Устройство для определения локальных экстремумов функции Советский патент 1987 года по МПК G06F7/06 

11290297

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для поиска экстремумов функций, представленных в виде дискретных выборок.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности определения глобального экстремума.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит буферные регистры l.-lg, регистр 2 глобального экстремума, счетчик 3 управления, счетчик 4 адреса экстремума, регистр 5 адреса экстремума, элемент задержки, элементы И 7, -7з и 8,-8, .элементы ИЛИ9 иЧ, элементы И/И-НЕ

виде МОНТАЖНОГО И), на выходах эле ментов ИЛИ-НЕ 11,-П., а тригг ры 12,-12j также не изменят своег состояния. Если часть разрядов - н 5 левые, а часть - единичные, то в е ничное состояние устанавливаются т из триггеров 12 I, разряды в соотве ствуюшлх регистрах 1. которых равн

нулю. В дальнейшем сигнал О с ин

10

элемент ИЛИ-НЕ 11

версного выхода данного триггера п ступает на вход соответствующего э мента И/И-НЕ lOj, имитируя поступл ние минимального числа. Таким обра в нулевом состоянии находится траг

15 (или триггеры) 12 , соответствующи минимальному (или в случае равенст чисел минимальным) из чисел в реги pax 1 т -13.

После того, как следующее число

20 будет полностью записано в регистр 1 , счетчик 3 выдает сигнал перепол

триггеры и 13, информационный вход 14, вход 15 выбора режима, вход 16 запуска, тактовый вход 17 и выход 18 фиксации экстремума.

Устройство работает следующим об- разом.

Последовательность выборок функции поступает на информационный вход 14 устройства в последовательном коде

старшими разрядами вперед и записьтаа--30 на вход 18 устройства, а также на ется в регистр 1,. Старший разряд вход разрешения записи регистра 5,

1

ния, который увеличивает на единицу

содержимое счетчика адреса 4 и пос пает на входы элементов И 8, -83.

. Если триггеры , установлен соответственно, в состояние 101 (т

0.1 -г О-з ) то на входе элемент И 8 появляется импульс, который ч рез элементы ИЛИ 9. и И 7„ поступа

2.

хранящегося в регистре 1 числа перезаписывается при этом в регистр Ij, а старший разряд числа, храня1чегося

в который переписано значение адре локального экстремума. Тем самым б дет зафиксированоу что по адресу,

в регистре Ig , - в регистр Ij . Каждый 35хранящемуся в регистре 5, устройство

поступающий разряд сопровождается сиг-зафиксировало локальный максимум. Есналом на тактовом входе 17 (при этомли . й, , то значение .,

на входе 16 запуска устройства уста-может быть локальным максимз мом либо

новлен сигнал 1), Тот же тактовый

сигнал увеличивает содержимое счетчи-40 дальнейшего поведения функции. Эта ка 3, емкость которого равна количест- ситуация фиксируется элементом ИВ,, ву разрядов поступающих чисел. импульс на выходе которого переводит

Устройство имеет два режима рабо- триггер 13 в единичное состояние. Ее- ты. В режиме выделения локальных экс- ли в дальнейшем значение функции убы- тремумов на входе .15 выбора режима 45 вает (т.е. некоторое .}, то установлен потенциал О.триггеры устанавливаются в

|. состояние 100. Зтосостояние фиксируРассмотрим процессы выДеления экстремума на примере выделения максимального из трех чисел, записанных в JQ ние, а на выходе 18 формируется сиг- регистры 1,-1д. Если очередные разря- нал локального максимума, ды чисел равны единице, то на прямых

выходах всех элементов И/И-НЕ 1 Of-10) - Если при а, о.,.з в дальней- 1, а на выходах ИЛИ-НЕ Ц - тем значение функции возрастает (т.е. и триггеры ,, не изме- 55 некоторое а сх ), то триггеры 12.- нят своего состояния. Если очередные I2з устанавливаются в состояние 011. разряды чисел все рарны нулю, то 1 Это соответствует ситуации перегиба

ется .элементом И 8 , при этом триггер 13 переводится в нулевое состояна объединенных инверсных выходах эле- функции и при этом сигнал формирует- ментов И/И-НЕ 10,-10, (соединенных в ся на выходе элемента 8, что привовиде МОНТАЖНОГО И), на выходах элементов ИЛИ-НЕ 11,-П., а триггеры 12,-12j также не изменят своего состояния. Если часть разрядов - ну- левые, а часть - единичные, то в единичное состояние устанавливаются те из триггеров 12 I, разряды в соответ- ствуюшлх регистрах 1. которых равны

нулю. В дальнейшем сигнал О с ин

версного выхода данного триггера поступает на вход соответствующего элемента И/И-НЕ lOj, имитируя поступление минимального числа. Таким образом, в нулевом состоянии находится траггер

(или триггеры) 12 , соответствующий минимальному (или в случае равенства чисел минимальным) из чисел в регист- pax 1 т -13.

После того, как следующее число

будет полностью записано в регистре 1 , счетчик 3 выдает сигнал переполне

на вход 18 устройства, а также на вход разрешения записи регистра 5,

1

ния, который увеличивает на единицу

содержимое счетчика адреса 4 и поступает на входы элементов И 8, -83.

. Если триггеры , установлены, соответственно, в состояние 101 (т.е.

0.1 -г О-з ) то на входе элемента И 8 появляется импульс, который через элементы ИЛИ 9. и И 7„ поступает

2.

в который переписано значение адреса локального экстремума. Тем самым будет зафиксированоу что по адресу,

точкой перегиба в зависимости от

состояние 100. Зтосостояние фиксируние, а на выходе 18 формируется сиг- нал локального максимума,

ется .элементом И 8 , при этом триггер 13 переводится в нулевое состоядит к установке триггера 13 в нулевое состояние. Сигнал на выходе 18 устройтсва при этом не формируется.

В режиме выделения глобального экстремума на входе 15 устройства устанавливается потенциал I. Устройство в этом режиме работает аналогично , но каждый выделенный при этом локальный экстремум сравнивается элементами И/И-НЕ 10 , ИЛИ-НЕ 1 1 и триггером 12 с текущим глобальным экстремумом, хранящимся в регистре 2. Сигнал на выходе 18 устройства формируется при этом только в случае когда , где о-,. - значение текущего глобального экстремума. Этим сигналом в регистр 2 через от- крытый элемент И 7, после окончания цикла сравнения переписывается число из регистра Ij .

Формула изобретения

Устройство для определения локальных экстремумов функции, содержащее первый, второй и третий буферные регистры, первый, второй и третий элементы ИЛИ-НЕ, первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры, первый, второй, третий и четвертый эле- 30 счет обеспечения возможности опредементы И, первый и второй элементы ИЛИ, счетчик адреса экстремума, счетчик управления, первый и второй элементы задержки, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом первого буферного регистра, выход которого соединен- с информацрюнным входом второго буферного регистра, выход которого

соединен с информационным входом тре-40 выходам соответствующих разрядов третьего буферного регистра, входы счетчика управления и первого .элемента задержки объединены, выход переполнения счетчика управления соединен со счетным входом счетчика адреса экстремума, с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого элементов И и через второй элемент задержки - с входами установки в нулевое состояние первого, второго, тре- 50 первыми входами соответственно

тьего и четвертого триггеров, выход первого элемента задержки соединен с входами управления сдвигом первого, второго и третьего буферных регистров, выходы первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ соединены с входами установки в единичное состояние соответственно первого, второго и третьего триггеров, прямой выход

первого триггера соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, инверсный выход первого триггера соединен с вторыми входами пер2 вого и второго элементов И, прямой выход второго триггера соединен с третьим входом второго элемента И, а инверсный - с третьими входами первого, третьего и четвертого элементов И,

O прямой выход третьего триггера соеди- . нен с четвертыми входами первого, второго и четвертого элементов И, а инверсный - с четвертым входом третьего элемента И, выход первого элемен5 та И соединен с входом установки в единичное состояние пятого триггера, прямой выход которого соединен с пятыми входами второго и третьего элементов И, вход установки в нулевое со-

0 стояние пятого триггера подключен к выходу первого элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно второго и третьего элементов И, первый и второй

5 входы второго элемента ИЛИ подключены к выходам соответственно третьего и четвертого элементов И, отличающееся тем, что, с целью расширения функцйональнЬ1х возможностей за

ления глобального экстремума, в него введены регистр глобального экстремума, первый, второй, третий и четвертый элементы И/И-НЕ, четвертый эле- мент ИЛИ-НЕ, регистр адреса экстремума, третий элемент задержки и пятьй, шестой и седьмой элементы И, причем установочные входы разрядов регистра глобального экстремума подключены ктьего буферного регистра, выход пер-: вого элемента задержки соединен с входом управления сдвигом регистра глобального экстремума, вход разреше- ния записи которого подключен к выходу пятого элемента И, первый вход которого является входом выбора режима устройства, выходы первого и третьего буферных регистров соединепервого, второго и третьего элементов И/И-НЕ, выход регистра глобального экстремума соединен со своим информационным входом и с первым вхо- дом четвертого элемента И/И-НЕ, прямые выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И/И-НЕ соединены с первыми входами соответствен- .но первого, второго, третьего и чет-

вертого элементов , инверсные выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И/И-НЕ объедине- . ны и соединены с вторыми входами пер- вого, втор ого, третьего и четвертого

рык входом шестого элемента И, выход которого является выходом фиксации экстремума устройства и соединен с входом разрешения записи .регистра адреса экстремума и через третий эле мент задер5тжи - с вторым входом пято го элемента И, вход счетчика управле ния подключен к выходу седьмого элемента И, первьй и второй входы котоэлементов ИЛИ-НЕ, инверсные выходы пер

вого, второго, третьего и четвертого

триггеров соединены с вторыми входами

соответственно первого, второго, треть

его и четвертого элементов И/И-НЕ, выход 0 рого являются соответственно входачетвертого элемента ИЛИ-НЕ соедИ- ми запуска устройства и тактовым вхо

нен с входом установки в еди- , дом устройства, выходы разрядов счет

ничное состояние четвертого триггера, чика адреса экстремума соединены с

прямой выход которого соединен с пер- соответствующими установочными вховым входом шестого элемента И, выход (5 дами разрядов регистра адреса экстре

второго элемента РШИ соединен с вто- мума.

рык входом шестого элемента И, выход которого является выходом фиксации экстремума устройства и соединен с входом разрешения записи .регистра адреса экстремума и через третий элемент задер5тжи - с вторым входом пятого элемента И, вход счетчика управления подключен к выходу седьмого элемента И, первьй и второй входы котоРедактор М. Дылын

Составитель В. Горохов

Техред Л. Олейник Корректоре Черни

7902/46

Тираж 673 Подписное ВНИШ1И Государственного комитета СССР.

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 7(-35 Раушская наб., д. 4/5

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

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для поиска экстремумов функций, представленных в виде дискретных выборок. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения глобального экстремума (ГЭ). Устройство содержит буферные регистры, регистр ГЭ, счетчик управления, счетчик адреса экстремума, регистр адреса экстремума, элемент задержки, элементы И, ИЛИ, И/И- НЕ, ШШ-НЕ, триггеры. Последовательность выборок функции поступает на информационный вход в последовательном коде. Устройство вьщеляет локально экстремум (ЛЭ) по трем смежным дискретным выборкам, отличая его от точки перегиба. В режиме вьщеления ГЭ выделенное значение ЛЭ сравнивается с текущим значением ГЭ и в случае превышения его записьшается в регистр ГЭ. 1 ил. с (Л ю се го со