Ячейка однородной среды Советский патент 1989 года по МПК G06F7/00 

1

Изобретение относится к автомати- ке и вычислительной технике и предназначено для построения линейных и плоскостных однородных структур, pea- лизующих бесповторные упорядоченные произвольные (в том числе любые скобочные) нормальные формулы из h букв, а также формулы из классов повторных и бесповторных неупорядоченных булевых функций как с пропусками аргументов, так и без них, заданных в базисе И, ИЛИ, НЕ при равной доступности прямых и инверсных выходов источников информации.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет реализации бесповторных и упорядоченных произвольных нормальных формул и повторных и бесповторных неупорядочен ных формул с пропусками и без пропуска аргументов.

Булева формула называется нормальной, если знаки отрицаний расположены в ней лишь над одиночными переменны- ми.

- к Определим подкласс I формул реализуемых ячейкой из класса бесповторных неупорядоченных булевых функций, Пусть дана функция, явно или не- явно зависящая от аргументов Х, Xj, ,..,Xw. Запишем эти аргументы в порядке возрастания их индексов слева направо. Аргумент, имеющий наименьший индекс, будем называть минималь- ным, а наибольший - максимальным.

f,y,,(Z,Zo

Lf2. (Z1 xvZ

Ячейка путем настройки реализует

следующие системы формул:

1) при , , , Z,,0,

jfl

jfa ya (фиг,2а)

Диапазоном функции будет называть замкнутый интервал, границы которого образуют индексы минимального и максимального аргументов Будем считать, что интервалы двух различных функций пересекаются, если минимальный аргумент одной из функций входит в интервал другой.

Если функция f представима в вице f л jb ft1 5 то она входит в подклас I, где с4 и jb - упорядоченные функции с пересекающимися диапазонами; Ј1 - упорядоченная функция, минимальный аргумент которой не входит в диапазон функций d и Jb , В общем случае функция jj-1 может быть тождественно равной нулю; - знак конъюнкции или дизъюнкции0

Функции d и Ь могут быть любого порядка, графическая схема которых имеет древовидную структуру.

На фиг.1 показана функциональная схема предлагаемой ячейки; на фиг02- коммутационные и функциональные схемы, реализуемые ячейкой путем настройки; на фиг.З - графическая схема функций и (Ь; на фиг.4-11 - возможные соединения ячеек в среде„

Ячейка (фиг.1) содержит настроечные входы 1-4, информационные входы 5-7, элементы И 8-20, элементы ИЛИ 2 и 22, выходы 23 и 24,

Структура предлагаемой ячейки описывается следующей системой формул:

)v()x Zs 2., ZbVZ y xZjVy.Z, Ze

2)при , , Z f 0, Z,l

f 1 x

fo JijQ (Фиг„2б)

3)при , , ,

f. y, + x

f i y (4иге2в)

4) при , Z3«0, Z5 1, 1,,, Ifi x

f У + Уг

(фиг.2г) 2, 0

(фиг.2е) 10

15

) при , Z,,

lfl У

Јг угх(фиг,2д)

)при , , , Z, 1,

f. 0 (f. x у,

7)при , Z} , , Z, 0

fa У,

Uu У 2(фиг.2ж)

)при , , , Z,,

f, 0 fa. y + y2 (фиг.2s)

)при , Z«) 0, Z2 0, Z,0,

f, - У1 x

fa У 2 + x(фиг,2и)

10)при , , Z2 n, ,

ffi x

y, y5 + x (фиго2к) 1) npH-Z4i l, Z3 0, Z2 l, , |f y + x У + x (Фиг.2л)

12)при Z4 l, , , Z,l,

f x

Јг у, + y2 +x (фиг.2м)

13)при , , , Z(0,

|ft 0

f 2 у2 + x(фкг,2н)

14)при , , , Z(l,

Jf 0

20

25

30

f x

(фиг.2п)

15)при Z,, l, Z«, l, , г(0,

jfi У

(fu y2 + x(фиг.2р)

16)при , , , ,

jf, 0

Ifj у, +у2+х (фиг.2с)

Проиллюстрируем работу однородных сред, построенных из предлагаемых ячеек на следующих примерах.

Пример 1. Для реализации бесповторной упорядоченной функции вида

f, ((X,fV/ X2)(X5vX4)V(Xb- YX6 (XTVX8)) ((XqVX,0)0((v/X)N4X1JvXM)x ( V ))

строится древовидная схема с выделенными каскадами (фиг.4). Схема каскада и настроечные коды для его ячеек показаны на фиг.5.

Пример 2. Реализация бесповторной неупорядоченной функции вида f ( представлена на фиг,6, где для каждой ячейки указаны настроечные коды, функция fg принад0

5

0

5

лежит подклассу I, поскольку о( XiX,v Ь 0, а минимальный аргумент функции входит в диапазон функции . Нетрудно убедиться в том, что функция является неупорядоченной, так как среди всех формул, получаемых путем тождественных преобразований, упорядоченные записи отсутствуют,

Пример 3. Аналогично для бесповторной неупорядоченной функции fg ,V X2X4 Y X6Xg VX3, содержащей пропуски аргументов Хд и Хр, и неупорядочиваемой ни при каких тож- дественных преобразованиях имеем оС XiXb; p XcX4; XeX3VX9. Струк- тура и настроечные коды ячеек приведены на фиг.7.

Пример 4. Рассмотрим случай реализации функции гд Х4Хе VX г,Х V . Функция fj является повторной, так как не существует никаких тождественных преобразований, в результате которых получалась бы запись с однократным вхождением в нее каждого аргумента. Настроечные коды для каждой ячейки однородной среды, реализующей функцию f-i , представлены на фиг.8.

Пример 5. Аналогично можно найти настроечные коды для повторной функции

fs X XivX1X4.VX-5, Х . 5 с пропусками аргументов Хо и Хб. Ее однородная среда и настроечные коды показаны на фиг.9.

Пример 6. Реализация неупорядоченной функции высокого порядка

f ((X,X6vX6)X(0v хЛ-Х,2УХв}1«.

(Г(Х,ХЬХ4УХ5)Х7Х9УХ,.У

vL ( x,6vx,7) XfbVX2o J x2,

с пропуском аргумента Х(д, настроечными кодами для каждой ячейки представлены на фиг.10.

Пример 7. На фиг.11 показаны настроечные коды каждой ячейки однородной среды, реализующей упорядо0

0

5

0

5

ченную функцию:

Ј7 X4X2X,V Xs v Хь с пропуском аргумента Хф.

Формула изобретения

Ячейка однородной среды, содержащая два элемента ИЛИ и четыре элемента И, причем первый информационный

вход ячейки соединен с первым прямым входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с первым настроечным входом ячейки и инверсным входом первого элемента И, второй прямой вход которого соединен с третьим входом второго элемечта И и вторым настроечным входом ячейки, второй информационный вход которой соединен с первым прямым входом третьего элемента И, инверсный вход которого соединен с третьим настроечным входом ячейки, третий информационный вход которой соединен с первым прямым входом четвертого элемента И, выходы первого и третьего элементов И соединены с первым и вторым входа ми первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом ячейки, второй выход которой соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с

версным входом девятого элемента И первым настроечным входом ячейки, второй информационный вход которой

г соединен с вторым прямым входом че вертого элемента И, вторым входом седьмого элемента И1 первым прямым входом десятого элемента И, первым входом одиннадцатого элемента И и

10 первым входом двенадцатого элемент И, второй вход которого соединен с вторым прямым входом пятого элемен та И, прямым входом восьмого элеме та И, первым прямым входом девятог

15 элемента И, первым входом тринадца го элемента И и третьим информацио ным входом ячейки, второй настроеч ный вход которой соединен с вторым прямым входом десятого элемента И

20 вторым входом тринадцатого элемент И, третий настроечный вход ячейки единен с инверсным входом пятого э мента И, вторым прямым входом шест го элемента И, инверсным входом се

выходами второго и четвертого элемен- 25 мого элемента И, вторым инверсным

версным входом девятого элемента И и первым настроечным входом ячейки, второй информационный вход которой

соединен с вторым прямым входом четвертого элемента И, вторым входом седьмого элемента И1 первым прямым входом десятого элемента И, первым входом одиннадцатого элемента И и

первым входом двенадцатого элемента И, второй вход которого соединен с вторым прямым входом пятого элемента И, прямым входом восьмого элемента И, первым прямым входом девятого

5 элемента И, первым входом тринадцатого элемента И и третьим информационным входом ячейки, второй настроечный вход которой соединен с вторым прямым входом десятого элемента И и

0 вторым входом тринадцатого элемента И, третий настроечный вход ячейки соединен с инверсным входом пятого элемента И, вторым прямым входом шестого элемента И, инверсным входом седь

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки информации, в контурах управления адаптивных промышленных роботов, в системах контроля знаний обучаемых, при проектировании БИС и СБИС. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет реализации бесповторных упорядоченных произвольных нормальных формул и повторных и бесповторных неупорядоченных формул с пропусками и без пропуска аргументов. Ячейка содержит входы 1-7, элементы И 8-20, элементы ИЛИ 21 и 22, выходы 23 и 24. Путем настройки ячейки предусмотрены различные комбинационные варианты соединения входов с выходами ячеек, чем обеспечивается вычисление как произвольных бесповторных нормальных формул из H букв, так и формул из классов повторных и бесповторных неупорядоченных булевых функций с пропусками аргументов и без них. 11 ил.

тов И, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет реализации бесповторных упорядоченных произвольных нормальных формул и повторных и бесповторных неупорядоченных формул с пропусками и без пропуска аргументов, в нее введено девять элементов И, причем первый информационный вход ячейки соединен с вторым прямым входом третьего элемента И первым прямым входом пятого элемента И и первым прямым входом шестого элемента И,

35 И соединены с третьим, четвертым и пятым входами первого элемента ИЛИ соответственно, выходы пятого, восьмого, девятого, одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов

первый инверсный вход которого соединен с первым инверсным входом четвер- 40И соединены с третьим, четвертым, того элемента И, первым прямым входомпятым, шестым, седьмым и восьмым седьмого элемента И, первым инверс-входами второго элемента ИЛИ соответ ным входом восьмого элемента И, ин-ственно.

входом восьмого элемента И, инверсным входом десятого элемента И и третьим входом двенадцатого элемента И, четвертый настроечный вход ячейки соединен с вторым инверсным входом шестого элемента И, вторым прямым входом девятого элемента И и вторым входом одиннадцатого элемента И, выходы шестого, седьмого и десятого элементов

И соединены с третьим, четвертым и пятым входами первого элемента ИЛИ соответственно, выходы пятого, восьмого, девятого, одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов

И соединены с третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым входами второго элемента ИЛИ соответ ственно.

i «d

2 Л

TT-ft

а

И

пр

Фие.2 J {(((} Х2)1Х,)...)Лл.,

ffx, л2; АЗ

)

XjXXg

л У/

//

ЛУ/

2 У2

Фиг.З

Л

7Л2.XjХуХ$

1011 ЮОО 0100 ЮЮ Ю11

Фые.8

Xj faХ3 Xif

t О

ЮН 01Ю WOO О WO ЮЮ ОНО 0010 ООН

Фие.9

%Ч % %S 7 Х8 В Ю 1

1101 00 Ю 0000 0000 ООЮ QWO 0000 1110 0000 0100 7770

12 1Ъ W IS Х1В 7 X is Xfg Xgo 2f .

illIIL L L LJL

ОЮО ПОО 0010 0001 Off00 0010 0000 0110 0070 0000 ООП

Фиг. 10

V5

Фиг.11