Устройство для поиска экстремальных чисел

Устройство для поиска экстремальных чисел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и)883895

Ф

Ф (6l) Дополнительное к авт.свна-ву (22)Заявлено 04 . 0 ) . 80 (21)2864923/ )8-24 с присоединением заявки J%— (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 06 F 7/02

)аоудврствсипый комитет

СССР по делам изобретений . и открытий

Опубликовано 23. ) ) .8) . Бюллетень РЙ 43

Дата опубликования описания 23 ) ).8) (53) УДК 681.325.

° 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

П.А.Шаглий, А.П.Самойленко и M.Ä. Скубилин (71) Заявитель

Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова

, ахи > jjpf g (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ

ЧИСЕЛ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля пара— метров технических объектов в 3ВМ и устройствах информационно-измерительной техники при решении задач оперативной и достоверной обработки информации.

Известно устройство для поиска

10 экстремальных значений параметров, содержащее коммутатор опроса разрядов регистров, состоящий из двоичного счетчика и дешифратора, управляемый генератор триггер запуска, разрядЭ

15 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 )).

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. группы и с первым выходом блока запуска, вход з 88 которого соединен со входом устройства, выходы элементов И первой группы соединены с информационными входами блока фиксации значения пара( метра, 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 непосред1 ственно, 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 KIH, соответствующих первому Разряду

Жединены с его выходом непосредственно, выходы разрядных элементов

ИЛИ кажцого регистра, кроме последнего,.соединены со входами первого и второго разрядных элементов И последующих разрядов, выхоль1 разрядных элементов ИЛИ последнего разряда всех регистров соединены с информа-, ционными вхбПами второй группы элементов И (,2 1.

Недостатками известных устройств является ограниченность функциональных возможносд ей, 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 инверсный выходы каждого i -ro разряда j -ro регистра параметров,где 1 = 1,2,..., 1,2,..., К, n — число разрядов, К вЂ” число чисел, соединены с первым и вторым входами соответственно 1 -ro поразрядного анализатора j -го разряда, вход запуска

3895 4

IS

55 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, первый выход j "го поразрядного анализатора К-го разря а соединен с третьим входом j-ro разрядного анализатора (К+1)-го разряда, где К = 1,2,..., (n-l), выход каждого j,-го поразрядного анализатора и-го разряда подключен к j ìó входу регистра адреса, каждый j-ый вь ход которого соединен с первым входом -го элемента И первой группы, выход каждого из которых подключен к -му входу регистра результата, J-ый выход которого соединен с четвертыми входами j-ых поразрядных анализаторов, вторые выходы поразрядных анализаторов j-ых разрядов подключены ко входам i-ых элементов

ИЛИ группы, выход каждого из которых соединен с первым входом i — ro элемента И второй группы и через i ûé элемент НŠ— с пятыми входами поразрядных анализаторов i-ых разрядов, выход каждого i-го элемента И второй группы подключен ко входу i-ro разряда первого регистра экстрему— мов, каждый 1-ый выход которого соединен с первым входом i-ro элемента И третьей группы, выход каждого из которых подключен ко входу

i-го разряда второго регистра экстремумов, каждый i-ый выход которого подключен к первому входу i ro элемента И четвертой группы, выход каждого из которых соединен со вхо-. дом i-го разряда третьего регистра экстремумов, выходы регистров экстремумов подключены ко входам блока вычитания, выходы регистра адреса соединены со входами первого элемента

ИЛИ, выход которого подключен ко втофым входам первого и второго элементов И и к первому входу третьего элемента 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 ко

883895 торого соединен со вторыми входами элементов И первой группы и с первыми входами поразрядных анализаторов, прямой выход первого триггера подключен к первым входам пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого элементов И, а инверсный выход — к первому входу десятого элемента И, выход которого соединен со входами управления регистра результата и регистров экстремумов, прямой выход второго триггера подключен ко вторым входам восьмого и девятого. элементов

И, выходы которых соединены со вторыми входами элементов И третьей и четвертой групп элементов соответственно, инверсный выход второго . триггера подключен ко вторым входам пятого и шестого элементов И, выход пятого элемента И соединен со вторыми входами элементов И второй груп— пы,прямой выход третьего триггера подключен к третьему входу девятого элемента И,а его инверсный выход — к третьим входам пятого и восьмого элементов И и ко второму входу седьмого элемента И, выход которого соединен с седьмыми входами поразрядных анализаторов, выход шестого элемента И подключен к восьмым входам поразрядных анализаторов.

Кроме того, каждый 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 анализатора соединены с вторым и третьим входами соответственно четвертого элемента И, седьмой и восьмой входы поразрядного анализатора подключены к третьим входам первого и второго элементов И.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — то же, разрядного анализатора.

Устройство содержит триггеры 1-3, регистр 4 результатов, регистр 5 адреса, регистры 6, 6,..., 6 параметров, регистры 7-9 экстремальных значений, группы элементов И 10

1О,,..., 1О„; 11„,11,..., 111,, 12

12,..., 2!!, 13,, 13,..., 131, элементы И 14-21, группу элементов

ИЛИ 22,22,...,22„,элементы ИЛИ 23

4, элементы элементы И 26 и 27, блок 28 вычитания, разрядные анализаторц 9

Я.

29,...,29 ;29, 29,...,29"; 29,.

29,..., 29, каждый из кото- . рых содержит элемент KIH 30, элементы

И 31 и 32, элементы ИЛИ 33, элементы

И 34 и 35.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры

1-3 регистров находятся в нулевых состояниях. Элементы И 14-16 закрыты нулевыми потенциалами с прямых выходов триггеров 1-3. Злементы

И 20 и 21 закрыты нулевыми потенциалами с прямых выходов триггеров 1 и

2. На вторых информационных выходах

3О разрядных анализаторов присутствуют потенциалы логического нуля, так как элементы И 32 закрыты нулевым по тенциалом с управляющего выхода второго элемента ИЛИ 24,а элементы И 3!

ЭМ закрыты нулевыми потенциалами с выходов элементов KIH 30. До при— хода импульса "Запуск" в регистры

6 записи значений параметров записываются значения параметров. С при,ходом импульса "Запуск" триггер переходит в единичное состояние и на выходе элемента И 20 появляется единичный потенциал, который,прикладываясь к первым управляющим входам

is разрядных анализаторов 29, вызывает открывание 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 открывает элемент ИЛИ 24 и элемент И 14. Единичные потенциалы с выходов элементов HJIH 24 и И 14 подготовят разрядные элементы И 32 разрядных анализаторов 29 и первую группу элементов

И 10 соответственно к срабатыванию.

На выходах разрядных элементов

ИЛИ 33 первых разрядных анализаторов

883895

56

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 потенциалы

PI, = 1 Рг, = 1 Р .y= О Ргg-=О .

Ргr = О, Ргб = О, Рг..! 1, Ргр= О.

Таким образом, третий, четвертый, . пятый, шестой и восьмой регистры

6 записи значений параметров из последующего анализа исключаются. Сигналами Р1, Р Г H Р1 опрашиваются разрядные элементы И 31 разрядных анализаторов 29 четвертого разряда.

На выходе разрядных элементов

ИЛИ 33 разрядных анализаторов 29 четвертого разряда устанавливаются потенциалы

Р„. = 1, Р1, О, Р,. =- О, РУ! =О, Рà — О, Р г, Рг — О, Р18 — О.

Таким образом, исключены все регистры, кроме первого, в котором записано экстремальное (максимальное) значение. Сигнал с выхода разрядного элемента !!I!!I 33 четвертого раэряS !

ЗО

35 да разрядного анализатора 29 первого регистра 6 записи значений параметров, пройдя через остальные разрядные анализаторы 29 вызывает переключение первого 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 фикса1 3 ции 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 по— тенциал 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 пар аметр а. Переключившись, три rгер 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, открывается элемент И 18, управление опросом регистров записи значений параметров и единичный потенциал с его выхода поступает на входы установки в нулевое состояние 1-3 управления опросом регистров записи значений параметров и переводит их в нулевое

1 состояние.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обрабатывать весь массив информации за три цикла и устанавливать экстремапьные значения параметров, а также максимальную и минимальную разности, что значительно расширяет функциональные возможности устройства и может быть использовано в системах автоматического контроля технологического процесса для целей предварительной обработки информации.

83895 I0 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 i ãî разряда j-ro регистра параметров,где i=i,2,...,n, l,2,..., К, n - число разрядов, К вЂ” число чисел, соединены с первым и вторым входами соответственно j-го поразрядного анализатора

j-го разряда, вход запуска устройства подключен ко входу установки в единичное состояние первого триггера,ïðÿìoé 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 нем первый выход j-ro поразрядного анализатора К-го разряда соединен с третьим входом j-го поразрядного анализатора (К+1)-го разряда, где

К-l,2,...,(n-l), выход каждого

j-го поразрядного анализатора и-го разряда подключения к j-му входу регистра адреса, каждый j-ый выход которого соединен с первым входом 1-ro элемента И первой группы, 3S выход каждого из которых подключен к j-му входу, регистра результата, j-ый выход которого соединен с четвертыми входами j-ых поразрядных

40 анализаторов, вторые выходы поразрядных анализаторов j ûõ разрядов подключены ко входам i ûõ элементов ИЛИ группы, выход каждого иэ которых соединен с первым входом

i-го элемента И второй группы и чеIS рез 1 — ый элемент НŠ— с пятыми входами поразрядных анализаторов i-ых .разрядов, выход каждого 1-го элемента И второй группы подключен ко входу i-ro разряда первого регист ра экстремумов, каждый i ûé выход которого соединен с первым входом

i-го элемента И третьей группы, выход каждого иэ которых подключен ко входу «-ro разряда второго регистра экстремумов, каждьпr 1-ый выход которого подключен к первому входу 1-ro элемента И четвертой группы, выход каждого из которых соединен со вхо883895

1S дом i-го разряда третьего регистра экстремумов, выходы регистров экстремумов подключены ко входам блока вычитания, выходы регистра адреса соединены со входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен ко вторым входам первого и второго элементов И и к первому входу третьего элемента И и к первому входу четвертого элемента И, выход третьего элемента И соединен со входами установки .в нулевое состояние триггеров, прямые выходы которых подключены ко входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами элементов И первой группы и с первыми входами поразрядных анализаторов, прямой выход первого триггера подключен к первым входам пятого, .шестого, седьмого, восьмого и девятого элементов И, а инверсный выход — к первому входу десятого элемента И, выход которого соединен со входами управления регистра результата и регистров экстремумов, прямой выход второго триггера подключен ко вторым входам восьмогс и .девятого элементов И, выходы которых соединены со вторыми входами элементов

И третьей и четвертой групп элементов соответствеино, инверсный выход второго триггера подключен ко вторым входам пятого и шестого элементов

И, выход пятого элемента И соединен со вторыми входами элементов И второй группы, прямой :выход третьего триггера подключен к третьему входу девятого элемента И, à его инверсный выход — к третьим входам пятого и восьмого элементов И и ко второму входу седьмого элемента И, выход которого соединен с седьмыми входами поразрядных анализаторов, выход шестого элемента И подключен к восьмым входам поразрядных анализаторов.

2. Устроиство по п.l,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 анализатора соединены 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 экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 - 534762, кл. G 06 F 7/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР ,Р 525083, кл. G 06 F 7/04, 1975 (прототип).