Устройство для определения количества локальных экстремумов Советский патент 1992 года по МПК G06F7/06 

Изобретение относится к автоматике м вычислительной технике и предназначено для определения количества локальных экстремумов функции.

Известно устройство для определения локальных экстремумов, содержащее блок управления, блок буферных регистров, блок выборки, блок коммутации, регистр локального максимума, шифратор, блок анализа, триггер управления регистрами, элемент задержки, регистр локального минимума и регистр номера канала,

Недостатками этого устройства являются его сложность и низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности устройству является устройство для определения количества локальных экстремумов, содержащее блок из N регистров, блок из (N--1)cxeM сравнения, блок из К шифраторов, блок сумматоров, причем информационные входы устройства соединены с соответствующими входами регистров, выходы i-ro регистра, где Ы, 2, .,., N-1, соединены с первой группой входов i-й схемы сравнения, вторая группа входов которой соединена с выходом (И 1)-го регистра, первые (т-2) входов каждого 1-го шифратора подключены к выходам схемы сравнения j-й группы, которая содержит

(у -1) схем сравнения, выходы первой схемы сравнения каждой р-й группы, где , ..., К, соединены с двумя последними входами каждого (р-1)-го шифратора, выходы (N 1)-й схемы сравнения подключены к двум последним входам К-ro шифратора, выходы всех шифраторов подключены к входам блока сумматоров, выход которого является выходом количества локальных экстремумов устройства.

Недостаток известного устройства - невозможность раздельного определения минимумов и максимумов функции, так как в шифраторах проверяется лишь условие наличия экстремума функции без их дифференциации по признакам минимума и максимума.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет раздельного вычисления количества минимумов и максимумов анализируемой функции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения количества локальных экстремумов, содержащее блок из N буферных регистров, где N - количество выборок значений ординат анализируемой функции, блок из (N-1) схем сравнения и первый блок сумматоров причем информационные входы устройства соединены соответственно с входами буферных регистров, выходы,каждого i-ro буферного регистра (i 1, N 1) соединены с входами первой группы i и схемы сравнения, входы второй группы которой соединены с выходом (i+1)го буферного регистра, дополнительно вве дены второй блок сумматоров, дополнительный сумматор и первая и вто рая группы из (N-1) элементов И каждая, причем выход Меньше1 i-й схемы сравне

0 ния соединен с первым входом i-ro элемента И первой группы, второй вход которого соединен с выходом Больше (1+1)-й схемы сравнения, выход Больше i-й схемы сравнения соединен с первым входом 1-го эле5 мента И второй группы, второй вход которого соединен с выходом Меньше (1+1)-й схемы сравнения, выходы элементов И первый группы соединены соответственно с младшими разрядами входов первого

0 блока сумматоров, выход которого соединен с первым входом дополнительного сумматора и является выходом суммы минимумов функции устройства, выходы элементов И второй группы соединены со5 ответственно с младшими разрядами входов второго блока сумматоров, выход которого соединен с вторым входом дополнительного сумматора и является выходом суммы максимумов функции устройства, вы0 ход дополнительного сумматора является выходом суммы локальных экстремумов функции устройства

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

5 Устройство содержит блок 1, состоящий из М буферных регистров 2, блок 3, состоящий из (N-1) схем 4 сравнения, первую группу из (N-1) элементов И 5, вторую группу из (КМ) элементов И 6, первый блок суммато0 ров 7, второй блок сумматоров 8, дополнительный сумматор 9, информационные входы 10, первый выход 11 количества минимумов, второй выход 12 количества максимумов и третий выход 13 общего

5 количества экстремумов, соединенные между собой функционально.

Устройство работает следующим образом.

Поведение функции, представленной в

0 виде дискретных выборок, можно описать следующими условиями:

X, Хн-1 - восходящая ветвь, (1) Xi-i Xj Xi+1 -- экстремум-максимум; (2) Xi 1 Xi Xi+i - нисходящая ветвь; (3)

5X|-1 Xi Хм - экстремум-минимум (4)

Тогда поиск экстремумов сводится к проверке выполнения условий (2) и (4)

В N регистрах 2 блока 1 записываются двоичные коды выборок значений ординат анализируемой функции поступающие с

информационных входов 10 устройства. Потенциальные двоичные коды ординат с выходов регистров 2 поступают на соответствующие входы (N-1) схем 4 сравнения, где происходит сравнение соседних значений ординат функции Если (1+1)-е значение ординаты функции меньшего i-ro значения ординаты (Xi+i Xi), то высокий уровень сигнала появляется на первом выходе схемы А сравнения, если больше () - то на втором выходе схемы 4 сравнения. В случае равенства () на обоих выходах схемы 4 сравнения присутствуют низкие уровни сигналов Результаты сравнения с выходов схем 4 сравнения блока 3 в виде потенциальных кодов поступает на соответствующие входы первой и второй групп элементов 1/1 5 и 6. На элементах И 5 осуществляется проверка условия (4) - поиск минимума функции, а на элементах И б условия (2) - поиск максимума функции. При выполнении этих условий на выходах указанных элементов появляются сигналы высокого уровня, поступающие на соответствующие входы первого и второго блоков сумматоров 7 и 8

В блоках сумматоров 7 и 8 происходит раздельное вычисление количества минимумов и максимумов функции Сигналы с выходом первого блока сумматоров 7 и второго блока сумматоров 8 поступают на вход дополнительного сумматора 9 и, соответственно, на выход 11 количества минимумов и выход 12 количества максимумов. В дополнительном сумматоре 9 происходит вычисление общего количества экстремумов функции.

Формула изобретения Устройство для определения количества локальных экстремумов, содержащее блок из N буферных регистров, где N - количество выборок значений ординат анализируемой функции, блок из N-1 схем сравнения и первый блок сумматоров, причем информационные входы устройства соединены соответственно с входами буферных регистров, выходы каждого 1-го буферного регистра (, N-1) соединены с входами первой группы 1-й схемы сравнения, входы второй группы которой соединены с выходом (i+1)-ro буферного регистра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет раздельного вычисления количества минимумов и максимумов анализируемой функции,

в него введены второй блок сумматоров, дополнительный сумматор и первая и вторая группы из N-1 элементов И каждая, причем выход Меньше 1-й схемы сравнения соединен с первым входом 1-го элемента И первой группы, второй вход которого соединен с выходом Больше (+1)-й схемы сравнения, выход Больше 1-й схемы сравнения соединен с первым входом 1-го элемента И второй группы, второй вход

которого соединен с выходом Меньше (1+1)-й схемы сравнения, выходы элементов И первой группы соединены соответственно с младшими разрядами входов первого блока сумматоров, выход которого соединен с первым входом дополнительного сумматора и является выходом суммы минимумов функции устройства, выходы элементов И второй группы соединены соответственно с младшими разрядами входов второго блока сумматоров, выход которого соединен с вторым входом дополнительного сумматора и является выходом суммы максимумов функции устройства, выход дополнительного сумматора является

выходом суммы локальных экстремумов функции устройства.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах цифровой обГг10 работки информации. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет раздельного вычисления количества минимумов и максимумов анализируемой функции. Устройство для определения количества локальных экстремумов содержит блок 1, состоящий из N буферных регистров 2, блок 3, состоящий из N-1 схем 4 сравнения, первую группу из N-1 элементов И, вторую группу из N-1 элементов И. первый блок сумматоров 7, второй блок сумматоров 8, дополнительный сумматор 9, информационные входы 10, выход 11 количества минимумов, выход 12 количества максимумов, выход 13 общего количества экстремумов, соединенные между собой функционально.1 ил. (Л с VI ел S ел