Устройство для ввода информации Советский патент 1984 года по МПК G06F3/04 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах обработки экспериментальной информации, например, при обработке сейсмических сигналов. Известно устройство для ввода информации, содержащее инвертор, вентиль управления, дешифратор, вентиль установки, вентиль разрешения записи, вентиль сброса, дифференцирующую цепь, элемент ИЛИ, триггер, регистр числа разрядов, регистр числа слов, сдвиговый регистр, блок сравнения разрядов, блок сравнения слов, счетчик числа разрядов, счетчик числа слов, генератор импульсов, элемент задержки и соответствующие связи 1. Недостатком данного устройства является то, что при подготовке и буферизации данных значительный объем оперативной памяти заполняется избыточной информацией, частое обращение к которой снижает скорость обработки данных. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ввода информации, содержащее блоки сравнения, входы которых соединены с выходами регистров и счетчиков, регистр сдвига, вход которого является информационным входом устройства, триггер, выход которого соединен с входом генератора импульсов, а первый вход соединен с выходом первого элемента ИЛИ, элементы НЕ, задержки, дешифраторы, элементы И 2. Недостатком данного устройства является низкая пропускная способность. Цель изобретения - повышение пропускной способности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее группу регистров информационные входы которых являются информационными входами устройства, первый элемент НЕ, блок сравнения, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ, первый триггер, выход которого соединен с входом первого генератора импульсов, а первый вход соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй и третий элементы ИЛИ, второй элемент НЕ, первый и второй элементы И, введены первый и второй распределители импульсов, второй генератор импульсов, второй триггер, первый и второй регистры, первые информационные выходы которых соединены с входами блока сравнения, выход которого соединен с первым управляющим входом первого распределителя импульсов и вторым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и выходом первого распределителя импульсов, выходы группы которого соединены с первыми управляющими входами регистров группы и первого регистра, второй управляющий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй вход которого, первый управляющий вход второго регистра и первый вход первого элемента ИЛИ являются первым управляющим входом устройства, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым управляющим входом первого распределителя импульсов и первым управляющим входом второго распределителя импульсов, второй управляюп ий вход которого соединен с третьим управляющим входом первого регистра и выходом первого генератора импульсов, выходы группы второго распределителя импульсов соединены с вторыми управляющими входами соответствующих регистров группы и с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму управляющему входу второго регистра, информационный вход которого объединен с информационными входами регистров группы, третьи управляющие входы регистров группы, четвертый управляющий вход первого регистра и третий управляющий вход второго регистра соединены с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго распределителя импульсов, входом второго генератора и.мпульсов и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен через второй элемент НЕ с вторым информационным выходом второго регистра и вторым входом первого элемента И, третий вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, выход второго триггера соединен с третьим входом второго элемента И, четвертый вход которого соединен с четвертым входом первого элемента И и выходом второго генератора импульсов, а выход соединен с вторым -входом первого элемента ИЛИ, третий управляющий вход первого распределителя импульсов является вторым управляющим входом устройства, информационные выходы регистров группы и второй информационный выход первого регистра являются информационными выходами устройства, выход первого генератора импульсов является управляющим выходом устройства. На чертеже представлена функциональная схема устройства для ввода информации. Устройство содержит первый управляющий вход 1, первый элемент ИЛИ 2, регистры 3 группы, первый регистр 4, второй регистр 5, блок 6 сравнения, второй элемент ИЛИ 7, первый распределитель 8 импульсов, первый триггер 9, второй триггер 10, первый генератор 11 импульсов, информационный вход 12,второй распределитель 13 импульсов, третий элемент ИЛИ 14, второй генератор 15 импульсов, первый элемент И 16, первый элемент НЕ 17, второй элемент НЕ 18, второй элемент И 19, информационный выход 20, управляющий выход 21, второй управляющий вход 22.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу начала работы на входе 1 приводятся (сбрасываются) в исходное состояние второй регистр 5, через второй элемент ИЛИ 7 главная часть буферного первого регистра 4, через первый элемент ИЛИ 2, второй распределитель 13 импульсов, первый распределитель 8 импульсов и первый триггер 9, который устанавливает в нулевое состояние воторой триггер 10. Первый триггер 9 запускает в работу первый генератор 11 импульсов, который воздействует на источник данных, соединенный с входом 12, и с помощью распределителя 13 (демультиплексора) импульсов переключает поканально информационные входы вспомогательных п-разрядных частей регистров 3 группы, размещая в них входную измерительную информацию. Импульсы генератора 11 поступают также во вспомогательный разряд (0) первого регистра 4, записывают в него и многократно, (N + 1) раз в цикле, повторяют единичный сигнал. Второй регистр 5 в тактах от 1 до N принимает только единичные информационные сигналы всех N каналов, которые, появляясь в каком-либо разряде, сразу распространяются во все младщие разряды, чему способствует высокий уровень на выходе элемента ИЛИ 14, собирающего высокие уровни N выходов распределителя 13 импульсов. Таким образом, к началуСЫ + 1)го такта в регистре 5 образуется код, у которого все младщие разряды, начиная с разряда, соответствующего максимальной длине значащей части принятых N данных, являются единицами, а оставщиеся старщие разряды - нулями. В (N.+ 1)-м такте прием данных в регистры 3 и 5 прекращается и в работу запускается второй генератор 15 импульсов. Импульсы генератора 15 через первый элемент И 16 проходят на сдвигающие входы всех регистров, так как действуют разрещающие уровни на входах элемента И 16; на первом - от распределителя 13 импульсов, на втором - с выхода первого разряда регистра 5 и на третьем - с выхода элемента 17 НЕ имеющего на входе нулевой сигнал блока 6 сравнения. Частота генератора 15 импульсов выбрана достаточно высокой, чтобы информация в регистрах 3 и 4 успевала перемещаться из вспомогательных частей в главные на максимально возможное количество щагов за время (N + 1 )-го такта.

Количество сдвигающих импульсов в каждом цикле равно количеству записанных единиц в младщих разрядах регистра 5, поэтому все значающие части слов данных полностью окажутся в главных

частях своих регистров 3 (в каналах от К1 до KN), причем у коротких в цикле слов останутся впереди незначащие нули. На аналогичное количество щагов также переместится единица вспомогательного разряда регистра 4, отмечая начало всех N слов данного цикла. Очередной (N + 2)-и тактовый импульс, воспринимаемый как первый импульс нового цикла, начнет распределение новых данных от источника данных на входе 12. В новом (N + 1)-м такте вся информация в регистрах 3 и 4 переместится дальше на количество щагов, равное новой максимальной длине значащей части слов. В (К + 1)-м цикле приема данных произойдет совпадение начальной единицы регистра 4 с какой-либо единицей младщих разрядов регистра 5 и на выходе многоразрядного блока 6 сравнения появится единичный сигнал, свидетельствующий о невозможности помещения (К-Н1)-х данных в главные части регистров 3 без наложения и потери информации.

Сигнал блока 6 сравнения через элемент 17 НЕ запрещает сдвиг информации, непосредственно выдает в первый распределитель 8 импульсов уровень готовности мащинных слов и устанавливает в единичное состояние первый триггер 9, который затормаживает действие генератора 11 импульсов. В этом режиме мащинные слова подготовлены для ввода, причем в случае несоизмеримости К слов с форматом ЭВМ в мащинных словах остаются незанятыми младщие разряды, количество которых меньще длины слов (К + 1)-го цикла. В регистре 4 образуется слово-указатель длин, у которого на месте первых разрядов каждого слова данных стоят единицы. По сигналу готовности ЭВМ с помощью распределителя 8 (вход 22) вводит подготовленную на выходе 20 информацию в оперативную память.

По окончании ввода на (N + 2)-м выходе распределителя 8 появляется сигнал, который устанавливает в единичное состояние триггер 10 конца ввода слов и через второй элемент ИЛИ 7 очищает от единиц главную часть регистра 4. Так как на выходе многоразрядного блока 6 сравнения появится нулевой уровень, то элемент И 16 пропустит сдвигающие импульсы и заблокированные в (К-1-1)-м цикле данные вместе с единичным сигналом вспомогательного разряда (0) регистра 4 сдвинутся в главные части регистров на количество щагов, зафиксированное в регистре 5. По окончании сдвига, когда все единицы регистра 5 будут «вытеснены через его первый разряд, откроется для сдвигающих импульсов второй элемент И 19, у которого на первом входе действует высокий уровень заторможенного (N-f 1)-го такта распределителя 13, на втором - инвертированное элементом НЕ 18 состояние первого разряда регистра 5 и на третьем входе - высокий уровень триггера 10.

Через первый элемент ИЛИ 2 импульсы генератора 15 действуют как импульсы сброса, которые устанавливают в нулевое состояние распределитель 13 импульсов, триггеры 9 и 10 и распределитель 8 импульсов. В данном случае нет необходимости очищать от единиц вспомогательные части регистров 3, так как они при сдвиге перемещаются в главные части. Также очищенным оказывается и регистр 5. Таким образом, устройство переходит в режим приема

данных по входу 12. Процесс уплотнения и ввода слов повторяется автоматически. Предлагаемое устройство, хотя и не полностью обеспечивает замещение незначащих нулей в машинных словах данных полезной информацией, позволяет значительно сократить требуемый объем оперативной памяти (в 5-10 раз при обработке сейсмоданных) и ускорить выборку данных из памяти. При этом можно дополнительно ускорить процесс обработки информации за счет использования алгоритмов обработки уплотненных (упакованных) слов без их распаковки.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее группу регистров, информационные входы которых являются информационными входами устройства, первый элемент НЕ, блок сравнения, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ, первый триггер, выход которого соединен с входом первого генератора импульсов и первый вход соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй и третий элементы ИЛИ, второй элемент НЕ, первый и второй элементы И, отличающееся тем, что, с целью повышения пропускной способности устройства, в него введены первый и второй распределители импульсов, второй генератор импульсов, второй триггер, первый и второй регистры, первые информационные выходы которых соединены с входами блока сравнения, выход которого соединен с первым управляющим входом первого распределителя импульсов и вторым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и выходом первого распределителя импульсов, выходы группы которого соединены с первыми управляющими входами регистров группы и первого регистра, второй управляющий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй вход которого, первый управляющий вход второго регистра и первый вход первого элемента ИЛИ являются первым управляющим входом устройства, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым управляющим входом первого распределителя импульсов и первым управляющим входом второго распределителя импульсов, второй управляющий вход которого соединен с третьим управляющим входом первого регистра и выходом первого генератора импульсов, выходы группы второго распределителя импульсов соединены с вторыми управляющими входами соответствующих регистров группы и с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму управляющему входу второго регистра, информационный вход которого объединен I с информационными входами регистров группы, третьи управляющие входы регист(Л ров группы, четвертый управляющий вход первого регистра и третий управляющий с вход второго регистра соединены с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго распределителя импульсов, входом второго генератора импульсов и первым входом второго элемента И, второй вход которого соесо динен через второй элемент НЕ с вторым информационным выходом второго регистра и вторым входом первого элемента И, третий вход которого соединен с выходом СП первого элемента НЕ, выход второго триггера соединен с третьим входом второго элемента И, четвертый вход которого соединен с четвертым входом первого элемента И и выходом второго генератора импульсов, а выход соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, третий управляющий вход первого распределителя импульсов является вторым управляющим входом устройства, информационные выходы регистров группы и второй информационный выход первого регистра являются информационными выходами устройства, выход первого генератора импульсов является управляющим выходом устройства.