Устройство для обработки массивов чисел

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 14 б 06 Г 7/06 Б ЛЬСТВУ ЛЯ ОБРАБО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И А ВТОРСКОМУ СВИ(54) УСТРОЙСТВО Д ТКИ МАССИВОВ ЧИСЕЛ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться при построении систем сбора и обработки информации, представленной массивами чисел, например, в цифровых устройствах обработки изображений. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет выполнения операции объединения, пересечения и дополнения над 1.-множествами, Устройство содержит регистр 8, реверсивный,ЯО 1481739 счетчик 9, блок памяти 12, блок логической обработки 13, элементы задержки0 и 1 1, элемент И 14, группу элементов И 15. Блок логической обработки содержит информационные регистры, элементы И, элемент ИЛИ, коммутатор, элементы И - НЕ. Работа устройства основана на записи в ЗУ единичных признаков наличия конкретного числа в каждом из вводимых массивов по адресу, задаваемому с выхода счетчика, используемого как регистр. Восстановление чисел производится выделением соответствующих стробовых сигналов, осушествляемым за счет фиксации начала отсчета и исключения из серии тактовых импульсов тех по порядку импульсов, чис,а которых в массиве при записи не присутствовали. Значение чисел массива восстанавливается из линейно нарастающих или убываю 1 цих кодов, выделяемых н а вь ходах счетчика. Блок логической обработки вводит дополнительные ограничения на вывод чисел. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.3Изобретение относится к области вычислительной техники и может использоваться при построении систем сбора и обработки информации, представленной числовыми массивами, например, в цифровых устройствах обработки изображений.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет выполнения операций объединения, пересечения и дополнения над 1,-множествами.На фиг. 1 дана схема устройства для обработки массивов чисел; на фиг. 2 - схема блока логической обработки; на фиг. 3 - графическое изображение операции над двумя множествами.Устройство для обработки массивов чисел (фиг. 1) содержит входы 1 - 1 - 1 - 3 записи режимов устройства, входы 2 - 1 - 2 - (1.+1) задания режимов устройства, обеспечивающие возможность изменения функций, вход 3 записи режима работы блока памяти, позволяющий устанавливать его в режим записи любого из . массивов и его перевод в режим вывода информации, вход 4 записи чисел массива, вход 5 управления режимом вывода в порядке нарастания или убывания чисел, информационные входы 6 - 1 - 6 - М, тактовый вход 7, регистр 8, реверсивный счетчик 9, элементы 10 и 11 задержки, блок 12 памяти, блок 13 логической обработки, элемент И 14, группу из 1. элементов И 15 - 1 - 15 - 1., стробирующий (1. +1) -й выход 16, стробирующие выходы 17, с первого по .-й информационные выходы 18 - 1 - 18 - М.Блок 13 логической обработки содержит входы Запись регистров 19 - 1 - 19 - 3, входы 20 - 1 - 20 - (1.+1) задания режимов блока, входы 21 - 1 - 21 - 1., информационные регистры 22 - 1 - 22 - 3 элементы И 23 - 1 - 23 - 1. и 24 - 1 - 24 - 1 элемент ИЛИ 25, элемент И 26, коммутатор 27, элементы И - НЕ 28 - 1, 28 - 2, 28 - 3, выходы 29 - -1, 29 - 2, 29 - 3 соответственно реализации функций ИЛИ либо ИЛИ - НЕ, И либо И - НЕ и выделения одного из записанных в блоке 12 массивов.Устройство для обработки массивов чисел работает следующим образом.Регистр 8 служит для задания режима работы блока 12 памяти в соответствии с табл. 2.Изменение режимов работы процессора производится записью требуемого кода в регистр 8.Реверсивный счетчик 9 используется в качестве буфферного регистра при вводе массивов в процессор и в качестве развертывающего и восстанавливающего числа массивов устройства при выводе информации.Элементы 10 и 11 задержки предназначены для согласования во времени внутренних сигналов устройства. 5 10 15 2 О 25 30 35 4 О 45 50 55 4Элементы И 14 и 15 в 1 15 - Е предназначены для получения стробируюших сигналов, с помощью которых осуществляется выборка результатов обработки из нарастающей или убывающей последовательности кодовых сигналов с выходов счетчика 9 в режиме вывода.Пусть, например, требуется в одно внешнее устройство ввести в порядке возрастания 1-й инверсный упорядоченный массив, а в последующие 1 устройств в порядке возрастания - упорядоченные массивы, начиная с 1-го по 1,-ый.В таком случае реверсивный счетчик 9 устанавливается единичным потенциалом в режим суммирования и нулевое начальное состояние (по цепи сброс) и в соответствии с табл. 1 обеспечивается следующий вариант установки кодов регистров: 22 - 1 - 0000001, 22 - 2 - 0000. 001, 22 - 3 - 0001001,С подачей тактовых импульсов на вход 7 реверсивный счетчик 9 обеспечивает линейное считывание записанных в блок 12 единичных признаков наличия чисел в ранее вводимых массивах. В том случае, если при записи массива число присутствовало на выходе блока 12, устанавливается логическая единица, если же нет - логический нуль.Таким образом, на выходах 18 - 1 - 18 - й устройства выделяется линейно нарастающая последогательность возможных вариантов У разрядных кодов, а на выходах блока 12 выделяется информация о присутствии каждого числа в ранее вводимом массиве, что позволяет получить из последовательности тактовых импульсов на входе 7 соответствующий стробирующий сигнал на выходах элементов И 15 - 1 - 15 - 1., с помощью которого можно осуществить восстановление из кодов на выходе счетчика 9 каждого из чисел. Это реализуется на входных регистрах внешних для процессора устройств, в которые в соответствии со стробирующими сигналами записываются выходные коды счетчика 9.Так как на выходах блока 13 в соответствии с табл. 1 выделяются следующие значения: 29 - 1 - 1; 29 - 2 - 1;29 - 3 - Хь то на выходе 16 стробирующие сигналы появятся в соответствии с изме. нением инверсного значения единичных признаков последовательности, записанной ранее в блок памяти.При подаче выходного 16 стробирующего сигнала на вход Запись, например, входного регистра внешнего устройства на 0- триггерах, информационные входы которого подключены к информационным выходам 8 - 1 - 18 - % устройства так же, как и в предыдущем случае, происходит восстановление чисел массива по стробирующим сигналам,Аналогично можно рассмотреть работу устройства при реализации функций, при 1481739при А=Аг=1; 1а 1 Ла 2=0 при любом другомслучае; 0 1 У=А БА г= а 3 ЛЙгз= а ( (аг 1=0 аЛагг= 0 Формула изобретения 55 веденных в табл, 1. Необходимо лишь учитывать, что с выходов Уь Уг, Уз вводятся соответствующие ограничения на прохожде-, ние через элемент ИЛИ строб ирующих сигналов, а также ряда производных от приведенных в табл. 1 операций над множествами чисел, представленных введенными в устройство массивами, например операций над двумя множествами, приведенными на фиг. 3.Пусть необходимо найти дополнение к полному множеству В (соответствует всем возможным разрядным числам, а в блоке 12 - всем единицам 111111) выражения А,ПАг, что можно записать у=АЯЧг (фиг. 3).В соответствии с табл, 1 в регистры блока 13 необходимо записать в Рб 22 - 3 - (000001), в Рб 28 - 1 - (000001), (т. е. на выходе 29 - 1 устанавливается логическая единица), в Рб 22 в 2 (110001), что соответствует подаче на входы элемента И 26 последовательности единичных признаков из блоков памяти и реализации инверсии результатов выполнения операции И над единичными признаками массивов А и Аг, введенных ранее в блоки памяти.В результате выполнения операции И - НЕ над всеми числами массива реализует: ся требуемая операция; Результаты выполнения операций И - НЕ над единичными признаками чиеел первого А и второго Аг массивов используются для введения ограничения на прохождение стробирующих сигналов. Аналогично рассмотренному на входных регистрах последующих устройств производится восстановление чисел.Такая же операция может быть реализована и для большего числа массивов, что реализуется введением соответствующих (табл. 1) кодов в необходимые регистры 22.Можно также показать реализацию дру. гих операций над множествами А, Аг (фиг. 3), задаваемыми числовыми массивами, а также объединения двух, трех или 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 более множеств, их пересечения, а также дополнений к этим операциям. При введении результатов выполнения таких операций в качестве дополнительных массивов в устройстве могут быть реализованы любые операции над Е множествами чисел.При переводе счетчика 9 из режима суммирования в режим вычитания можно реализовать вывод результатов выполнения операций над множествами в порядке убывания чисел, а при использовании счетчика 9 в режиме вывода в качестве буфферного регистра можно осуществить вывод чисел не по линейному, а по произвольному закону.Рассмотрим (фиг. 2) работу блока 13 логической обработки. В табл. 1,8 дан перечень операций, которые выполняет блок 13, при подаче на его входы 211 - 21- - 1. входных сигналов Ль Хг; ХзХ,Ъ,. В табл. 1,5 - 7 представлены состояния выходных сигналов в зависимости от состояния регистров 22 - 1 - 22 - 3 ( 2- - 4) . Изменен е состояний регистров 22 - 1 - 223 одпествляется подачей соответствующего (табл. 1,2 - 4) кода н а входы 20 - 1 -20 - (1 + 1 ) устройства и импульса Запись на входы 19 - 1 - 19 - 3. Выходные кодовые сгналы регистров 22 - 1, 22 - 2 управляют прохождением информационных сигналов с входов 21 в 1 в 21 вчерез элементы И 23 1- 23 - 1. и 24 - 1 - 24 - ., а вь(ходныс сигналы регистра 22 - 3 - прохождснем этих же сигналов через мультиплексор 27. Это позволяет выделить нг выходе элемент ИЛИ 25 любой из выходных сигналов лнулевой потенциал (табл, 1,1), а также с(суцествить операцию ИЛИ над произвольным числом входных сигналов (табл. 1, М 2), а выходе элемента И 26 - нулевой потепцал, любой из входных сигналов (табл. 1,51 или операцию И над произвольным чслом входных сигналов (табл. 1,6), а на выходе элемента И - НЕ любой из входых с назон (табл. 1,9), Так как выходы элеме- тов ИЛИ 25 и И 26 и мультиплексора 27 соединены с выходами 29 - 1, 29 - 2, 29- -3 через управляемые с выходов Е+1- - х регистров 22 - 1, 22 - 2, 22 - 3 элементы И - -11 Е 28, на выходах 29 - 1, 29 - 2, 293, кроме прямых сигналов с выходов элементов ИЛИ 25 и 26 и мультиплексора 27, могут быть получены их инверсные значения (табл, 1,3, 4, 7, 8, 10). В связи с тем, что запись кодов в регистры 22 - 1, 22 - 2, 22 - 3 осуществляется независимо от любых других, кроме описанных факторов, на выходах 29 - 1, 29 - 2, 29 - 3 могут быть получены также возможные комбинации приведенных в табл. 1,5 - 7 операций. 1. Устройство для обработки массивовчисел, содержащее реверс и вный счетч и к, 1481739блок памяти, группу элементов И, причем информационные входы устройства соединены с информационным входом реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с тактовым входом устройства, вход Запись устройства соединен с входом управления записью реверсивного счетчика, выходы разрядов которого соединены с адресными входами блока памяти, выходы которого соединены с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены между собой, выходы элементов И группы являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет выполнения операции объединения, пересечения и дополнения над 1.-множествами, в него введены регистр, блок логической обработки, два элемента задержки и элемент И, причем входы записи режимов устройства соединены с соответствующими входами записи режимов блока логической обработки, входы 20 задания режимов которого соединены с входами задания режима устройства и с информационными входами регистра, выходы разрядов которого соединены с входами блока памяти, вход записи которого через первый элемент задержки соединен с входом Запись устройства, выходы блока памяти подключены к информационным входам блока логической обработки, выходы которого соответственно соединены с первыми тремя входами элемента, И, четвертый вход которого соединен с вторыми входами элементов И группы и через второй элемент задержки соединен с тактовым входом устройства, выходы элементов И группы являются Ь-стробирующими выходами устройства, выход элемента И является (1.+ 1) -м стробирующим выходом устройства, выходы реверсивного счетчика являются информационными выходами устройства.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок логической обработки содержит три (1.+1) -разрядных регистра, первую и вторую группу элементов И по Ь элементов в каждой, 1.-входовые элементы И и ИЛИ, коммутатор и три элемента И - НЕ, причем входы записи режимов блока соединены соответственно с входами Запись первого, второго и третьего регистров, информационные входы которых поразрядно подключены к соответствующим входам задания режимов блока, информационные входы блока соответственно подключены к. первым входам элементов И первой и второй групп и к информационным входам коммутатора, первые 1,-выходов первого и второго регистров подключены к вторым входам элементов И первой и второй групп соответственно, выходы третьего регистра с первого по Е-й соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора, (+1) -е выходы первого, второго и третьего регистров соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего элементов И - НЕ, вторые входы которых соответственно подключены к выходам элемента ИЛИ, элемента И и коммутатора, выходы первой и второй групп элементов И соединены соответственно с входами элемента ИЛИ и элемента И, выходы первого, второго и третьего элементов И - НЕ являются выходами блока логической обработки,хха 1 Хас оЮ Е Хо фо хЩю х хХ Ех Б ффю ох яЦ аоИ 5л а 4 Хсо х о ооО уаЩх фх щоа ою 5фхх фоЭ Цхх хх хоЦох 1сч1сч 1О 1л С 45о 5х оф 11х хЮщ оа хг хоа 4 )х йх цхЦ фо хЯБ Ш фхф %о 1Ц,Д Оа 1 счщч СЧ ЦхоолхсйЕ с 4х 1 о х Й м хх о 51481739 и и о а С й х и и ж о а Э 2ЕЙ Дэ ой ИоЯ Ц 11л Ч 4 лФ с 4 фО 1 Х 1 ХХХХ 1 Х 1 Х 1 Х 1 Х1 Х 11Ю ж й 1 Е йх ж Й с с ао О Е с о о ы х с о х Ю (б сч й4 о дсч ос 4 сс В о Й13сй и с иохо10я хс; млЮ лОЙхсчхЮ йоцаллоФХ Х .С. сл Фо ксох Ю ох а 3 й м1481739 Таблица 2 Режим 000.001 110000 111000 111111 61 Информация на выходах 000000 100000 010000 001000 Вывод чисел из блока 12Ввод чисел первого массиваВвод чисел второго массиваВвод чисел третьего массива Ввод чисел Ь-го массиваВвод чисел одного массива одновременно в первый и второй узлы блока 12Ввод чисел одного массива одновременно в первый, второй и третий узлы блока 12 Ввод чисел одного массива одновременно во все узлы блока 121481739 и Л4 г Составит Техред И Тираж 66 комитета по изоб осква, Ж - 35, Р ский комбинат П ль В. Верес лев Корректо Подписи С. Черн етениям и от ушская на тент, г. Уж Редактор Л. ГратиллоЗаказ 2690/49НИИПИ Государственног113035, МПроизводственно-издател рытиям при ГКНТ СССд, 4/5ород, ул. Гагарина, 10