Устройство для поиска экстремальных чисел

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22)Заявлено 04 . 0 1, 80 (21)2864923/ 18-24с прнсоелиненнем заявки Уевпо делам изобретений . и открытий(71) Заявитель Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЧИСЕЛИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля пара - метров технических объектов в ЭВМ и устройствах информационно-измерительной техники при решении задач оперативной и достоверной обработки информации. Известно устройство для поиска1 О экстремальных значений параметров, содержащее коммутатор опроса разрядов регистров, состоящий из двоичного счетчика и дешифратора, управляемый генератор триггер запуска, разрядФ15 ные элементы И и ИЛИ, регистры записи значений контролируемых параметров, разрядные блоки логики, двухвходовые элементы И, входы которых подключены к выходам коммутатора и разрядных блоков логики, блоки регистрации экстремального значения параметра, и его адрес, позволяющее за цикл работы коммутатора определить параметр, имеющий экстремальное значение и его адрес 1.Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для поиска экстремальных значений, содержащее блок регистров, группу элементов ИЛИ, первую группу элементов НЕ, первую группу элементов И, вторую группу элементов И, блок запуска, блок фиксации значения параметра, блок фиксации адреса,разрядные элементы И и ИЛИ, причем выходы первых разряцов всех регистров непосредственно, а выходы остальных разрядов регистров через первые разрядные элементы И соединены со входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены со входами группы элементов НЕ и информационными входами элементов И первой группы, управляющий вход которого соединен с упр ляющим входом элементов И второ 1 группы и с первым выходом блока запуска, вход3895 4 5 10 13 20 25 30 35 40 45 М М з 88 которого соединен со входом устройства, выходы элементов И первой группы соединены с информационными вхо" дами блока фиксации значения параметра, управляющий вход которого соединен со вторым выходом блока запуска и управляющим входом блока фиксаций адреса, информационные входы которого соединены с.выходами элементов И второй группы, первый выход группы элементов НЕ непосредственно, а остальные - через вторые разрядные элементы И соединены с первыми входами разрядных элементов ИЛИ всех регистров, вторые входы которых, кроме соответствующих первому разряду всех регистров, соединены с выходами соответствующих первых разрядных элементов И, вторые входы разрядных элементов ИЛИ, соответствующих первому разряду Жединены с его выходом непосредственно, выходы разрядных элементов ИЛИ каядого регистра, кроме последнего,.соединены со входами первого и второго разрядных элементов И последующих разрядов, выхоль 1 разрядных элементов ИЛИ последнего разряда . всех регистров соединены с информа-, ционными вхбрами второй группы элементов И Г 2.Недостатками известных устройств является ограниченность функциональных возможносрей, заключающаяся в отсутствии возможности нахождения минимального значения параметра,а также максимальной и минимальной раз" настей.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет определения экстремаль" ных значений чисел и экстремальных разностей.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для поиска"экстремальных .чисел, содержащем триггеры регистр результатов, регистр адреса, регистры параметров, регистры экстремальных значений, группы эле,ментов И, ИЛИ, НЕ, элементы И, ИЛИ,блок вычитания, поразрядные анализаторы, причем прямой и инверсныйвыходы каждого 1 -го разряпа 1 -горегистра параметров,где 1 = 1,21,2 К, и - число разрядов, К - число чисел, соединены с первым и вторым входами соответственно 1 -го поразрядного анализа-. тора-го разряда, вход запуска устройства подключен ко входу установки в единичное состояние первого триггера, прямой выход которогосоединен с первым входом первогоэлемента И, выход которого подключен ко входу установки,в единичноесостояние второго триггера, прямойвыход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен ко входу установкив .единичное состояние третьего триггера, первый выход 1 "го поразрядного анализатора К-го разряда соединен с третьим входом 1-го разрядного анализатора (К+1)-го разряда,где К = 1,2.(и), выход каждого 1-го поразрядного анализаторап-го разряда подключен к 1-му входурегистра адреса, каждый 1-ый вьходкоторого соединен с первым входом-го элемента И первой группы, выход каждого из которых подключенк -,му входу регистра результата,1-ый выход которого соединен с четвертыми входами )-ых поразрядныханализаторов, вторые выходы поразрядных анализаторов 1-ых разрядовподключены ко входам 1-ых элементовИЛИ группы, выход каждого из которыхсоединен с первым входом 1-го элемента И второй группы и через 1-ыйэлемент НЕ - с пятыми входами поразрядных анализаторов 1-ых разрядов,выход каждого 1-го элемента И второй группы подключен ко входу 1-горазряда первого регистра экстремумов, каждый 1-ый выход которогосоединен с первым входом 1-го элемента И третьей группы, выход каждого из которых подключен ко входу1-го разряда второго регистра экстремумов, каждый 1-ый выход которогоподключен к первому входу 1-гоэлемента И четвертой группы, выходкаждого из которых соединен со вхо-.дом 1-го разряда третьего регистраэкстремумов, выходы регистров экстремумов подключены ко входам блока вычитания, выходы регистра адреса соединены со входами первого элемента1 ЛИ, выход которого подключен ко вто 9 ым входам первого и второго элементов И и к первому входу третьегоэлемента И и к первому входу четвертого элемента И, выход третьего элемента И соединен со входами установки в нулевое состояние триггеров,прямые выходйкоторйх подключены ко зходам второго элемента ИЛИ,выход которого соединен со вторыми входамиэлементов И первой группы и с первымивходами поразрядных анализаторов,прямой выход первого триггера подключен к первым входам пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятогоэлементов И, а инверсный выход - кпервому входу десятого элемента И,выход которого соединен со входамиуправления регистра результата и регистров экстремумов, прямой выходвторого триггера подключен ко вторымвходам восьмого и девятого. элементовИ, выходы которых соединены со вторыми входами элементов И третьей ичетвертой групп элементов соответственно, инверсный выход второго. триггера подключен ко вторым входампятого и шестого элементов И, выходпятого элемента И соединен со вторыми входами элементов И второй груп -пы,прямой выход третьего триггераподключен к третьему входу девятогоэлемента И,а его инверсный выход - ктретьим входам пятого и восьмогоэлементов И и ко второму входу седьмого элемента И, выход которого соединен с седьмыми входами поразрядныханализаторов, выход шестого элемента И подключен к восьмым входампоразрядных анализаторов,Кроме того, каждый поразрядныйанализатор содержит элементы И, ИЛИ,причем первый и второй входы поразрядных анализаторов соединены с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключеныко входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и ко второму выходу поразрядного анализатора, выходвторого элемента ИЛИ соединен с первым выходом поразрядного анализатора, третий вход поразрядного анализатора подключен ко второму входу третьего элемента И к первому входу четвертого элемента И,выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ,четвертый вход поразрядногоанализатора подключен ко вторым входам первого и второго элементов И,пятый и шестой входы поразрядногоанализатора соединены с вторым итретьим входами соответственно четвертого элемента И, седьмой и восьмой входы поразрядного анализатораподключены к третьим входам первогои второго элементов И,На фиг, приведена структурнаясхема устройства; на фиг.2 - то же,разрядного анализатора.Устройство содержит триггеры 1-3,регистр 4 результатов, регистр 5 адреса, регистры 6, 6 61 параметров, регистры 7-9 экстремальныхзначений, группы элементов И 101 О, 1 О; 11,11 11 12 1 Ф 2 2, 13 13 131, элементы И 14-21, группу элементовИЛИ 22,2222,элементы ИЛИ 23и 24, элементы НЕ 25 2525,фэлементы И 26 и 27, блок 28 вычитания, разрядные анализаторы 3129 2929 29 к, каждый из которых содержит элемент ИЛИ 30, элементыИ 31 и 32, элементы ИЛИ 33, элементыИ 34 и 35.Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии триггеры1-3 регистров находятся в нулевыхсостояниях. Элементы И 14-16 закрыты нулевыми потенциалами с прямыхвыходов триггеров 1-3, ЭлементыИ 20 и 21 закрыты нулевыми потенциалами с прямых выходов триггеров 1 и2, На вторых информационных выходах 36разрядных анализаторов присутствуютпотенциалы логического нуля, таккак элементы И 32 закрыты нулевым потенциалом с управляющего выхода второго элемента ИЛИ 24,а элементы И 31 33 закрыты нулевыми потенциалами свыходов элементов ИЛИ 30. До прихода импульса "Запуск" в регистры6 записи значений параметров записываются значения параметров. С прифф,ходом импульса "Запуск" триггер 1переходит в единичное состояние ина выходе элемента И 20 появляетсяединичный потенциал, который,прикладываясь к первым управляющим входам 4 э разрядных анализаторов 29, вызываетоткрывание разрядных элементов ИЛИ 30,и на выходах этих элементов появляются значения параметров, запи-.санных в регистрах 6.1 Также единичный потенциал с прямого выхода триггера 1 открываетэлемент ИЛИ 24 и элемент И 14. Единичные потенциалы с выходов элементов ИЛИ 24 и И 14 подготовят разрядные элементы И 32 разрядных анализаторов 29 и первую группу элементовИ 10 соответственно к срабатыванию.На выходах разрядных элементовИЛИ 33 первых разрядных анализаторов9 15 20 23 ЗО Ээ 29 появляются логические потенциалы в зависимости от значений параметров, зафиксированных в регистрах 6 записи значений параметров.Первый элемент ИЛИ,22 первой группы позволяет определить экстремальное значение параметра в первом разряде, которое инвертируется лервым элементом НЕ 25 первой группы и прикладывается на входы разрядных элементов И 32 разрядных анализаторов 29 первого разряда. Сигналы с выходов разрядных элементов ИЛИ 33 первого разряда поступают на входы разрядных элементов И 31 и 32 разрядных анализаторов 29 второго разряда, Второй элемента ИЛИ 22 первой группы позволяет определить экстремальное значение параметра во втором разряце.Поскольку на выходах разрядных элементов И 31 разрядных анализаторов 29 присутствуют нулевые потенциалы, так как вторые триггера регистров 6 записи значений параметров находятся в нулевых состояниях, то на выходе второго элемента НЕ 25 первой группы присутствует потенциал логической единицы. Этот лов тенциал открывает элементы И 32 разрядных анализаторов 29 и на выходе элементов ИЛИ 33 разрядных анализаторов 29 присутствуют потенциалы логической единицы. Этими сигналами опрашиваются разрядные элементы И 31 разрядных анализаторов 29 третьего разряда. На выходах разрядных элементов ИЛИ 33 третьего разряда устанавливаются потенциалыРг,1=Рр, = 1 Р, = О Рг, 1=О Р,у = О Рг,6 = О Р = 1 Рг,р= О.Таким образом, третий, четвертый, . пятый, шестой и восьмой регистры 6 записи значений параметров из последующего анализа исключаются. Сигналами Р 1 , Р Г и Р 1" опрашиваются, разрядные элементы И 31 разрядных анализаторов 29 четвертого разряда. На выходе разрядных элементов ИЛИ 33 разрядных анализаторов 29 четвертого разряда устанавливаются потенциалыРу =Р О Р л. = О Р =ОТаким образом, исключены все регистры, кроме первого, в котором записано экстремальное (максимальное) значение. Сигнал с выхода разрядного элемента И 1 П 33 четвертого раэряда разрядного анализатора 29 первого регистра 6 записи значений параметров, пройдя через остальные разрядные анализаторы 29 вызывает переключениепервого триггера в регистре 5 фиксации адреса, Появление единичного потенциала на выходе регистра 5 фик- сации адреса вызывает открывание первого элемента И 13 четвертой группы, единичный потенциал с выхода которого переводит триггер регистра 4 фикса 1 3ции результатов сравнения в ециничное состояние и с его инверс,ого выхода снимает потенциал логического нуля, который закрывает элементы ИЛИ 30 разрядных анализаторов 29 первого регистра 6 записи значений параметров.Одновременно с записью в регистр 4 фиксации результатов единичного потенциала открывается первый элемент ИЛИ 23 управления опросом регистров 6 записи значений параметров и потенциал логической единицы с его выхода через элемент И 17 управления опросом регистров 6 записи значений параметров, переводит триггер 2 управления спросом регистров 6 записи значений параметров в единичное состояние, Одновременно с переключением триггера 2 управления опросом регистров 6 записи значений параметров,единичный потенциал с выхода элемента ИЛИ 23 управления опросом регистров 6 записи значений параметров, через элемент НЕ 27 управления регистром фиксации адреса 5, вызывает пеоеключение регистра 5 фиксации адреса в нулевое состояние. Таким образом, после первого цикла опроса регистр, в котором записано экстремальное значение параметра, в последуюших циклах не участвует Это экстремальное значение параметра записывается в регистр 7 записи экстремального (максимального) значения параметра, Переключившись, триггер 2 управления опросом регистров записи значений параметров своим единичным потенциалом закрывает элемент И 20 управления опросом регистров записи значений параметров и элемент И 14 управления записью в регистр записи максимального значения. Одновременно этим же потенциалом открываются элемент И 21 управления опросом регистров записи значений параметров и .элемент И 15 управле9 8 ния записью в регистр записи минимального значения параметра.Единичный потенциал с выхода элемента И 21 управления опросом регистров записи значений параметров поступает на вторые управляющие входы разрядных анализаторов 29 и на выходах разрядных элементов ИЛИ 30 появляются инверсные значения параметров, записанные в регистрах 6 записи значений параметров. Работа устройства при подключении инверсных разрядов триггеров регистров 6 записи значений параметров аналогична описанной. Найденное экстремальное (минимальное) значение подается в блок 28 вычитания, где и определяется максимальная разность. После переключения триггера 3 управления опросом регистров записи значений параметров устройство определяет еще одно экстремальное (первое после минимального) значение, которое подается в блок 28 вычитания, где и определяется минимальная разность. После появления единичного потенциала на выходе элемента ИЛИ 23 управления Опросом регистров записи значений параметров, открываетсяэлемент И 18, управление опросом регистров записи значений параметров и единичный потенциал с его выходапоступает на входы установки в нулевое состояние 1-3 управления опросом регистров записи значений параметров и переводит их в нулевое 1состояние.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обрабатывать весьмассив информации за три цикла иустанавливать экстремапьные значенияпараметров, а также максимальную иминимальную разности, что значительно расширяет функциональные возможности устройства и может быть использовано в системах автоматическогоконтроля технологического процесса для целей предварительной обработки информации. 83895 О блок вычитания, поразрядные анализаФормула изобретения 1. Устройство для поиска экстремальных чисел, содержащее триггеры, регистр результатов, регистр адре - са, регистры параметров, регистры экстремальных значений, группы элементов И, ИЛИ, НЕ, элементы И, ИЛИ,торы, причем прямой и инверсный выходы каждого 1-го разряда 1-го регистра параметров,где 1=1,2п,1,2 К, и - число разрядов, К - число чисел, соединены с первым и вторым входами соответственно 1-го поразрядного анализатора 1-го разряда, вход запуска устройства подключен ко входу установки в единичное состояние первого триггеРа, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен ко входу установки в единичное состояние второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен ко входу установки в единичное состояние третьего триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет определения экстремальных значений чисел и их экстремальных разностей, в немпервый выход 1-го поразрядного анализатора К-го разряда соединен стретьим входом 1-го поразрядногоанализатора К+1)-го разряда, гдеК 1 2, и), выход каждого1-го поразрядного анализатора и-горазряда подключения к 1-му входурегистра адреса, каждый -ый выход которого соединен с первым входом 1-го элемента И первой группы, ЭЗвыход каждого из которых подключенк 1-му входу, регистра результата,1-ый выход которого соединен с четвертыми входами 1-ых поразрядных 40анализаторов, вторые выходы поразрядных анализаторов 1-ых разрядовподключены ко входам 1-ых элементов ИЛИ группы, выход каждого иэкоторых соединен с первым входом1-го элемента И второй группы и через 1 - ый элемент НЕ - с пятыми входами поразрядных анализаторов 1-ых.разрядов, выход каждого 1-го элемента И второй группы подключен ковходу 1-го разряда первого регистф ра экстремумов, каждый 1-ый выходкоторого соединен с первым входом1-го элемента И третьей группы, выход каждого иэ которых подключен ковходу -го разряда второго регистра фф экстремумов, каждый 1-ый выход которого подключен к первому входу 1-гоэлемента И четвертой группы, выходкаждого из которых соединен со вхо 88389535 дом 1-го разряда третьего регистраэкстремумов, выходы регистров экстремумов подключены ко входам блокавычитания, выходы регистра адресасоединены со входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключенко вторым входам первого и второгоэлементов И и к первому входу третьего элемента И и к первому входу четвертого элемента И, выход третьегоэлемента И соединен со входами установки .в нулевое состояние триггеров,прямые выходы которых подключены ковходам второго элемента ИЛИ, выходкоторого соединен со вторыми входами элементов И первой группы и с первыми входами поразрядных анализаторов прямой выход первого триггераподключен к первым входам пятого,.шестого, седьмого, восьмого и девятого элементов И, а инверсный выход - к первому входу десятого элемента И, выход которого соединен совходами управления регистра результата и регистров экстремумов, прямойвыход второго триггера подключенко вторым входам восьмогс и .девятого элементов И, выходы которых соединены со вторыми входами элементовИ третьей и четвертой групп элементов соответствеино, инверсный выходвторого триггера подключен ко вторым входам пятого и шестого элементовИ, выход пятого элемента И соединенсо вторыми входами элементов И второй группы, прямой :выход третьеготриггера подключен к третьему входудевятого элемента И, а его инверсныйвыход - к третьим входам пятого ивосьмого элементов И и ко второмувходу седьмого элемента И, выход которого соединен с седьмыми входами поразрядных анализаторов, выход шестого элемента И подключен к восьмымвходам поразрядных анализаторов. 2. Устройство по п.1,о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем каждьй поразрядный анализатор содержит элементы И, ИЛИ, причем первый и второй входы поразрядных анализаторов соединены с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены ко входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и ко второму выходу поразрядного анализатора, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым выходом поразрядного анализатора, третий вход поразрядного анализатора подключен ко второму входу третьего элемента И к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, четвертый вход поразрядного анализатора подключен ко вторым входам первого и второго элементов И, пятый и шестой входы поразрядного анализаторасоединены с вторым и третьим входами соответственно четвертого элемента И, седьмой и восьмой входы поразрядного анализатора подключены к третьим входам первого и второго элементов И.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 11- 534762, кл. 6 06 Г 7/02, 1975.2, Авторское свидетельство СССР ,9 525083, кл. 6 06 Г 7/04, 1975 (прототип).883895232/ 13Заказ 48 Подсное иал ППП "Патент", город,ул.Проектная,4 г