Устройство для сравнения чисел Советский патент 1986 года по МПК G06F7/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в специализированных процессорах для обработки нечетких множеств.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения отношения доминирования между числовыми множествами, в частности выполнения операции выключения нечетких множеств и их поэлементного сравнения.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 пример реализации коммутатора, на фиг.З - пример реализации блока сранения .

Устройство содержит узлы 1 сравнения, каждый из которых содержит коммутатор 2, блок 3 сравнения, коммутатор 4, элемент И 5, элемент НЕ элемент И 7, входы 8-10 сравниваемых чисел первого - третьего множеств .вход 11 задания режима, информационные выходы 12 устройства, выход 13 указателя режима. I

Коммутатор содержит элементы

И 14, элемент НЕ 15 и элементы ИЛИ 16.

Блок сравнения содержит m узлов 17 сравнения и узел 18 формирования результата. Каждый узел сравнения содер 1т элементы И 19, элементы НЕ 20, элемент ИЛИ 21. Узел формирования результата содержит элементы И 22, НЕ 23, ИЛИ 24.

Устройство функционирует в двух режимах: режиме поиска максимума (минимума) в множестве чисел, режим поэлементного сравнения двух множеств на больше/меньше (объединение перечисление нечетких множеств) и определения отношения доминирован|1я числовых множеств (включения нечетки множеств).

Рассмотрим работу устройства в первом и втором режимах.

1. Принцип действия устройства в режиме поиска максимума/минимума в множестве чисел.

Элементы множества А {а,,а2... а j поступают на входы 8 соответст- вуюпщх узлов 1 сравнения, на первые группы входов коммутатора и блока 3 сравнения. Для определения рассморим функционирование устройства в режиме поиска- максимума в множестве чисел. В этом случае на первую груп54464.2

пу входов второго коммутатора 4 пер- вог о узла 1 сравнения с входа 9 того же узла сравнения подается значение 00...О. На управляющий вход 5 коммутатора 4 с управляющего входа 11 узла сравнения поступает сигнал 1, который разрешает прохождение информации с первой группы входов коммутатора 4 на его выходы. Таким 0 образом, на входы блока 3 сравнения первого узла 1 сравнения поступают соответственно элементы а, и 00..О. На управляющий вход блока 3 сравнения подается в данном случае сигнал fS О . Зависимость выходов блока 3 сравнения от его входов имеет при этом следующий вид:

первый выход

второй выход

при , при

;й

fl при ) О при

блогде Ъ - значение на втором входе ка 3 сравнения.

Следовательно, первый выход блока 3 сравнения первого узла сравнения установится в 1. Этот сигнал, поступая на управляющий вход коммутатора 2, обеспечивает коммутацию его выходов с первой группой входов, Тем самым на выходе коммутатора 2 первого узла 1 сравнения устанавливается значение а,. Это значение поступает на вход 9 второго узла 1 сравнения, который функционирует аналогично первому узлу сравнения. Сигнал на первом выходе блока 3 сравнения второго узла 1 сравнения управляет работой коммутатора 2 таким образом, что на его выход поступает большее из значений а, и а, которое подается на вход 9 третьего узла 4 сравнения. Аналогично функционируют все узлы сравнения устройства. Таким образом, на выходе коммутатора 2 п-го узла 1 сравнения устанавливает- ся максимальное из значений aj , ,п.

На втором выходе блока 3 сравнения i-ro узла 1 сравнения единичный сигнал устанавливается в том случае, если выполняется условие

, j 1, (i-1).

Этот сигнал через элемент НЕ 6 с нулевым значением поступает на второй вход элемента И 5, а с его выхода на вторые входы элементов И 5 и 7 (i-l)-ro узла 1 сравнения

. 31

т.д. На упомянутые входы элементов п-го узла 1 сравнения подается сигнал 1, обеспечивающий правильное функционирование устройства во всех режимах.

Таким образом, О на выходе элемента И 5 i-ro узла сравнения запрещает выдачу результата с первых выходов блоков 3 сравнения узлов 1 сравнения с первого по (1-1)-ый включительно через элементы И 7 на выходы 12 устройства.

Следовательно, единичные значения будут установлены на выходах 12 лишь тех узлов 1 сравнения, на входы 8 которых поданы максимальные элементы множества А. Значение максимального элемента снимается с выхода коммутатора 2 п-го узла 1 сравнения-. Функционирование устройства в реиме поиска минимальных элементов - ножества аналогично описанному выше. Отличие состоит в том, что на первую группу входов второго коммутатора 4 первого узла 1 сравнения с входа 9 подается значение 11...1 а на управляющий вход блока 3 сравнения всех узлов сравнения подается сигнал 1. Зависимость выходов блока 3 сравнения от значений его вхоов имеет в этом случае следующий вид:

первый выход

второй выход

Р С

О при при

О при при

При этом на выход коммутатора 2 п-го узла 1 сравнения будет выдаваться значение минимального элемента множества А, а выходы 12 узлов

1сравнения, соответствующих минимальным элементам, будут установлены в 1.

2. Принцип действия устройства в режиме поэлемелтного сравнения множеств и определения отношения доминирования.

Элементы первого множества А а,, а... поступают на входы 8 соответствуюпщх узлов 1 сравнения, на первые группы входов коммутатора

2и блока 3 сравнения. Элементы второго множества С с ,, с...с„ подают на группы входов коммутаторов 4 На управляющий вход коммутатора 4

544644

с управляющего входа 11 узла сравнения подается сигнал О, который разрещает прохождение информации с входов коммутатора 4 на его выходы. 5 Таким образом, на входы блока 3 сравнения i-ro логического узла 1 поступают соответственно элементы а и с,- исходных множеств.

Режим работы блока 3 сравнения 10 определяется состоянием его управляющего входа.Если состояние управляющего входа - О, то устройство реализует функцию поэлементного сравнения 15 множеств А и С на больше (объединение нечетких множеств) и вычисление отношения включения нечетких множеств К с. С . При состоянии управляющего входа блока 3 сравнения - 20 1 осуществляется поэлементное сравнение множеств А и С на меньще (пересечение нечетких множеств) и вычисление отношения включения С с А .

Рассмотрим работу устройства при 25 выполнении операций объединения нечетких множеств и вычисления, отно Ч гшения АСС.

Итак, на входы блока 3 сравнения i-ro узла сравнения поступают соот- 30 ветственно элементы а;- и с; исходных множеств. При этом выход aSb блока 3 сравнения управляет работой коммутатора 2 таким образом, что на его выход поступает большее из значений

5 i « ;Если выполняется условие .;, то нулевой сигнал выхода блока 3 сравнения через элементы НЕ 6 единичным значением поступает первый вход второго элемента И 5, на второй вход которого подается сигнал с выхода второго элемента И 5 (i+1)-ro- узла 1 сравнения. Этот сигнал представляет собой конъ5 юнкцию результатов попарного сравнения элементов множеств А и С с (i+1)-ro по п-ый. Сигнал с выхода второго элемента И 5 первого.узла сравнения поступает на выход 13 то50 го же узла 1 сравнения. Единичный сигнал на этом выходе в данном случае соответствует условию

а; с; Y; 1,п

Таким образом, в данном случа е на выходах коммутаторов 2 узлов 1 сравнения реализуется функция поэлементного сравнения множеств на

максиьгум (объединение нечетких мноf Vt

деств ADC), а по выходу 13 вычис- лейие отн зшения включения нечетких множеств АСС.

В табл.1-2 приведены состояния входов и выходов блоков и элементов, поясняющие работу устройства во вто ром режиме.

Табл.1 соответствует операции поэлементного сравнения множеств

2544646

1 -V

на максимум (объединение АК; нечетких множеств) и определения отношения ТСсЙ включения нечетких множеств.

5

Табл.2 соответствует операции

поэлементного сравнения множеств

Л VX

на минимум (пересечение АпС нечетких множеств) и определения отноше-г 10 ния ССА включения нечетких множеств

Таблица Г

Таблица 2

0О 0,4 О

11 0,5 О 1 1 0,2 О

с, К 1 2 3

1

0,6 0,4

1

0,5

0,3

Формула изобретения

Устройство для сравнения чисел, содержащее п узлов сравнения, где п - число сравниваемых чисел в множестве, каждый из которых содержит блок сравнения, элементы И, НЕ и ком мутатор, причем входы i-ro сравниваемого числа пёрвогй множества устройства, где - п, подключены к первым группам входов коммутатора и блока сравнения i-ro узла сравне- ния, в каждом узле сравнения выход Больше-равно блока сравнения подключен к управляющему входу ком гута- тора и первому входу элемента И, выходы коммутатора j-ro узла сравне- ния, где ,2,...,n - 1 , соединены с входами (j+1)-ro сравниваемого числа второго множества (j+1)ro узла сравнения, выходы элементов. И всех узлов сравнения являются информационными выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения отношения доминирования между число- выми множествами, в частности вьшолнения операции включения нечетких м ножеств и их поэлементного сравнения, в каждый узел сравнения введены второй элемент И и второй коммутатор

О

о

о

1

0,5 0,3

15

20 5 о 0 5

5

причем входы i-ro сравниваемого числа третьего множества подключены к первой группе входов второго коммутатора i-ro узла сравнения, вторая группа входов второго коммутатора (j+1)-ro узла сравнения соединена с входами (j+1)-ro сравниваемого числа второго множества ,(j + 1)-го узла сравнения, вторая группа входов второго коммутатора первого узла сравнения подключена к входам первого сравниваемого числа второго множества устройства, в каждом узле сравнения выходы второго коммутатора подключены к вторым группам входов первого коммутатора и блока сравнения, выход Больше которого через элемент НЕ подключен к первому входу второго элемента И, выход второго элемента И (j+1)-ro узла сравнения соединен с вторыми входами элементов И j-ro узла сравнения, вторые входы

элементов И п-го узла сравнения подключены к входу логической единицы устройства, выход второго элемента И первого узла сравнения является выходом указателя режима устройства, входы задания режима устройства подключены к управляюпщм входам блоков сравнения и вторых коммутаторов всех узлов сравнения.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности применяемой в специализированных про- ueccopaic для обработки нечетких множеств. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения отношения доминирования между числовыми множествами, например операции включения нечетких множеств и их поэлементно/го сравнения. Устройство содержит узлы сравнения, каждьй из которых включает два коммутатора, блок сравнения, элементы И и НЕ. Устройство работает в двух режимах: режиме поиска максимума (минимума) в множестве чисел, режиме поэлементного сравнения двух множеств на больше/меньше (объединение/пересечение нечетких множеств) и. определения отношения доминирования числовых множеств (включения нечетких множеств). 3 ил. 2 табл. S2 е (Л

Редактор Н. Слободяник

Составитель Е. Иванова

Техркд Л.Сердюкова Корректор Л. Пилипенко

Заказ 4721/52Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4