Устройство для сравнения чисел Советский патент 1987 года по МПК G06F7/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в специализированных процессах для обработки нечетких множество

Цель изобретения - расширение функциональных водможностей за счет обеспечения возможности вьщеления экстремальных значений среди соответствующих элементов двух нечетких множеств и возможности определения дополнения нечеткого множества.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - блок сравнения.

Устройство состоит из п узлов ,- сравнения, каждый из которых содержит коммутаторы 2 и 3, блок 4 сравнения, группы 5 элементов ИЛИ, элементы И 6 и 7, элемент ИЛИ 8, элемент НЕ 9, группы входов сравниваемых чисел первого 10 и второго -1 1 множеств, группы входов 12 числа третьего множества,-входов 13 задания режима работы, группы информационных 14 и адресных 15 выходов, выхода 16 указателя р ежима работы.

Блок 4 сравнения содержит элементы И 17-21, элементы ИЛИ 22-25, элементы НЕ 26-29, а также m (по количеству разрядов сравниваемых чисел) поразрядных узлов 30,-30 сравнения (ПУС), каждый из которых содержит элементы И 31-34, элементы ИЛИ 35, элементы НЕ 36-38, Блок сравнения содержит также первую 39 и вторую 40 группу входов, вход 41 управления, выходы результата 42, 43 и группу выходов экстремального числа 44,

Устройство функционирует в трех режимак: псиск экстремума в множестве чисел; поэлементное сравнение двух ь кожеств на больше/меньше (объединение/пересечение нечетких множеств) с вьщелением экстремальных значений среди соответствующих элементов двух нечетных множеств и определение отношения доминирования числовых множеств (включения нечетких множеств) и определение дополнения нечеткого множества.

Элементы множества ,jS,.,,а„ поступают чярез входы 10 соответствующих узлов i сравнения, на первые группы входов коммутатора 2 и блока 4 сравнения. На вторую группу входов коь мутатора 3 первого узла 1 сравне- няя с входа i 2 подается значение 00.-. .0 при поиске максимума и значение 1 1 ... 1 при поиске минимума. На

10

15

20

25

541842

управляющий вход коммутатора 3 с управляющего нхода 13, поступает нулевой сигнал, который разрешает про- Р- хождение числа с второй группы входов коммутатора 3 на его выходы. На вТо- рой вход группы 5 элементов ИЛИ и второй управляющий вход коммутатора 2 всех узлов 1 сравнения с управлякг- щего входа 13, узла 1 сравнения поступает нулевой сигнал и число с выхода коммутатора 3 поступает на вторую группу входов коммутатора 2 и через группу 5 элементов ИЛИ на вторую группу входов блока 4 сравнения. Таким образом, на входы блока 4 сравнения первого узла 1 сравнения поступают соответственно элементы а, и 00...0. На управляющий вход блока 4 сравнения подается с входа 13 нулевой сигнал при поиске максимума и единичный при поиске минимума.

Зависимость выходов блока 4 сравнения от его входов имеет при нулевом сигнале на входе I3 следующий вид:

Выход 42 1 при О при жЪ

Выход 43 1 при .0 при

При единичном сигнале на входе 13 зависимость противоположная, Единичный сигнал с выхода 42 блока

35 4 сравнения первого узла 1 сравнения, поступая на первый управляющий вход коммутатора 2, обеспечивает коммутацию его выходов с первой rpyir пой входов, тем самым на его выходе

О устанавливается значение а, . Это значение поступает на вторую группу входов коммутатора 3 второго узла i сравнения, который функционирует аналогично,

45 Таким образом, на выходе 14 коммутатора 2 п-го узла 1 сравнения устанавливаете максимальное из значений aj , ,п.

На втором 43 выходе блока 4 срав50 нения i-ro узла сравнения единичный сигнал устанавливается в том случае, если выполняется условие ар. aj , J l ,(i--l).

Этот сигнал через элемент НЕ 9

Sf, кулевым значением поступает на первый вход элемента И 7, а с его выхода на вторые входы элемента И 7 и элемента ИЛИ (i-)-ro узла сравнения и т.д.

30

3

Таким образом, единичные значения установлены на выходах 5 тех узлов 1 сравнения, на входы 10 кото рых поданы максимальные элементы мнжества А.

В режиме поэлементного сравнения множеств с выделением-экстремальных значений и определения отношения доминирования элементы первого мно-

жества А(а, jH.,.., ,а„) поступают через входы 10 соответствующих узло I сравнения на первые группы входов коммутатора 2 и блока 4 сравнения.. Элементы второго множества ,, Cg,..о,Спj подаются через входы 11 соответствующих узлов 1 сравнения н первые группы входов коммутатора 3. На управляющий вход коммутатора 3 с управляющего входа 13 узла 1 сравнения подается единичный сигнал, который разрешает прохождение числа С с первой группы входов коммутатора на его выходы. На первый вход групп 5 элементов ИЛИ и второй управляющи вход коммутатора 2 всех узлов 1 сранения с управляющего входа 13 поступает нулевой сигнал и число С; с выхода коммутатора 3 поступает на вторую группу входов коммутатора 2 и через группу 5 элементов ИЛИ - на вторую группу входов блока 4 сравнения. Таким образом, на входы блока 4 сравнения i-ro узла 1 сравнения поступают соответственно элементы а

и Cj исходных множеств.

Режим работы блока 4 сравнения определяется состоянием его управляющего входа.

Если на управляющем входе 41 - нулевой сигнал, то устройство реализует функцию поэлементного сравнения множества А и С на больше (объ единение нечетких множеств) с вьще- лением максимальных/минимальных значений среди соответствующих элементов нечетких множеств А и С и вычисление отношения включения нечетких множеств А с С. При единичном состоянии управляющего входа блока 4 сравнения осуществляете поэлементное сравнение множеств А и С на меньше (пересечение нечетких множеств) с выделением максимальных/минимальных значений среди соответствующих элементов нечетких множеств А и С и вычисление отношения включения С с А.

5

0

5

0

5

0

Рассмотрим работу устройства при выполнении операций объединения нечетких множеств и вычисления отношения А с с.

На входы блока 4 сравнения 1-го узла сравнения поступают соответственно элементы а; и С; исходных множеств. При этом первый выход 42 блока 4 сравнения управляет работой коммутатора 2 таким образом, что на его выход поступает большее из значений Я) и С;, и если а; 5:С; , то на выходе 15 i-ro узла 1 сравнения появля- ется„единичный сигнал, в противном случае нулевой. Если выполняется условие , ,то нулевой сигнал второго выхода 43 блока 4 сравнения через элемент НЕ 9 единичным значением поступает на первый вход элемента И 7, на второй вход которого подается сигнал с выхода элемента И 7 (i+l)-ro узла 1 сравнения. Этот сигнал представляет собой конъюкцию результатов попарного сравнения элементов множеств А и С с (i+l)ro по п-й.Сигнал с выхода элемента И 7 первого узла 1 сравнения поступает на выход 16. Единичный сигнал на этом выходе в данном случае соответствует условию

а;4С , , V; ljn.

образом, в данном случае на выходах коммутаторов 2 узлов 1 сравнения реализуется функция поэлементного сравнения множеств на максимум (объединение нечетных множеств AUC), на выходах 5 - вьщеление максимальных/минимальных значений, а по выходу 1 6 - вычисление отношения включения нечетких множеств А с С.

Операхщя поэлементного сравнения множеств на минимум и определение отношения СсА вьтолняется аналогично.

Б режиме определения дополнения нечеткого множества элементы множества ,jR,,.с,а„ поступают на входы И) соответствующих узлов 1 сравнения, на первьге группы входов коммутатора 2 и блока 4 сравнения. На первый вход группы 5 элементов ИЛИ и второй управляюЕций вход ком мутатора 2 всех узлов 1 сравнения с управляющего входа 13з поступает единичный сигнал, который разрешает оступление числа с третьей группы ходов коммутатора 2 на его выходы.

Таким образом, на входы блока 4 сравнения i-ro узла 1 сравнения поступают соотйетственно элементы а и 1 ..«1.

Если Н8 вторую группу входов АО блока 4 сравнения поступает код 11..,1, то это фиксируется элементом И 21, нулевой сигнал с выхода элемента НЕ 28 запрещает работу цепи переноса, состоящей из элементов И 33 и 34, ИЛИ 35 и НЕ 38. С выхода элементов И 35 на выходы блока 4 сравнения поступает инверсный код числа, поданного на его первую группу входов. 1

Таким образом, на выходе коммутатора 2 i-ro узла 1 сравнения устанавливается значение а;, ,п, т.е. реализуется функция определенная дополнения нечеткого множества .

Формула изобретения

1. Устройство для сравнения чисел содержащее п узлов сравнения, где п - число сравниваемых чисел в множестве, каждый из которых содержит первый и второй коммутаторы, блок сравнения, два элемента И и элемент НЕ 5, причем входы 1-го сравниваемого

исла первого множества устройства, где ,2,,.п, соединены с информаионными входами первых групп перво- j o коммутатора и блока сравнения 1-го узла сравнения, входы 1-го сравниваемого числа второго множества устройства соединены с информационными входами первой группы второго коммутатора 1-го узла сравнения, в узле сравнения выходаз второго коммутатора соединены с информационными входами второй группы первого коммутатора, первый выход результата сравнения блока сравнения соединен с первым управляющим входом первого коммутатора к с первым входом перво- го элеманта И, выход которого является i-iM адресным выходом устройства, второй выход результата сравнения блока сравнения через элемент НЕ соединен с первьгм входом второго элемента И, первый и второй входы задания режима устройства соединены с управляющими входами соответственно вторых коммутаторов и блоков сравнения всех узлов сравнения, выходы первого коммутатора J-ro узла сравнения, где J 2,,. , ,(п-1), соедине 1ы с ин

,

ас а, ен3541846

формационными входами второй группы второго коммутатора (j+l)-ro узла сравнения, информационные входы вто- рой группы второго коммутатора первого узла сравнения являются входами числа третьего множества устройства, выходы первого коммутатора п-го узла сражения являются информационными

10 выходами устройства, второй вход второго элемента И п-го узла сравнения подключен к входу логической едини1ц 1 устройства, выход второго элемента И (j+l)-ro узла сравнения соединен с

15 вторым входом второго элемента И j-ro узла сравнения, выход второго элемента И первого узла сравнения является выходом указателя режима устройства, отличающееся

20 тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности выделения экстремальных значений среди соответствующих элементов двух нечет25 ких множеств и возможности определения дополнения нечеткого множества, в каждый узел сравнения введен элемент ИЛИ и группа из m элементов ИЛИ, где m - количество разрядов сравниваемых чисел, причем в 1-м узле сравнения k-rt выход второго коммутатора, где k,25...,т соединен с пер вым входом k-ro элемента ИЛИ группы, выход которого соединен с k-м входом второй группы блока сравнения, выходы экстремального числа которого соединены с информационными входами третьей группы первого коммутатора, второй вход первого элемента И подключен к выходу элемента ИЛИ, пер- вьй вход которого объединен со вторым входом второго элемента И, вторые входы элементов ИЛИ всех узлов сравнения объединены и подключены к первому входу задания режима устройства, третий вход задания режима устройства соединен со вторыми входами всех элементов ИЛИ групп всех узлов сравнения и вторыми управляющими входами первых коммутаторов всех уэлов

30

35

40

45

50

сравнения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок сравнения содеркит четыре элемента ИЛИ, 55 пять элементов И, четыре эламента НЕ к ет поразрядных узлов сравнения, каждый из которых содгряит три элемента НЕ, четыре элемента И и элемент ИЛИ, причем k-e входы первой и вто-

. 1 рой групп блока сравнения соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И k-ro поразрядного узла сравнения и, соот- ветственно через первый и второй элементы НЕ этого же поразрядного узла сравнения - с вторыми входами соответственно второго и первого элементов И k-.ro поразрядного узла орав нения, в котором выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего эле- мента И, выход которого через третий элемент НЕ соединен с первым входом четвертого элемента И, вход логической единицы устройства соединен с третьим входом первого и вторым вхо- дом четвертого элементов И первого поразрядного узла сравнения, выход четвертого элемента И 1-го поразрядного узла сравнения, где ,2,..., ...,(m-l), соединен с третьим вхо- дом первого и вторым входом .четвертого элементов И (1+1)-го поразрядного узла сравнения, выход первого элемента И k-ro поразрядного узла сравнения соединен с k-м входом пер- вого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами второго элемента ИЛИ, первого элемента И, и

34

через первый элемент НЕ - с первым входом второго элемента И, выход четвертого элемента И п-го поразрядного узла сравнения соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входо третьего элемента И, и через второй элемент НЕ - с первым входом четвертого элемента И, k-й вход второй группы блока сравнения соединен с k-M входом пятого элемента И, выход которого через третий элемент НЕ соединен с вторыми входами третьих элементов И всех поразрядных узлов сравнения, управляюищй вход блока сравнения соединен с входом четвертого элемента НЕ и со вторыми входами первого и третьего элементов И, выходы которых соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов ИЛИ, выход четвертого элемента НЕ соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов И,, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно четвертого и третьего элементов ИЛИ, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами результата блока сравнения, выход элемента ИЛИ k-ro поразрядного узла сравнения является k-м выходом эк- стремального числа блока сравнения.

lill

с,« «, «J

ferje «

lit ff

1

Put1

Изобретение относится к области вычислительной техники. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности выделения экстремальных значений среди соответствующих элементов двух нечетких множеств и возможности определения дополнения нечеткого множества. Устройство состоит из п узлов сравнения (УС), где п - количество чисел в множествах, каждый УС содержит коммутаторы, блок сравнения, группу элементов ИЛИ, элементы И, ИЛИ, НЕ. При выполнении операции поиски экстремального числа каждый i-и УС (,2,...,п) выделяет экстремальное из i-го числа и числа, выделенного (i-l)-M УС. При выполнении операции поэлементного сравнения с выделением экстремальных значений и определении отношения доминирования сравниваются соответствующие числа двух множеств, и определяется, все ли числа первого Множества больше (меньше) соответствующих чисел второго множества. При выполнении операции определения дополнения нечеткого множества вычисляется инверсное значение каждого элемента множества. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л со сд 4 оо 4

Составитель В.Горохов Редактор Н.Бобкова Техред М.Ходанич

Заказ 5694/43 Тирак 671Подписное

ВНИИПН Государственного когдатета СССР

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

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

Корректор М.Максимишинец