Устройство для сравнения чисел в системе остаточных классов

Устройство для сравнения чисел в системе остаточных классов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ В СИСТЕМЕ ОСТАТОЧНЫХ КЛАССОВ, содержащее первый и второй входные регистры, состоящие из п подрегистров , где п - число оснований системы остаточных классов (СОК), первый и второй блоки хранения констант нулевиэации по п-му основанию, первый и второй сумматоры, первую и вторую группы сумматоров по N сумматоров в каждой, где N. , где Р; - i-e основание СОК, схему сравнения, первую, вторую, третью, четвертую, пятую и шестую группы элементов И, первую и вторую группы элементов ИЛИ, первый и второй выходные регистры, причем входы первого и второго чисел устройства подключены к информационным входам элементов И соответственно первой и второй групп и являются входами соответственно первого и второго входных регистров, выходы которых подключены к первым группам входов соответственно первого и второго сумматоров, выходы п-х подрегистров первого и второго входных регистров соединехы с адресными входами соответственно первого и второго блоков хранения констант нулевизации по п-му основанию, выходы которых подключены к вторым группам входов соответственно первого и второго сумматоров , выходы которых подключены к первым входам сумматоров соответственно первой и второй групп, вторые входы которых соответственно попарно объединены и являются группой входов констант устройства, а выходы подключены соответственно к первой и второй группам входов схемы сравнения, первые входы элементов И третьей и четвертой, пятой и шестой групп соответственно попарно объединены и подключены соответственно к выходам элементов И первой и второй групп, выходы элементов И третьей и шестой, четвертой и пятой групп подключены попарно к входам соответствующих элементов ИЛИ первой и второй групп, выходы которых подключены к соответствующим входам соответственно первого и второго выходных регистров, выходы которых являются соответственно выходами (Л максимального и минимального чисел устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет сравнения чисел в отрицательном диапазоне, в него введены сумматор |ПО модулю два, с первого по пятнадцатый элементы И, элемент НЕ, элемент запрета, первый, второй и третий элементы ИЛИ, причем выход одинакового разряда первого входного регистра подключен к первым входам сумматора по модулю два, первого и второго элементов И, выход знакового разряда второго входного регистра соединен с первым входом третьего элемента И и вторыми входами второго элемента И и сумматора по модулю два, вdкoд которого подключен к вторым входам первого и третьего элементов И и через элемент НЕ к информационному входу элемента запрета, управляюйий вход которого псщключен к выходу второго элемента И и первьм входам четвертого, пятого .и шестого элементов И, выход третьего элемента И соединен с первьми входами седьмо- , го, восьмого и девятого элементов И,

СОЮЗ С08ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИН ((9) ® (Ш

3(59 С 06 F 7 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3618356/24-24 (22) 11. 07.83 (46) 30. 10. 84. Бюл. 9 40 (72.) В ° A. Краснобаев и Л.Г. Трусей (53) 681.325.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 608155, кл. С 06 F 7/04, 1976.

2.. Авторское свидетельство СССР

Р 1037244, кл.- С 06 F 7/04, 1983 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ

ЧИСЕЛ В СИСТЕМЕ ОСТАТОЧНЫХ КЛАССОВ, содержащее первый и второй входные регистры, состоящие из и подрегистров, где n — число оснований систе- . мы остаточных классов (СОК), первый и второй блоки хранения констант нулевизации по и-му основанию, первый и второй сумматоры, первую и вторую группы сумматоров по Н сумматоров в каждой, где N=;tl Р, где P; — i-e основание СОК, схему сравнения, первую, вторую, третью, четвертую, пятую и шестую группы элементов И, первую и вторую группы элементов ИЛИ, первый и второй выходные регистры, причем входы первого и второго чисел устройства подключены к информационным входам элементов И соответственно первой и второй групп и являются входами соответственно первого и второго входных регистров, выходы которых подключены к первым группам входов соответственно первого и второго сумматоров, выходы и-х подрегистров первого и второго входных регистров соединены с адресными входами соответственно первого и второго блоков хранения констант нулевизации по и-му основанию, выходы которых подключены к вторыми группам входов соответственно первого и второго сумматоров, выходы которых подключены к .первым входам сумматоров соответственно первой и второй групп, вторые входы которых соответственно попарно объединены и являются группой входов констант устройства, а выходы подключены соответственно к первой и второй группам входов схемы сравнения, первые входы элементов

И третьей и четвертой, пятой и шестой групп соответственно попарно объединены и подключены соответственно к выходам элементов И первой и второй групп, выходы элементов И третьей и шестой, четвертой и пятой групп подключены попарно к входам соответствующих элементов ИЛИ первой и второй групп, выходы которых подключены к соответствующим входам соответственно первого и второго выходных регистров, выходы которых являются соответственно выходами максимального и минимального чисел устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет сравнения чисел в отрицательном диапазоне, в него введены сумматор по модулю два, с первого по пятнадцатый элементы И, элемент НЕ, элемент запрета, первый, второй и третий элементы ИЛИ, причем выход одинакового разряда первого входного регистра подключен к первым входам сумматора по модулю два, первого и второго элементов И, выход знакового разряда второго входного регистра соединен с первым входом третьего элемента И и вторыми входами второго элемента И и сумматора по модулю два, выход которого подключен к вторым входам первого и третьего элементов

И и через элемент НЕ к информационному входу элемента запрета, управляющий вход которого подключен к выходу второго элемента И и первьм входам четвертого, пятого и шестого элементов И, выход третьего элемента

И соединен с первьми входами седьмо-, го, восьмого и девятого элементов И, 1121670

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения чисел

40 в системе остаточных классов, содержащее первый и второй входные регистры, состоящие из и подрегистров, где вь<од элемента запрета подключен к. первым входам десятого, одиннадцатого и двенадцатого элементов И, а выход первого элемента И вЂ” к первым входам тринадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого элементов И, вторые входы четвертого, седьмого, десятого и тринадцатого элементов И соединены с выходом "Равно" схемы сравнения, выход "Больше" которой подключен к вторым входам пятого, восьмого, одиннадцатого и четырнадцатого элементов И, а выход "Меньше" — к вторым входам шестого, девятого, двенадцатого и пятнадцатого элементов И, выходы четвертого и десятого элеменИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для обработки данных в схемах автоматики и ЭВМ, работающих в системе остаточных классов (СОК) .

Известно устройство для сравнения чисел в системе остаточных классов, содержащее два блока преобразования, каждый из которых содержит регистр, сумматор, узел деления, группы элементов H, Hsm Ц .

Недостатком устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности .является устройство для сравнения чисел в системе остаточных классов, содержащее первый и второй входные регистры, состоящие из п подрегистров, входы которых являются входами первого и второго чисел соответственно, первый и второй сумматоры, первую и вторую группы элементов ИЛИ, схему сравнения, первую и вторую группы элементов И, причем первые входы первого

ia второго сумматоров подключены соответственно к выходам первого и второго входных регистров. Кроме того, устройство содержит первую и, вторую группы no N MM T o (N=,П Р;, п количество оснований системй остаточных классов, P; - основание), третью., четвертую, пятую и шестую группы элементов И, первый и второй выходные регистры, первый и второй блоки хранения констант нулевизации по пму основанию, адресные входы которых подключены к выходам и-х подрегистров соответственно, первого и второго входных регистров, а выходы подключены к вторым входам соответственно первого и второго сумматоров, выходы которых подключены со5

ЧО

Ч5

30 тов И подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами элементов И первой и второй групп, выходы шестого, седьмого, восьмого, девятого и одиннадцатого элементов И подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами элементов И третьей и пятой групп, выходы пятого, двенадцатого, тринадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого элементов И подключены к входам третьего элемента

И, выход которого соединен с управляющими входами элементов И четвертой и пятой групп. ответственно к первым входам сумматоров первой и .второй групп, вторые входы которых соответственно попарно объединены и являются группой входов 1 констант устройства, а выходы подключены соответственно к первой и второй группам входов схемы сравнения, выход "Равно" которой подключен к первым входам элементов И первой и второй групп, вторые входы которых подключены соответственно к входам первого и второго входных регистров, первые входы элементов И третьей и пятой, четвертой и шестой групп соответственно попарно объединены и подключены соответственно к выходам элементов И первой и второй групп„ вторые входы элементов И третьей и четвертой, пятой и шестой групп соответственно объединены,и подключены к выходам "Меньше" и

"Больше" схемы сравнения, выходы элементов И третьей и шестой, четвертой и пятой групп подключены попарно к входам соответственно элементов ИЛИ первой и второй групп, выходы которых подключены к соответствующим входам соответственно первого н второго выходных регистров, выходы которых являются соответственно выходами "max" и "min" устройства )2) .

Недостаток устройства — низкие функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение

Функциональных возможностей за счет сравнения чисел в отрицательном диапазоне.

1121670 и — число оснований С0К, первый и второй блоки хранения констант нулевизации по и-му основанию, первый и второй сумматоры, первую и вторую группы сумматоров по N ñóììàòoðoâ в каждой, где N= ."П, Р;, где Р; — i.-e 5 основание СОК, схему сравнения, первую, вторую, третью, четвертую, пятую и шестую группы элементов Й, первую и вторую группы элементов ЙЛИ, первый и второй выходные регистры, 10 причем входы первого и второго чисел устройства подключены к информационным входам элементов И соответственно первой и второй групп и являются входами соответственно первого и второго входных регистров:, выходы которых подключены к первым группам . входом соответственно первого и вто,рого сумматоров, выходы и-х подрегистров первого и второго входных регистров соединены с адресными входами соответственно первого и второго блоков хранения констант нулевизации по и-му основанию, выходы которых подключены к вторым группам входов соответственно-первого и второго сумматоров, выходы которых подключены к первым входам сумматоров соответст-. венно первой и второй групп, вторые, входы которых соответственно попарно объединены и являются группой входов 3() констант устройства, а выходы подключены соответственно к первой и второй группам входсз схемы сравнения, первые входы элементов И третьей и четвертой, пятой и шестой групп $5 соответственно попарно объединены и подключены соответственно к выходам элементом И первой и второй групп, выходы элементов И третьей и шестой, етвертой и пятой групп подключены 4р попарно к входам соответствующих элементов ИЛИ первой и второй групп, выходы которых подключены к соответствующим входам соответственно первого и второго ныходных регистров, ныходы котрых являются,соответственно выходами максимального и минимального чисел устройства, введены сумматор по модулю два, с первого по пятнадцатый элементы И, элемент НЕ, элемент запрета, первый, второй и третий элементы ИЛИ, причем выход одинакового разряда первого входного регистра подключен к первым входам сумматора по модулю два, первого и второго элементов И, выход знакового разряда второго входного регистра соединен с первым входом тре. тьего элемента И и вторыми входами второго элемента И и сумматора по модулю два, выход которого подключен к вторым входам первого и третьего элементов И и через элемент НЕ к информационному входу элемента запрета, управляющий вход которого подключен к выходу второго элемента И и 65 первым входам четвертого, пятого н шестого элементов И, выход третьего элемента И соединен.с первыми входами седьмого, восьмого и девятого элементон И, выход элемента запрета подключен к первым входам десятого, одиннадцатого и двенадцатого элементон И, а выход первого элемента

И - к первым. входам тринадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого элементов И, вторые входы четвертого, седьмого, десятого и тринадцатого элементов И соединены с выходом

"Равно" схемы сравнения, выход

"Больше" которой подключен к вторым входам пятого, восьмого, одиннадцатого и четырнадцатого элементов И, а выход "Меньше" - к вторым входам шестого, девятого, двенадцатого и пятнадцатого элементов И, выходы четвертого и десятого элементов И подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами элементов И первой и второй групп, рыходы шестого, седьмого, восьмого, девятого и одиннадцатого элементов И подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами элементов И третьей и пятой групп, выходы пятого, двенадцатого, тринадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого элементов И подключены к входам третьего элемента

И, выход которого соединен с управляющими входами элементов И четвертой и пятой групп.

Функциональные возможности предлагаемого устройства расширяются за счет выполнения операции сравнения чисел в отрицательном диапазоне. При этом сравниваемые операнды A=(a<, а,, а ) и В=(В,, В,, ..., В„) ймеют по одному дополнительному знаковому разряду, т.е ° число сопровождается признаком S2>(g>) знака signA(signB), где

О, если A(B)ъО

А 5

1, если А(B) iО

В этом случае сравниваемые операнды представляются в виде

А =(Sl>l A) = (S?>l (а1, а,, ...,ап))

I » !

В =(s?a> B) = (a (a„a,, ..., a„)).

На фиг. 1, 2 и 3 представлена структурная схема предлагаемого устройства. устройство содержит первый и вто- . рой входы 1 и 2 устройства, первый и второй входные регистры Э и 4, пер-: вый блок 5 хранения констант нулевизации, по п-му основанию, первый сумматор б, первую группу 7 сумматоров, схему 8 сравнения чисел А и В, блок

11?1670

9 хранения констант нулевизации, второй сумматор 10, вторую группу сумматоров 11, шины 12 подачи констант P„, 2Р„, NP<(И=1I1, P„ ), сумматор 13 по модулю два, первый — пятнадцатый элементы И 14-28, элемент

29, элемент 30 запрета, первый элемент ИЛИ 31, первую и вторую группы элементов 32 и 33, второй элемент ИЛИ 34, третью и четвертую группы элементов И 35 и 36, третий элемент ИЛИ 37, пятую и шестую группы элементов И 38 и 39, первую группу элементов ИЛИ 40, первый выходной регистр 41 (регистр наибольmего числа); первый выход 42 устрой- 15 ства (выход "mах"), вторую группу элементов. ИЛИ 43, второй выходной регистр 44 (регистр наименьшего числа), второй выход 45 устройства (выход "min") . 20 .Устройство работает следующим образом.

По первой 1 и второй 2 входным шинам устройства соответственно пер1

= (1 д A) = (Яд (aô ° a< } и 25 второе В =(Яв В) =(Лв: (В< ° Вг,... ° В4 сравниваемые числа, записанные в

СОК с учетом знаков операндов Яа и

9>, заносятся -соответственно в первый 3 и второй 4 входные регистры.

Блоки 5 и 9 хранения констант по значениям а и В„ соответственно определяют констайты нулевизации по основаниям СОК в виде (n} (п} <и> (и} 35

a„=(a,, a, ° . °, a ) и a„=(,,В,, ° .. 8„).

Первый 6 и второй 10 сумматоры выполняют операцию вычитания соответственно А*=(А-ав=(а,а,, ....,ав)— (а(п} a<(" ... а„) и В*=В-.В,„=(В,В, 40 . торов 6 и 10 чйсла А и B* в СОК, кратные основанию, поступают на первые входы соответственно сумматоров

7 и 11, на вторые входы которых по 45 шинам 12 поступают, константы Ра,2Р>, ...,N P„ â COK (N=,;ll, P ) B результате на выходе одного из сумматоров 7 и 11 появляется ноль, т.е. А-а1-к Р1=

=О,В-B„ -m Р„=О. В этом случае с выходов сумматоров 7 и 11 два слова длины N, представленные однорядовым ко-, дом, в каждом из которых только на

k-м и m-м местах нули, а на остальных — единицы, поступают на схему 8 сравнения. Если 0 =Рв= Р (т.е. А,B30), 55 то сигнал присутствует только на выходе элемента 30 (так как 0+0=

О/mod2/), на выходе сумматора 13 отсутствует сигнал, на выходе элемента

HE 29 присутствует, а запрещающий 60 сигнал с выхода элемента И 15 отсутствует. если Q> =1 (А 0) и Яв =0 (В > О), то сигнал присутствует только на выходе элемента И 14. Если 57а =0(A < О) и 51> =1(B > О), то сигнал присутствует только на выходе третьего элемента И 16. Если g> =ив=1 (А, В 4. О), то сигнал присутствует на выходе только второго элемента И 15. При A)H сигнал "Больше" с выхода схемы 8 сравнения поступает на первые входы элементов И 21-24. При АСВ сигнал "Меньше" с выхода схемы 8 сравнения поступает на первые входы элементов

И 25-28. При А=В сигнал "Равно" с выхода схемы 8 сравнения поступает на первые входы элементов И 17-20. Если

А=В и одновременно G> =Я =О или Дд =

=}7в=1, то выходной сигнал элемента

И 19 или 17 через элемент ИЛИ 31 закрывает элементы И 32, и 33, и в выходных регистрах 41 и 44 числа отсутствуют, т.е. там нули, что и является признаком равенства операндов

A и В . В остальных случаях (А В;

A(B; A=B и при этом 0„ФО ) сигнал с выхода одного из элементов И 14-16 или элемента 30 .открывает только один из элементов И 18, 20-28, выходной сигнал которого через соответствующие элементы ИЛИ 34 или 37 открывает соответственно элементы

И 35, 3) или 38, 39 и выходные операнды A и В через соответственно открытые элементы И 32, и 33, через соответствующие элементы И 35, 36, 38 и 39, через соответствующие элементы ИЛИ 40 и 43 поступают в соответствующие выходные регистры 41 и

44 наибольшего и наименьшего чисел.

Рассмотрим примеры конкретного выполнения операции сравнения чисел для СОК, заданной основаниями Р =2, Р,=З, Р,=5 (таблица).

Пример 1. A =(О; (010) и

В, = (О р (О, 1, О) ) . Ойеранд A заносится в регистр 3, а операнд В в регистр 4. По значению а,--0 и

В,=О в блоках 5 и 9 выбираются константы а,=(0,0,0) и В,=(0,0,0).

Сумматоры 6 и 10 производят операцию вычитания A-а и В-В„, Ч .е. получаем A*-=В*= (0,1,0). Это значение поступает на входы сумматоров 7 и

11, на вторые входы которых по шинам 12 поступают значения констант

Р,=5, 2Р,=10, ..., 6Р, =30 в СОК. Таким образом, на первые и вторые входы схемы 8 сравнения поступает код длиной в И=6 двоичных разрядов вида (111101), так как (ш-2(А-а1-25=

В-8 -Ъ5 =О) и

Сигнал выходной шины "Равно" схемы 8 сравнения поступает на первые входы элементов И 17-20. Так как

g>--A, то на выходе сумматора 13 отсутствует сигнал (О+0)=0(mod 2)), значит на выходе элемента НЕ 29 при-. сутствует сигнал, который через открытый элемент 30 открывает элемент

И 19, выходной сигнал которого через элемент ИЛИ 31 закрывает элементы

И 32 и 33. В регистрах 41 и 44 содер1121670

Число в COK A

Число.в СОК A сок

A сок

-10

10 жатся нули, что свидетельствует о равенстве чисел А =В . Проверка:. 10=-10.

I 1

Пример 2. А„,= {Ор (0,1,0))и В, = (1; {0,1,0) ) . В этом случае выходйой сигнал элемента И 16 (Я =О, 9 =1) открывает элемент И 18, выходной сигнал которого через элемент

ИЛИ 34 открывает элементы И 35 и 36.

Операнд А с выхода 1 через элементы

1 И 32 и 35, элемент ИЛИ 40 поступает в регистр 41 наибольшего числа, а операнд В с выхода 2 через элеменI ты И 33, 36, элемент ИЛИ 43 поступает в регистр 44 наименьшего числа, т. е. A.) В . Проверка: 10 -10.

II ример 3. А @=(1; (01 О)), 15

B>>= (О; (1,2,3) ) . Опсранд В заносится в регистр 4. По значению В,=З в блоке 9 выбирается константа В, =(1, 0,3). Сумматор 10 производит ойерацию B*=B-B,=(1,2,3)-(1,0,3)=(0,2,0), ;д это значение поступает на первые входы сумматоров 11. В этом случае на вторую группу входов схемы 8 сравнения поступает код вида (110111), так как В-ап-4 ° 5=0. Так как kern(k=2 25

m=4, т.е. AcB), на выходе "Меньше" схемы 8 сравнения присутствует сигнал, который поступает на первые входы элементов И 25-28. При Я =1, 1 =0 выходной сигнал элемента Й 14

В открывает элемент И-28, выходной сиг-, нал которого через элемент ИЛИ 37 от(0,0,0) (1,1,1) (0,2,2) (1,0,3) (0,1,4) (1, 2, 0) (0,0,1) (1, 1,2) (0,2,3) (1,0,4) (0,1,0) (1,2,1) крывает элементы И 38 и 39. В этом случае операнд А через элементы

И 32 и 38 поступает- в регистр 44 наименьшего числа, а операнд В> через элементы И 33 и 39 поступает в регистр 41 наибольшего числа, т.е.

AICB . Проверка: -10 <23.

Пример 4. А о=(1; (0,1,0)) и B = (1у (1,2.;3) ) . B этом случае открйт второй элемент И 15 (.g> =-P> =

=1), выходной сигнал которого закрывает элемент 30 и открывает элемент

И 25 (B), выходной сигнал которого через элемент ИЛИ 34 открывает элементы И 35 и 36. Операнд A через элементы И 32 и 35 и .элемент ИЛИ 40 поступает в регистр 41 наибольшего числа, а операнд В через .элементы

И 33, 36 и элемент ИЛИ 43 - в регистр 44 наименьшего числа, т.е.

I ..

A > В ° Проверка: -10 r -23.

Техническое преимущество изобретения по сравнению q базовым объектом — прототипом состоит в существенном расширении функциональных возможностей за счет сравнения чисел в отрицательном диапазоне.

Экономический эффект заключается в уменьшении количества оборудования за счет совмещения в одном устройстве выполнения операции сравнения чисел как в положительном, так и в отрицательном диапазонах. (0,0,0) (1,1,1) (0,2,2) (1,0,3) (О, 1,4) (1,2,0) (0,0,1) (1, lt2) (0,2,3) (1,0,4) (О, 1,0) (1,2,1) : 1121670

cov

Асора

О

-12 (0,,0,2) (1,1,3) (0,2,4) 13

-13

14 (1,0i0) 15

-15

О

-16

О

-17

-18

О

-19

О

-20

-21

-22

0 (1,2,3) -23 (0,0,4) 24

-24

25 (1,1,0) (0i2,1) (1,0,2) (0,1,3) (1,2,4) -25

О

-26

-27

О

-28

О

-29

Число в COK A (0,0,2) (1,1,3) (0,2,4) (1,0,0) (0,1,1) (1,2,2) (0,0,3) (1,1,4) (О, 2, О.) (1,0,1) (0,1,2) Продолжение таблицы

° Ф

Число в СОК A! (0,1,1) (1,2,2) (0,0,3) (1,1,4) (0,2,0) (1i0,1) (0,1,2) (1,2,3) (0,0,4) (1,1 i0) (0,2,1) (1,0,2) (0t1,3) (1,2,4) 1121670

1121 б70

42, Составитель Е. Иванова

Редактор Л; Алексеенко Техред 3I.Иикеш Корректор A. Тяско

Заказ 8419 Тирак 698 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ю филиал ППП "Патент", г. Укгород, ул. Проектная, 4