Устройство для выбора экстремального из @ @ -разрядных двоичных чисел Советский патент 1991 года по МПК G06F7/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной техник и может быть использовано при реализации технических средств для выбора экстремального числа из массива однородных чисел.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет выбора экстремального числа, величина которого не меньше (не больше) заданного порога.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит группу элементов И 1, группу поразрядных узлов 2 анализа, каждый из, которых включает в себя элемент 3, группу, элементов И 4 и группу элементов ИЛИ 5, элемент НЕ 6, группу элементов И 7, группу элементов ИЛИ-НЕ 8, группу элементов И 9, шифратор 10, входы 11 разрядов анализируемых числ

СО 00

сел, информационные выходы 12 экс- тремального числа устройства, выходы 13 номера экстремального числа устройства, регистр 14, элемент ИЛИ- НЕ 15, вход 16 порога устройства и сигнальный выход 17 устройства.

Для выбора, например, минимального числа из массива анализируемых чисел не больше заданного порогово- го значения анализируемые числа и пороговое значение подаются в устройство в прямом коде и принимают участие в выборе на равных правах. Выбор производится с последовательным формированием каждого разряда выходного числа, начиная со старшего. При этом, если одно либо несколько чисел (включая заданное) содержат в одноименных разрядах 1, то эти числа исключаются из дальнейшего анализа.

Сущность данного подхода рассмотрим на примере.

Пусть Р 010 А 001, В 011.J С 100. Причем, число 7 является по- роговым значением.

Вначале производится анализ старших разрядов всех четырех чисел. Так как первый разряд числа С содержит 1, то на втором этапе эти осталь- ные разряды этого числа принимают следующие единичные значения: Р 010, А 001, В 011, С1 111, а первому разряду экстремального (минимального) числа присваивается значение О.

На втором этапе анализируются вторые разряды чисел. Так как значения вторых разрядов чисел Р и В равны 1, то эти числа исключаются из анализа аналогичным образом, а значение второго разряда экстремального числа устанавливается равным О.

На третьем этапе анализируются

,й . А X Ч

следующие

В

«

числа: ,

Р 111; А - 00

Ш; С 111.

Так как значения всех младших разрядов равны 1, то третий разряд экстремального числа равен 1.

Таким образом, выбирается минимальное число А Если минимальным является число Р, то выбирается пороговое значение.

Определение местоположения минимального числа производится.на основе анализа сигналов принудительной установки единиц только анализируемы чисел. Так, на первом этапе эта еди

Q 0

5

о

5

5

0

5

ница формируется по единичному значению старшего разряда числа С, что равносильно установке в единицу дополнительного (четвертого) разряда числа С, на втором в единицу устанавливается дополнительный разряд числа В. На третьем этапе сигналы принудительной установки единиц не формируются, так как младшие разряды всех чисел равны единице, и дополнительный разряд числа А в единицу не устанавливается. Таким образом, эти сигналы образуют код 011, в котором нулевой сигнал на первой его позиции указывает на то, что минимальным числом из массива анализируемых чисел является первое число, т.е. число А.

Если все числа в анализируемом массиве превышают заданное пороговое значение, образуется код с единичными сигналами во всех позициях, свидетельствующий о том, что в анализируемом массиве все числа превышают заданное пороговое значение. При этом формируется единичный сигнал элементом ИЛИ-НЕ 15, поступающий на выход 17 в качестве сигнала отсутствия в исходном массиве экстремального числа, меньшего установленного порога.

Значение порога поступает на входы 16 устройства и принимается в регистр 14. Анализируемые, отличные от нуля, числа поступают на информационные группы входов 11э причем старшие разряды чисел подаются на входы 11 «, 112),..., гц и одновременно на соответствующие входы элемента И 1 и на первые входы одноименных элементов И 4 группы первого узла анализа 2, на (п+1)-й вход элемента И 1( и первый вход (п+1)-го элемента И 4 группы которого подается старший разряд порогового значения с регистра 14.

Пусть первое число А( анализируемого массива меньше порогового значения и имеет 1 только в младшем разряде.

При этих условиях на выходе элемента И 1( установлен О, а на выходе элемента НЕ 3 узла 2 - единичный сигнал. Так как элементы И 4 узла 2 открыты по вторым входам, то, если имеются значения 1 в старших разрядах других чисел, на вы- ходах соответствующих элементов И 4

устанавливаются единичные сигнальП Эти сигналы поступают на соответствующие входы всех одноименных элементов ИЛИ 5 во всех узлах . ..,2., . Тем самым независимо от значений остальных (т-1) разрядов данным числам принудительно устанавливаются единичные значения для формирования выходных сигналов элементами И 1,

И.

Ч Mfll

Аналогичным образом после формирования нулевого сигнала элементом 12 единичным сигналом с выхода элемента НЕ 3 второго узла 2 разрешается передача единичных значений вторых разрядов анализируемых чисел. При этом выходными единичными значениями сигналов элементов И 4 узла 2 дополнительно исключается из анализа еще ряд чисел, имеющих 1 во вторых разрядах.

Так как во всех разрядах первого числа, кроме младшего, содержится О, то в конечном итоге на выходах только элементов ИЛИ 5,,...,5 узла 2 т( устанавливаются единичные сигналы. При этом на выходах 12,..., 12 т( устанавливаются нулевые сигналы, а на выходе 12 - единичный, что соответствует значению минимального числа А4.

Единичным сигналом с выхода элемента И 1 через элемент НЕ 6 блокируется передача значений сигналов младших разрядов чисел через элементы И 7 на соответствующие входы элементов ИЛИ-НЕ 8.При этом на входах элементов ИЛИ-НЕ 8 с выходов эле-.

ментов И 4 ,| всех узлов анализа 2 элемента И 7. устанавливаются

и

нулевые сигналы, а на одном из входов каждого элемента ИЛИ-НЕ 8 ,..., ИЛИ-НЕ 8w- единичные, а на остальных входах - нулевые.

Если в массиве имеются несколько равных минимальных чисел, то на входах одноименных элементов ИЛИ-НЕ 8 устанавливаются нулевые сигналы, а на одном из входов каждого из остальных - единичные.

В рассмотренном примере на выходах элементов ИЛИ-НЕ 8 формируется позиционный код 10...0.

Элементы И 9, подключенные к выходам элементов ИЛИ-НЕ 8 по приоритетной схеме, обеспечивают выбор крайней левой единицы из выходных сигналов элементов ИЛИ-НЕ 8. Уни

15386

тарный код, содержащий единицу и одной из позиций, поступает на входы шифратора 10 и входы элемента ИЛИ-НЕ 15. Шифратор 10 преобразует унитар- , чьи код в двоичный код номера входа минимального анализируемого числа, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 15 формируется нулевой сигнал, поступаю.Q щии на выход 17 устройства и свидетельствующий о том, что среди чисел анализируемого массива есть числа, не превышающие пороговое значение. Для данного примера, так как еди15 ницг находится на первой позиции, на выходе шифратора 10 формируется двоичный код единицы, поступающий на выходы 13 устройства и означающий, что минимальное число присут20 ствует на входах 11.

Если в анализируемом массиве минимальное (одно или несколько) равно проговому значению, то устройство функционирует аналогично: на

25 выходах 12 устанавливаются минимальные значения, на 13 - код номера первого по порядку экстремального числа, а на выходе 17 - нулевой сигнал.

30 Если минимальным является только пороговое значение, то на выходах 12 устанавливается его значение, а на входах элементов ИЛИ-ИЕ 8 - единичные сигналы и, соответственно, на их выходах - все нулевые. В результате на выходах 13 устанавливается нулевой код, а на выходе 17 формируется единичный сигнал.

Для выбора максимального числа на

4Q входы 11 анализируемые числа п на вход 15 значение порога подаются в обратных кодах. На выходах 12 формируется максимальное число в обратном коде и нулевой сигнал на выхо45 де 17, когда массив содержит число, превышающее порог.

При отсутствии максимального числа, превышающего порог, на выходе 17 формируется единичный сигнал от5о сутствия экстремального числа.

Для выбора экстремального числа во всем диапазоне исходного массива в регистр 14 по входам 16 заносится максимальное значение, т.е. единицы

35

во всех разоядах.

Формула изобретения

Устройство для выбора экстремального из пта-разрядых двоичных

чисел по авт.св. № 1488783, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет выбора экстремального числа, значение которого не больше (не меньше) заданного порога, в него введены регистр, элемент ИЛИ-НЕ, а в каждый поразрядный узел анализа введены (п-М)-й элемент И группы и (п-Н)-й элемент ИЛИ группы,причем в каждом j-м поразрядном узле анализа (j 1,2,... (т-1), первый вход (п+1)-го элемента И соединен с выходом j-ro разряда регистра, второй вход подключен к выходу элемента НЕ, а выход соединен с первым входом (п+1)-го элемента ИЛИ группы, второй вход которого подклю16315388

чен к выходу (j-M)-ro разряда регистра, выход первого разряда которого соединен с (п+1)-м входом первого многовходового элемента И, выход (п+1)-го элемента ИЛИ группы j-ro поразрядного узла анализа подключен к (п+1)-му входу (j+1)-ro многовходового элемента И, выход(п+1)-го элемента И группы К-го поразрядного узла анализа (К 1,2....,га-2), соединен с (К+2)-м входом (п+1)-го элемента ИЛИ группы поразрядных узлов анализа с (К+1)-го по (т-1)-и, входы регистра являются входами порога устройства, входы шифратора подключены к одноименным входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является сигнальным выходом устройства.

10

15

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано при реализации технических средств для выбора экстремального числа из массива однородных чисел и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1488783. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет выбора экстремального числа, значение которого не меньше (не больше) заданного порогового значения. / Устройство содержит группу многовхо- довых элементов И 1, группу поразvрядных узлов анализа, каждый из которых включает в оэбя элемент НЕ, группу элементов И и группу элементов ИЛИ, две группы элементов И, группу элементов ИЛИ-НЕ и шифратор. Устройство обеспечивает выбор экст тремального числа из массива однородных чисел, значение которого не больше (не меньше) заданного поро-- га, с определением номера входа этого числа. Порог задается в регистре, и это число участвует в процедуре выбора наравне с числами исходного массива. Цля определения минимального числа исходный массив и порог подаются в устройство в прямом коде, а для определения макси- мального - в обратном. Выбор экстремального числа производится путем поочередного исключения из анализа чисел, имеющих единичные значения в анализируемых разрядах, принудительной подачей единичных сигналов в последующие поразрядные узлы анализа. При отсутствии экстремального числа формируется соответ ствующий единичный сигнал. 1 ил. 1 СП СО