп первый канал блока 6 записи и своим задним фронтом записывает в регистр 2число, поступившее в третьем тактеработы.Пусть в четвертом такте поступаетна входы 11,1-11,п устройства положительное число, большее числа, поступившего в третьем такте. Тогда,так как триггер 7 остался в нулевомсостоянии в предыдущем такте работы,после появления числа на входах 11.111,п в соответствии с п. 3 таблицы навыходе мультиплексора 5 устанавливается единица и блокирует поступление тактового сигнала на вход триггера 7, который не изменяет своего состояния в данном такте работы, Тактовьп импульс поступает через открытыйпервый канал блока 6 записи на тактовый вход регистра 2, и по его заднемуфронту в регистр 2 записывается новоечисло,При совладении состояния триггера, определяющего режим выбора экстремального числа (нулевое состояние -выбор максимального числа, единичное - выбор минимального числа), споступлением на входы 111-11.пустройства соответствующего экстре,мального числа(как описано на примере работы устройства в четвертом,такте) переключения триггера 7 впротивоположное состояние не происходит, так как, если поступившеечисло оказалось, например, максимальным, анализировать это число напредмет выявления минимального числанет необходимости,Временная диаграмма сигналов наинформационных входах 11.1-11.п итактовом входе 12 устройства, а такжена выкодах мультиплексоров 5, блока6 записи, триггера 7 и элементов И 9и ИЛИ 10 при работе во втором, третьем и четвертом тактах приведенана Фиг, 2,Дальнейшая работа устройства ана1логична описанной выпе.Таким образом, устройство для определения экстремальных чисел позволяет определять одновременно максимальное и минимальное числа из последовательно поступающих на вход устройства чисел с учетом их знака,Кроме того, устройство обеспечивает возможность определения экстремальных чисел по .модулю, Для этого необходимо на вход 11,1 знака устройства подать н течение цикла работы постоянньп уровень нуля, либо единицы, В первом случае в регистре 2 будет выделяться максимальное, а в регистре 3 - минимальное по модулю число, во втором случае - наоборот. 1 О 15 Формула из обретения 20 25 30 35 40 45 50 1, Устройство для определения экстремальных чисел, содержащее два регистра, коммутатор, блок сравнения и триггер, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, информационные выходы которого подключены к входам первой группы блока сравнения, входы второй группы которого соединены с информационными входами первого и второго регистров, выходы разрядов которых соединены соответственно с информационными входами первой и второй групп коммутатора и являются соответственно выходами максимального и минимального числа устройства, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей путем определения экстремальных чисел с учетом их абсолютной величины и знака, в него введены мультиплексор, блок записи, элемент ИСКЛЮЧА 10- ЩЕЕ ИЛИ, элемент И, элемент НЕ, причем информационные входы первого регистра являются входами числа устройства, вход знака .числа устройства подключен к входам знака первого и второго регистров, первому управляющему входу мультиплексора и первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен со знаковым выходом коммутатора, а выход - с вторым управляющим входом мультиплексара, третий управляющий вход которого подключен к выходу триггера и адресному входу блока записи, вход запрета каторага соединен с выходом мультиплексора и через элемент НЕ с первым входом элемента И, ныхоц которого соединен са счетным входом триггера, а второй нхад является тактовым входом устройства и соединен с информационным входом блока записи, первьп и второй выходы которого соединены соответственна с тактовыми входами первого и второго регистров, выход "Бальп 1 е" блока сравнения соединен с первым и вторым инфармационньпп входами мультиплексора, третий и четвертьп информационные входы11 и которого соединены с выходом Меньше блока сравнения, входы логического нуля и логической единицы устройства соединены соответственно с пятым, шестым, седьмым и восьмым информационными вхадамп мультиплексора.2, Устройство па и. 1, а т л и. - ч а ю щ е е с я тем, что блок записи содержит триггер, с первого по третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ и элемент НЕ, причем первые входы первого, второго и третьего элементов И соединены между собой и подключены к информационному входу блока, нтарай вход первого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента И и подключен к входу запрета блока, третий вход третьего элемента И подключен к адрес- ному входу блока и через элемент НЕ соединен с третьим входом первого элемента И, прямой выход триггера соединен с четвертыми входами первого и третьего элементов И, а инверсный выход триггера подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен са счетным входам триггера и с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы первого и третьего элементов И соединены соответственно с нторьвж входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами блока записи,1642463 12 Составитель В. Ко Техред С,Мигунова Корректор И.Сегляни ни дакто ЗаказВНИИПИ СССР ар твенного 113035, роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,1 М 118 Юп г г г 4 Тираж 402 Подписное комитета по изобретениям и открьггиям п Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5