Устройство для определения экстремальных чисел, представленных числоимпульсным кодом Советский патент 1991 года по МПК G06F7/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для сравнения чисел, следующих последовательно и представленных числоимпульсным кодом, и выделения из них максимального и минимального чисел

Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности выделения из массива чисел, следующих последовательно и пред- ставленных числоимпульсным кодом, максимального и минимального чисел и их хранения.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для определения экс- тремальных чисел, представленных числоимпульсным кодом.

Устройство для определения экстремальных чисел, представленных числоимпульсным кодом содержит счетчики 1-3 импульсов, RS-триггеры 4-6, элементы И 7- 11, элементы ИЛИ 12-16, группы 17 и 18 элементов И, группу 19 элементов ИЛИ, регистры 20 и 21, элементы НЕ 22-24, D-триг- гер 25, элемент 26 задержки, информационный вход 27, вход 28 начальной установки, управляющий вход 29, первую 30 и вторую группы 31 информационных выходов.

Правильный выбор разрядностей счет- чика 1 и равных разрядностей счетчиков 2 и 3. регистров 20 и 21 подразумевает, что ни одно из чисел контролируемых водных последовательностей не может быть равно числу 2+2...+2N,1 где N - разрядность счет- чиков и регистров, все они должны быть меньше этого предельного числа.

Устройство работает следующим образом.

Начало работы устройства, т.е. начало выделения экстремальных чисел, представленных числоимпульсным кодом, из числовой последовательности, осуществляется по кратковременному сигналу Запуск, поступающему на вход 28 начальной установ- ки с внешних устройств, например ЭВМ,

формирователя начальной установки и так далее (не показаны). При этом в устройстве происходят следующие процессы: RS-триг- гер 6 устанавливается в состояние 1, причем на его прямом выходе устанавливается сигнал 1, который с прямого выхода RS- триггера 6 поступает на входы элементов ИЛИ 13 и 15, а также через элемент ИЛИ 12 - на R-вход счетчика 1, при этом счетчик 1 импульсов устанавливается в состояние О, а в регистры 20 и 21 записывается число О, поступающее на их входы с выходов счетчика 1 импульсов, сигналом 1, соот-. ветственно поступающим с выходов элементов ИЛИ 13 и 15 на входы управления записью регистров 20 и 21; D-триггер 25 устанавливает в состояние О, при этом на его прямом выходе устанавливается сигнал О, который поступает на вход элемента И 9, запрещая прохождение через него сигнала Запись с управляющего входа 29, на вход элемента И 10 через элемент НЕ 23, разрешая прохождение через него сигнала Запись с управляющего входа 29, на входы групп 17 и 18 элементов И, устанавливая запрет на прохождение через них сигналов с выходов регистров 20 и 21. На выходах групп 17 и 18 элементов И устанавливаются при этом сигналы О, которые с выходов группы 17 элементов И поступают на входы элементов ИЛИ группы 19 элементов ИЛИ, с выходов группы 18 элементов И, начиная с второго - на информационные входы параллельной записи счетчика 3 импульсов, а с выхода первого элемента И группы 18 элементов И - на вход элемента ИЛИ 16.

Сигнал Г с инверсного выхода D-триг- гера 25 поступает на D-вход D-триггера 25, на входы элементов ИЛИ группы 19 элементов ИЛИ и на вход элемента ИЛИ 16. На информационных входах параллельной записи всех разрядов счетчика 2 импульсов устанавливается сигнал 1 (предельное двоичное число, которое может вместить счетчик выбранной разрядности).

На информационных входах параллельной записи счетчика 3 импульсов, начиная с второго, устанавливается сигнал О, а на информационном входе первого (младшего) разряда устанавливается сигнал 1.

Сигнал Запуск поступает также с входа 28 начальной установки через вход эле- мента ИЛИ 14 на вход элемента 26 задержки. Время задержки т элемента 26 задержки выбирается таким, чтобы все перечисленные процессы успели бы завершиться до появления на выходе элемента 26 задержки задержанного импульса Запуск, который поступает: на R-вход RS- триггера 6, устанавливая его в состояние О, при этом на выходе элемента ИЛИ 12, R-входе счетчика 1, на выходах элементов ИЛИ 13 и 15 устанавливается сигнал на входы управления записью счетчиков 2 и 3 импульсов, записывая в счетчик 2 импульсов предельное двоичное число + 1-21 + ... + 12 , а в счетчик 3 импульсов - число 1 2° + + ... 0«2N, что необходимо для того, чтобы исключить переполнение указанного счетчика до поступления первого числа К, которое возникает в виде нулевого уровня на выходе обратного переноса третьего счетчика 3, когда в него записано нулевое число и уровень сигнала на его вычитающем входе равен нулю; на R-входы RS-триггеров 25, устанавливая их в состояние О, и при этом на входах элементов И 7 и 11 устанавливаются соответственно сигналы 1 и О.

При поступлении на информационный вход 27 устройства первого числа Кi его импульсы суммируются в первом и вычитаются во втором и третьем счетчиках импульсов. Так как по условию К + + ... + 1 2N, то переполнения второго счетчика импульсов не происходит, сигнал переноса с отрицательным перепадом на его выходе обратного переноса не формируется, поэтому RS-триггер 4 сохраняет исходное состояние. Так как число К, поступившее на вычитающий вход счетчика 3, отличное от нуля, то оно вызовет его переполнение, в результате RS-триггер 5 установится в состояние 21, давая тем самым разрешение на прохождение сигналов через элемент И 11.

Сигнал Запись, обозначающий завершение ввода в устройство числа К, поступает с внешних устройств, например с таймера, в виде кратковременного им- пульса на входы управления записью регистров 20 и 21.,

По сигналу Запись первое число Ki, записанное в первом счетчике 1 импульсов, перепишется в регистры 20 и 21. Сигнал Запись устанавливает D-триггер 25 в состояние 1, так как на его D-вход поступает сигнал i с его инверсного выхода.

С прямого выхода D-триггера 25 сигнал J4 поступает на входы элементов И групп 17 и 18 элементов И, при этом выходы регистра 20 через группу 17 элементов И, группу 19 элементов ИЛИ подключаются к информационным входам параллельной записи счетчика 2, а выходы регистра 21 через группу 18 элементов И - к информационным входам параллельной записи счетчика 3. Сигнал Запись через управляющий вход 29, элемент ИЛИ 14 поступает также на элемент 26 задержки.

Спустя время задержки т , задержанный импульс Запись с выхода элемента 26 задержки поступает на входы управления записью счетчиков 2 и 3, (переписывая в них число Ki из регистров 20 и 21 соответственно; на R-входы RS-триггеров 4 и 5, устанавливая их в состояние О, на R-вход RS-триггера 6, подтверждая его нулевое состояние; на R-входы счетчика 1, устанавливая его в нулевое состояние.

При поступлении на информационный вход 27 второго числа К2 его импульсы суммируются в счетчике 1 и вычитаются из числа Ki, записанного во втором и третьем счетчиках. В случае, если Ка Ki, то в счетчиках 2 и 3 переполнения не происходит, сигнал переноса на их выходах обратного переноса не формируется.

Сигнал Запись, поступающий на вход элементов И 7 и 11, через элемент И 7, элемент ИЛИ 13 поступает на вход управления записью регистра 20, так как на первый вход первого элемента И поступает сигнал с инверсного выхода RS-триггера 4. Элемент И 11 заперт сигналом О, поступающим с прямого выхода RS-триггера 5. Следовательно, в регистр 20 из счетчика 1 импульсов перепишется число К2, а в регистре 21 сохранится число Ki.

Задержанный сигнал Запись с выхода элемента 26 задержки запишет в счетчик 2 содержимое регистра 20 (число К2, поступающее через группу 17 элементов И, группу 19 элементов ИЛИ на его информационные входы параллельной записи), а также в счетчик 3 - содержимое регистра 21 (число Ki, поступающее через группу 18 элементов И на его информационные входы параллельной записи).

В дальнейшем число Кз, поступающее на информационный вход 27 устройства, в счетчике 2 будет сравниваться с числом Кг, а в счетчике 3-е числом Ki. В случае, если К2 KI, в счетчиках 2 и 3 происходит переполнение на их выходах обратного переноса в виде отрицательных перепадов,

которые через элементы НЕ 22 и 24 поступают на S-входы RS-триггеров 4 и 5, устанавливая их в состояние 1, при этом лемент И 7 sanepj по входу сигналом О с инверсного выхода RS-триггера 4, а элемент И 11 открыт, так как на его вход поступает игнал 1 с прямого выхода RS-триггера 5.

Сигнал Запись, поступающий на входы элементов И 7 и 11 через элемент И 11 и элемент ИЛИ 15, поступит на вход управления записью регистра 21. В регистре 21 окажется записанным число Кг, зарегистрированное в счетчике 1 импульсов, а в регистре 20 сохранится число KL

Задержанный сигнал Запись с выхода элемента 26 задержки перепишет в счетчик 2 содержимое регистра 20 {число К,, поступающее через группу 17 элементов И, группу 19 элементов ИЛИ на его информационные входы параллельной записи), а в счетчик 3 - содержимое регистра 1 (число Кг, поступающее через группу 18 элементов И на его информационные входы параллельной записи). В дальнейшем число Кз, поступающее на информационный вход 27 устройства, в счетчике 2 будет сравниваться с числом Ki. а в счетчике 3-е числом К2.

Процесс занесения начальных условий в счетчики 2 и 3 и процесс сравнения вновь поступающего числа с числами, ранее занесенными в регистры 20 и 21, проводят идентично описанным.

В случае, если вновь поступившее на информационный вход 27 устройства число Кп находится в интервале между числами Кмин, Кмакс, хранящимися и записанным соответственно в регистрах 20 и 21 и счетчиках 2 и 3, т.е. Кмин - КПА Кмакс, в счетчике 2 происходит переполнение, на его выходе обратного переноса формируется сигнал обратного переноса в виде отрицательного перепада, который через элемент НЕ 22, S-вход RS-триггера 4 установит его в состояние 1, налагая сигналом О с инверсного выхода запрет на прохождение сигнала Запись через элемент И 7, элемент ИЛИ 13 на вход управления записью регистра 20. Сигнал Запись не проходит также на вход управления записью регистра 21 через элемент И 11, запертый сигналом О с прямого выхода RS-триггера 5. Следовательно, содержимое регистров 20 и 21 не изменяется.

В случае равенства вновь поступаюЧце- го на информационный вход 27 устройства числа Кп одному из чисел Кмин или Кмакс, хранящихся и записанных соответственно в регистрах 20 и 21 и счетчиках 2 и 3, соответствующий счетчик обнуляется, на его выходе обратного переноса формируется сигнал

обратного переноса, который установит один из RS-триггеров 4 и 5 в состояние 21. По сигналу Запись число Кп, зарегистрированное в счетчике 1, вновь перепишется

в соответствующий регистр, что при равенстве чисел Кп, Кмин или Кмакс не изменит его содержимого.

Таким образом, на группах информационных выходов 30 и 31 в любой момент времени будут соответственно установлены минимальное Кмин и максимальное Кмакс числа, выделенные из ранее поступившей на информационный вход устройства последовательности чисел, и могут быть считаны

внешними устройствами в любой момент времени.

Формула изобретения Устройство для определения экстремальных чисел, представленных числоим- пульсным кодом, содержащее два счетчика, два RS-триггера, два элемента И, четыре элемента ИЛИ, два элемента НЕ, группу элементов ИЛИ, регистр, выходы которого

являются первой группой информационных выходов устройства, а входы подключены к выходам разрядов первого счетчика, вход начальной установки которого подключен к выходу элемента ИЛИ. а суммирующий вход

подключен к информационному входу устройства и к вычитающему входу второго счетчика, информационные входы параллельной записи которого исключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ

группы, а его выход обратного переноса через элемент НЕ подключен к S-входу RS- триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к первому

входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу управления записью первого регистра, второй вход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И, отличающееся тем, что,

с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности одновременного выделения из массива чисел макси- мального и минимального чисел, в устройство введены третий счетчик, второй

регистр, две группы элементов И, третий RS-триггер, третий, четвертый и пятый элементы И, пятый элемент ИЛИ, третий элемент НЕ, D-триггер, элемент задержки, вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, а выход - к R-входам первого, второго и третьего RS-триггеров, к входам управления записью второго и третьего счетчиков, первому входу третьего элемента И. второй вход которого подключен к инверсному выходу третьего RS-триггера, а выход

- к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к прямому выходу третьего RS-триггера, S-вход которого является входом начальной установки устройства и подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, к R-входу D-тригге ра, инверсный выход которого подключен к D-входу D-триггера, к первому входу четвертого элемента ИЛИ, к первым входам элементов ИЛИ группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих элементов И првой группы, первые входы которых подключены к выходам разрядов первого регистра, а вторые входы - к прямому выходу D-триггера, к первому входу чет- вертого элемента И и через второй элемент НЕ - к первому входу пятого элемента И, выход которого подключен к С-входу D-триггера, к S-входу которого подключен выход четвертого элемента И, второй вход которо- го соединен с управляющим входом устройства, вторым входом пятого элемента И, первым входом третьего элемента ИЛИ, вторым входом первого элемента И, выход второго элемента И подключен к первому входу пятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом второго

элемента ИЛИ и прямым выходом третьего RS-триггера, а выход подключен к входу управления записью второго регистра, информационные входы которого подключены к выходам разрядов первого счетчика, а выходы являются второй группой информационных выходов устройства и подключены к первым входам соответствующих элементов И второй группы, вторые входы которых подключены к вторым входам элементов И первой группы и к прямому выходу D-триггера, а выходы каждого элемента И первой группы, начиная с второго, подключены непосредственно к соответствующим информационным входам параллельной записи третьего счетчика, а выход первого элемента И первой группы элементов И подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому информационному входу параллельной записи третьего счетчика, вычитающий вход которого соединен с информационным входом устройства, а выход обратного переноса через третий элемент НЕ подключен к S-входу второго RS-триггера, прямой выход которого подключен к второму входу второго элемента И.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для сравнения чисел, следующих последовательно и представленных числоимпульсным кодом, и выделения из них максимального и минимального чисел. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности выделения из массива чисел, следующих последовательно и представленных числоимпульсным кодом, максимального и минимального чисел и их хранения. Устройство содержит счетчики импульсов 1, 2, 3, RS-триггеры 4, 5, 6, элементы И 7 - 10 и элементы ИЛИ 12 - 16, группы элементов И 17, 18, группу 19 элементов ИЛИ, регистры 20, 21, элементы НЕ 22, 23, 24, D=триггер 25, элемент задержки 26, информационный вход 27, вход 28 начальной установки, управляющий вход 29, первую 30, вторую 31 группы информационных выходов. При поступлении на информационный вход 27 числа KN его импульсы суммируются в первом 1 и вычитаются во втором 2 и третьем 3 счетчиках импульсов из чисел K_MIN, K_MIN, K_MAX, ВыдЕлЕННыХ из пРЕдшЕСТВОВАВшЕй пОСлЕдОВАТЕльНОСТи чиСЕл и пРЕдВАРиТЕльНО B НиХ зАНЕСЕННыХ из пЕРВОгО 20, ВТОРОгО 21 РЕгиСТРОВ COOTBETCTBEHHO. B СлучАЕ, ЕСли K_N окажется больше K_MAX (меньше K_MIN, то по сигналу "Запись", поступившему на управляющий вход 29 и обозначающему завершение поступления числа K_N, оно переписывается из первого 1 счетчика импульсов в соответствующий регистр. Таким образом, на первый 30, второй 31 группах информационных выходов в любой момент времени будут соответственно установлены числа K_MIN и K_MAX, выделенные из ранее поступившей на информационный вход устройства последовательности чисел, которые могут быть считаны внешними устройствами в любой момент времени. 1 ил.