Устройство для сортировки чисел Советский патент 1983 года по МПК G06F7/06 

1

первый вход установки в единичное состояние первого триггера соединен с шиной ввода первого сравниваемого числа и первым управляющим входом первого счетчика, второй управляющий вход которого соединен с вторьгм входом установки в единичное состояние первого триггера, выходом второго элемента ИЛИ, вторым входом установки в нулевое состояние третьего триггера и первым управляющим входом третьего счетчика, второй управляющий вход которого подключен к шине вво.да допустимой разности сравниваемых Чисел, управляющий вход второго счетчика подключен к шине ввода последовательности чисел устройства, первые входы пятого и седьмого элементов И соединены с выходом четвертого элемента И, инверс1а1й выход которого подключен к первому входу шестого

элемента 11, гаины задания 1ризнаков сортировки соединены с вторы№ входами пятогОр шестого и седьмого элементов И, выходы .которых подключены к входам третьего элемента ПЛИ, выход которого соединен с входом разрешения выдачи информации второго регистра, выход которого соединен с шиной считывания сортируемых чисел, третий вход пятого элемента И соединен с инверсным выходом третьего триггера и первым входом восьмого элемента И, второй и третий входы которого подключены к прямым выходам соответственно первого и второго триггеров, а выкод к входу повторного запуска генератора импульсов, третьи входы шестого и седьмого элементов И соединены с прямым выходом третьего триггера.

УСТРОЙСТВО ДДШ СОРТИРОВКИ ЧИСЕЛ, содержащее счетчики, триггеры, первый, второй третг й и четвертый элементы Ц, первый, второй элементы ИЛИ и генератор импульсов, причем выход генератора соединен с первыми ; входами первого, второго и третье злемеятов И, выходы которых подключи ib К информационным входзм первого, второго и третьего счетчиков соответственно, выход переноса первого счбт«шка соединен с входом установки в нулевое состояние первого Триггера, щзямой ш,1ход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход переноса второго счетчика соединен с входом установки в нулевое состояние второго триггера, прямой выход которого подключен к второму входу .второго элемента И выход переноса третьего счетчиха соединен с входом установки в единичное состояние, третьего триггера, вход установки в единичное состояние второго триггера соединен с шиной ввода последовательности чисел устройства, вход установки в нулевое состояние третьего триггера подключен к шине ввода допустимой разности сравнивае №1Х чисел, инверсный выход первого триггера соединен с первыми входами первого элемента ИЛИ и четвертого элемента И и первой выходной шиной несравнения чиеел, инверсный выход второго триггера соединен с вторыми входами первого элемента ИЛН и четвертого элемента И и второй выходной шиной несравнения чисел, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу третьего элемента И, выход четвертого элемента И соединен с первой выходной шиной сравнения раэности с допустимой и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подюхючен к прямому выходу третьего три1гера и к второй выход- ; |НОй шине сравнения разности с допустимой, выход второго элемента lUDI 1соединен с входом останова генератора импульсов, вход запуска которо;го подключен к входной шине запуска j устройства, о т л.и ч а к щ е е с я О тем, что, с целью расширения функцио:д нальных возможностей устройства за счет отбора последовательности чисел, отличающихся от сравниваемого :о числа на величину большую, меньшую или равную допустимой, в него введе ны три регистра, пятый, шестой, седьмой, восьмой элементы И и третий элемент ИЛИ, причем входы первого, второго и третьего регистров подключены к входным шинам ввода первого сравниваемого числа, последовательности чисел и допустимой разности сравниваемых ч.исел соответственно, выходы первого, второго и третьего регистров соединены с установочными входами соответственно первого, второго и третьего счетчиков.

1 ,

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может &1ть использовано в устройствах обработки и сортировки данных в системах контроля и регулирования.

Известно устройство для сравнения двух чисел, содержащее генератор счетиых импульсов, счетчики, триггеры, схемы И, ИЛИ ij .

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для сравнения чисел, содержащее счетчики, триггеры, элементы И, 1ШИ,. генератор, причем выход ; генератора соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены к информацион№1М входам первого и второго счетчиков соответственно, выход переноса первого счетчика соединен с входом установки в нулевое состояние первого триггеру, прямой выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход переноса второго счетчика соединен с входом установки в нулевое состояние второго триггера, прямой выход которого

2 подключен к второму входу второго

элемента И. входы .установки в еди шчное состояние первого и второго триггеров и установочные входы второго счетчика соединеш г с перэок входной шиной,, установочные Б.. первого счетчика подключеньг. к второй входной шине, выход генератора соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к информационному входу третьего счетчика, выход переносов которого соединен с входом установки в единичное состояние, третьего триггера вход установки в нулевое состояние которого и установочные входы третьего счетчика подключены к третьей входной шине, инверсные выходы первого и второго триггеров соединены с первым и вторым

входами соответственно первого элемента 1ШИ и четвертого элемента Hj, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу третьего элемента И, выход четвертого элемента И

соединен с первым входом второго

элемента ЖШ, второй вход которого подключен к прямому выходу третьего триггера, выход второго элемента Шт. соединен с первым управляющим входом генератораJ второй управляющий вход, которого подключен к четвер той входной шине 2. Недостатком данного удтройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно позволяет сравнивать между собой только два числа и определять, превышает ли раз ность сравниваемых чисел допустимую Данное устройство не позволяет сравнивать число с последовательностью чисел, не позволяет формировать последовательность чисел, отличающихся от сравниваемого с ними числа на величину большую,- меньшую или равную допустимой.. Цель изобретения - расширение функ1щональных возможностей устройства путем сравнения числа с последо вательностью чисел и формирования последовательности чисел, отличных от заданного числа на величину, мень шую или равную допустимой. Указанная цель достигается тем, что в устройство для сортировки чисел, содержащее счетчики, триггеры первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый, второй элементы ИЛИ и генератор импульсов, причем выход генератора соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, выходы которых подключе к информационным входам первого, второго и третьего счетчиков соответствеш|о, вькод переноса первого счетчика соединен с входом установки в нулевое состояние первого триггера, прямой выход KOTOpoiro подключен к второму входу первого элемента И, выход переноса второго счетчика соединен с входом установки в нулевое состояние второго триггера, прямой выход которого подключен к второму входу вторрго элемента И, выход переноса третьего счетчика соеди нен с входом установки в еданичное состояние третьего триггера, вход установки в единичное состояние второго триггера соединен с шиной ввода последовательности чисел устройст . ва, вход установки в нулевое состояние третьего триггера подюпочен к шине ввода допустимой разности сравни аемых чисел, инверсный выход первого триггера соединен с первыми вхо дами первого элемента ШШ и четвертого элемента И и первой выходной аи ной несравнения чисел, инверсный выход второго триггера соединен с вторыми входами первого элемента ШШ и четвертого элемента И и вторрй выходной тиной несравнения чисел, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу третьего элемента И, выход четвертого элемента Н соединен с первой выходной шиной сравнения .разности с допустимой и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к прямому выходу третьего триггера и к второй выходной шине сравнения разности с допустимой, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом останова генера,тора импульсов, вход запуска которого подключен к входной шине запуска устройства, введены три регистра, пятый, шестой, седьмой, восьмой элементы И и третий элемент ИЛИ, причем входы первого, второго и третьего регистров подключены к входным шинам ввода первого сравни: емого числа, последовательности чисел и допустимой разности сравниваемых чисел соответственно, выходы первого, второго и третьего регистров соединены с установочными входами соответственно первого, второго и третьего счетчиков, первый вход установки в единичное состояние первого триггера соединен с шиной ввода первого сравниваемого числа и первым управляющим входом первого счетчика, второй управляюп9 й вход которого соединен с вторым входом установки в единичное состояние первого триггера, выходом второго элемента ИШ1, вторым входом установки в нулевое состояние третьего триггера и первым управляющим входом третьего счетчика, второй управляющий вход которого подключен к шине ввода до- пустимой разности сравниваемых чисел, управляющий вход второго счетчика подключен к втне ввода последовательности чисел устройства, первые входы пятого и седьмого элементов И соединены с выходом четвертого элемента И, инверс ай клход которого подключен к первому входу шестого элемента И, шины задания признаков сортировки соединены с вторыми входами пятого, шестого и седьмого элементов П, выходы КОТОР1Ж подключены к входам третьего элемента 11Ш1, выход которого соединен с входом разрешения выдачи информации второго регистра, выход которого соединен с пшной считывания сортируемых чисел, .третий вход шгтого элемента И соединен с ииаерсньм выходом третьего триггера и первь м входом восьмого элемента-П 5 второй и третий входы которого подключень к прямым выходам соответственно первого и второго триггеров, а.выход к входу повторного запуска генератора импульсов,.третьи входа шестого и седьмого элементов И соединены с прямым выходом третьего триггера. Па Чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит регистры 1-3, предназначенные для промежуточного хранения сравниваемых чисел и Допустимой раз шцы, счётчики 4-6J предназ наченные для определения разностей и. выполненные в виде последователь№1Х вычитающих счетчиков с непосредственными связями, триггеры 7-9, предназначенные дляхранения информации о переполнении счетчиков, генератор 10 импульсов, элемент И lip предназначенньй для формирования сигнала запуска генератора, элементы и 12-14, предназначенные для разрешения, прохождения тактовых импульсов на информационные входы счетчиков, элемент iUBi IS, предназначенный ,для формирования сигнала разрешения |прохождения тактовых импульсов через элемент Н 14, элементы И 16 ШШ 17 предназначенные для формирования сиг нала Останов генератора, элементы И 18-20,элемент ИЛИ 21,предназначен ные для формирования режима отбора последовательности чисел, удовлетворяющих заданным требованиям, входные шины 22-26, выходные шины 27-31. Устройство длясортировки чисел работает следующим образом. При включении питания вырабатывается сигнал5 устанавливающий все триггеры, счетчики и регистры устрой ства в исходное (нулевое) состояние Узел выработки сигнала при включении питания на чертеже не показан,. Импульсом записи с входной шины 22 в регистр 1 и счетчик 4 (через установочные входы) заносится число Л, Этот же импульс записи устанавливает триггер 7 в -единичное состояние, на прямом выходе триггера 7 появляется сигнал, являкшщйся разрешаювщм для элементов И I и 12. Импульсом записи с входной шины 24 в регистр 3 и счетчик 6 (через устано:вочные входы) заносится допустимая разность - число S. Этот же импульс 1 1 записи устанавливает триггер 9 в нулевое состояние. На инверснпм выходе триггера 9 появляется сигнал, являюп ийся разрешающим для элемента И 1 1 . На входной шине 26 устанавливается один из режимов отбора; ,1г1-в,,1д-бИ е Импульсом записи С входной шины 23 в регистр 2 и счетчик 5 (через установочные входы) заносится первое число В из последовательности чисел Bj , Этот же импульс .записи устанавливает триггер 8 в единичное состояние,, следовательно, с выхода элемента ИЛИ 15 на элемент И 14 поступает сигнал, запрещающий прохождение тактовых импульсов через элемент И 14 на информационнь й (счетный) вход счетчика 6. На прямом выходе триггера 8 появляется сигнал, являющийся разрешающим для элемента И 13, Этот же сигнал поступает на третий вход элемента И It. Па выходе элемента И 11 появляется сигнал, поступающий в генератор 10 и являющийся разрешаюш м для выработки тактовых импульсов. С входной шины 25 на генератор 10 подается сигнал, по которому на выходе генератора формируются тактовые импульсы, поступающие через элементы И 12 и 13 на информационные Входы счетчиков 4 и 5 соответственно, и производящие последовательное вычитание единиц из содержимого счетчиков 4 и 5, Если В А, то импульс переполнения появляется на выходе счетчика 5 раньше, чем на выходе счетчика 4.,Этот импульс устанавливает триггер 8 в нулевое состояние, на прямом выходе триггера 8 появляется сигнал, запрещающий дальнейшее Прохождение тактовых импульсов через элемент И 13 на вход счетчика 5. На инверсном выходе триггера 8 появляется сигнал, проходящий через элемент ШМ 15 на вход элемента И 14 и являющийся разрешающим для прохождения тактовых импульсов через элемент И 14 на информационный вход счетчика 6. С инверсного выхода триггера 8 сигнал поступает также на выходную шину 29 и свидетельствует о том, что В, А, В счетчике 4 в этот момент находится число, равное разности (Д-В), Тактовые импульсы, поступая через И 12 и 14 на информационHbje входы счетчиков 4 и 6, производят последовательное вычитание айи7ниц из содержимого счетчиков 4 и 6, Если (Л-04)/, то импульс переполнения появляется на выходе счетчика |4 раньше, чем. на выходе счетчика 6, Этот импульс устанавливает триггер 7 в нулевое состоя1гае, на прямом выходе триггера 7 появляется сигнал, запрещающий дальнейшее прохождение так товых импульсов через элемент И 12 на информационный вход счетчика 4. На инверсном выходе триггера 7 появляется сигнал, поступающий на выходную шину 27 и на вход элемента Н 16 На выходе элемента И 16 появляется сигнал, означающий, что (А-В,)Х. Этот сигнал поступает на. выходную шину 28. Если на входной шине. 26 есть сигнал, означающий, что из последовательности В следует отбирать числа, удовлетворяющие условию (Л-В)0 то этот сигнал является разрешающим для элемента И 18, Сигнал с выхода элемента Н 16 через элементы П 18 и ИЛИ 21 поступает в регистр 2 и разрешает вьщачу из регистра 2 информации на выходную шину 31. Таким образом на выходную шину 31 выд.ается чис ла В (, удовлетворякяцее заданнож условию (А-В , Сигнал, с выхода эле мента И 16 через элемент ИЛИ 17 п.ос тупает на генератор 10 и останавлива ет его. Таким образом, прекращается дальнейшая выработка, тактовых импуль сов. Сигналом с выхода элемента ИЛИ 17 осуществляется установка в исходное состояние триггеров 7 и 9 (единичное для триггера 7 и нулевое для триггера 9) и запись содержимого регистров 1 и 3 (через установочные входы) в счетчики 4 и6 соответственно . .Таким образом, после сравнения числа А с первым числом из последовательности В, , устройство автоматически устанавливается в следующее состояние. В регистре 1 и счетчике 4 записано число А, в регистре 3 и, счетчике 6 записано число f , триггер 7 установлен в единичное состояние, триггер 9 установлен в нулевое состояние, на входе элемента И 12 сигнал, разрешающий прохождение тактовых импульсов, на входе элемента И 14 сигнал, запрещающий прохожде21ие .тактовых импульсов, генератор 10 не вырабатьшает тактовых импульсов. С приходом с-педующего числа В из последовательности В импульсом записи с входной шины 23 в регистр 2 и счетчик 5 (через установочные входы) заносится число Pg, Этот же импульс записи устанавливает тригге) 8 в единичное состояние, следовательно, с выхода элемента ИЛИ 15 на элемент И 14 поступает сигнал, запрещающий прохождение тактовых импульсов через элемент И 14 на информационный вход счетчика 6, На прямом выходе триггера 8 появляется сигнал, являюпщйся разрешаюш 1м для элемента И 11, На выходе элемента И 11, появляется сигнал, поступаюшр й в генератор 10 и являющийся разрешающим для выработки тактовых импульсов. .Таким образом, элемент ИШ1 17 организует выработку сигнала, запускающего генератор 10 при поступлении очередного числа из последователь.ности . Тактовые импульсы с выхода генератора 10 через элементы И 12 и 13 поступают на информационные входаг счетчиков 4 и 5 соответственно, производя последовательное вычитание единиц из содержимого счетчиков 4 и 5, Если , то импульс переполнения появляется на выходе счетчика 4 раньше, Чем на выходе счетчика 5, Этот импульс устанавливает триггер 7 в нулевое состояние, на прямом выходе триггера 7 появляется сигнал, запрещающий дальнейшее прохождение тактовых импульсов через элемент И 12 на вход счетчика 4. Этот же сигнал через элемент ИЛИ 15 поступает на вход элемента И 14 и является разрешающим для прохождения тактовых импульсов через элемент И 14 на информационньй вход счетчика 6. С инверсного выхода триггера 7 сигнал поступает на выходную шину 27 и свидетельствует О.ТОМ, что . В счетчике 5 в этот момент находится число, равное разности (82-А) . Тактовые и fflyльcыJ поступая через элег менты И 13 и 14 на информационные входы счетчиков 5 и 6, производят последовательное вычитание единиц из содержимого счетчиков 5 и 6. (), то импульс переполнения на выходе счетчика 6 появпяется раньше, чем на выходе счетчика 5. Импульс переполнения с выхода счетчика 6 устанавливает триггер 9 в единичное состояние, на прямом выходе триггера 9 появляется сигнал, поступаю1пий

на выходную шину 30 и означакщий, что (), так как условием отбора чисел ил последовательности Bj было IA-B l, (Bj; -л):, то на выходе элемента 1ШН 21 появляется сиг- 5 ная, запрецаювцй выдачу содержимого регистра 2 на выходную шину 31. Если условием отбора является (А-В/)ё, то сйгндл с прямого выхода Tpiirreра 9 через апементы И 19 и 1ШИ 21 по- ю ступает на регистр 2 и разрешает выдачу содержимого регистра 2 на выходнук йину 31,

Сигнал с прямого выхода триггера 9 через элемент ИЛИ 17 постз пает

15 на генератор Ш и останавливает его. Таким образом, прекращается дальнейшая выработка тактовых импульсов. Сигнал с выхода элемента 1ШИ 17 поступает на входы триггеров 7 и 9,

20 устанавливая их в исходное состояние, и ос ествляет запись содержимого регистров I и 3 в счетчики 4 и6 (через установочные входы) соответственно. Следовательно, после срарне-25 нйя числа А с вторым числом 8,3 из последовательности Bl устройство устангшливаетсй в исходное состояние.

При ностуштении следующего числа из последовательности 81 устройство

30 работает аналогичгшм образом.

Коли разность чисел Л и В равна |, то одновременно появляются сигналы на выходшпс шинах 28 и 30.

Если усаовием отбора чисел является (Л-В|)5 о чем свидетельствует разрешающий сигнал, поступающий с входной гаины 26 на вход элемента И 20, то сигнал с выхода элемента И 20 чераз элемент ШШ 21 поступает на регистр 2 и разрешает выдачу содержимого регистра 2 на выходную шину 31.

Таким образом,, устройство, сравнивает число Л с числами последовательности В, определяеТг находится ли разность (Л-В() в пределах допустимой разности и осуществляет отбор чисел из последовательности по одному или совокупности заданных условий (, , )

Предлагаемое устройство позволяет формировать из заданной последовательности чисел любу последовательность чисел, отличающихся от заданного числа на величину большую, Меньшую или равную допустимой. Расши рение функциональных возможностей устройства достигается за счет введения новых элементов и связей при не,значитапьном:увеличении аппаратурных затрат,

Так при работе с числами, представлен:ными восьмиразрядным двоич1йлм кодом, аппаратурные затраты по сравнению с базовым объектом увеличиваются примерно на 13%, при этом значительно расширяется область применения устройства.