Устройство для сравнения нечетных величин Советский патент 1993 года по МПК G06F7/58 G06F7/06 

(Риг. /

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для сравнения двух чисел.

Известно устройство, содержащее гене- ратор импульсов, счетчик, АЦП, генератор пи- лообразного напряжения, аналоговый компаратор, элементы И, элементы задержки,

Недостатком устройства являются от- носительно узкие функциональные возмож- ности, поскольку оно не позволяет сравнивать числа по нечеткому правилу.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройст- во, содержащее генератор импульсов, счетчик, первый аналого-цифровой преобразователь, первый цифроаналоговый преобразователь, первый генератор пилообразного напряжения, первый аналоговый компара- тор, первую группу из п элементов И, где п - количество разрядов сравниваемых величин, первый и второй элементы задержки, причем выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика, выход пере- полнения которого через первый элемент задержки соединен с входом останова гене- 1 ратора импульсов, выход первого генератора пилообразного напряжения соединен с входом первого АЦП, два.генератора линей- ного напряжения, второй генератор пилообразного напряжения, второй аналоговый компаратор, второй цифроаналоговый пре- образователь; сумматор, два вычитателя, . умножитель, два ключа, элемент-сборки, два регистра, вторую группу из п элементов И, элемент ИЛИ, группу из п элементов задержки и третий элемент задержки, причем-вход запуска устройства соединен с входами залу- ска первого генератора линейного напряже- ния, первого генератора пилообразного напряжения и генератора импульсов, выход которого соединен с тактовыми входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей и через второй элемент задер- жки - с входами запуска второго генератора линейного напряжения и второго генератора пилообразного напряжения, выход первого генератора линейного напряжения соединен с информационным входом второ- го аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя, выход второго генератора линейного напряжения соединен с вторым входом первого аналогового компаратора, выходы Меньше и Не меньше которого соединены с первыми входами элементов И соответственно первой и второй групп, выход первого аналого-цифрового преобразователя соединен с входом второго цифроа- иалогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом второго аналогового компаратора и информационным входом первого ключа, выход второго генератора пилообразного напряжения соединен с информационным входом второго ключа и вторым входом второго аналогового компаратора, выход Меньше и Не меньше которого соединены с управляющими входами соответственно первого и второго ключей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента сборки, выход которого-соединен с информационным входом третьего аналого- цифрового преобразователя, выход i-ro разряда которого, где , 2 п, соединен с

вторыми входами 1-х элементов И первой и второй групп и через i-й элемент задержки группы - с i-ми входами первого и второго блоков сравнения и с 1-ми входами соответственно первой и второй групп первого вычитателя, выход которого соединен с первым входом умножителя, выход которого соединен с первым входом второго вычитателя, выход которого является выходом устройства, выходы 1-х элементов И первой и второй групп соединены с 1-ми входами второй группы соответственно первого и второго блоков сравнения, выходы которых соединены с входами разрешения записи соответственно первого и второго регистров, входы разрешения считывания которых подключены к выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которых подключены соответственно к тактовому выходу третьего аналого-цифрового преобразователя и к выходу третьего элемента задержки, вход которого подключен к выходу переполнения счетчика, вход задания величины разности минимально возможных значений сравниваемых величин устройства соединен с вто: рым входом сумматора, вход задания величины 1 /2 устройства соединен с вторыми входами умножителя и второго вычитателя,

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно позволяет сравнить нечеткие величины, но не позволяет сравнить числа путем проверки на истинность выполнения нечеткого логического условия: х незначительно отличается от z, альтернативами которого является выполнение нечетких условий: х примерно равно z, x много меньше (больше) z.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок вычитания, четыре блока

сравнения и три элемента И, введены.последовательно соединенные первый датчик случайных чисел (ДСЧ) и первый формирователь левой границы, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом второго блока сравнения, а выход соединен с инверсным входом второго элемента И, первый формирователь правой границы, вход которого соединен с выходом первого ДСЧ, а выход соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого объединен со вторым входом первого блока сравнения с первыми входами третьего и четвертого блоков сравнения и соединен с выходом блока вычитания, а выход соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока сравнения, последовательно соединенные второй ДСЧ, вход которого соединен с входом первого ДСЧ, и второй формирователь левой границы, выход которого соединен со вторым входом третьего блока сравнения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым входом четвертого элемента И и с первым прямым входом второго элемента 1/1, а также второй формирователь правой границы, вход которого соединен с выходом второго ДСЧ, а выход соединен со вторым входом четвертого блока сравнения, второй выход которого соединен со вторым прямым входом второго элемента И.

Анализ научно-теоретической литературы показал, что до даты подачи заявки отсутствовали устройства с указанной совокупностью признаков. Следовательно, предложение отвечает критерию новизны.

Кроме того, цель изобретения достигается всей вновь введенной совокупностью существенных признаков, которая в известной литературе не обнаружена. Следовательно, предложение отвечает критерию существенных отличий.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема устройства для сравнения двух чисел; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая его работу.

Устройство для сравнения двух чисел (фиг. 1) содержит последовательно соединенные первый датчик 1 случайных чисел (ДСЧ), первый формирователь 2 левой границы, первый блок 3 сравнения, первый элемент И 4 и второй элемент И 5, последовательно соединенные первый формирователь 6 правой границы, второй блок 7 сравнения и третий элемент И 8, последовательно соединенные второй ДСЧ 9, второй формирователь левой границы 10, третий

блок 11 сравнения и четвертый элемент И 12, последовательно соединенные второй формирователь 13 правой границы и четвертый блок 14 сравнения, выходы которого

5 соединены с входами второго 5 и третьего 8 элементов И, а также блок 15 вычитания,

Формирователи 2, 6, 10, 13 выполнены в виде ПЗУ, работающих в режиме считывания. Остальные блоки являются стандарт0 ными блоками вычислительной техники.

Устройство для сравнения двух.чисел работает следующим образом.

Рассмотрим вначале процедуру провер5 ки на истинность выполнения нечеткого логического условия: х незначительно отличается от z.

Предполагается, что имеется два числа х и z, которые в общем случае являются

0 детерминированными или представляют собой возможные значения соответствующих нечетких величин.

Вначале формируется разность , которая и сравнивается с допустимыми гра5 ницами своих возможных значений. При этом формируются четыре таких границы. В основу их формирования положен принцип розыгрыша допустимых уровней значимости ,Ug2 для функции принадлежности

0 типа примерного равенства для допустимых отклонений Y, которые рассматриваются в виде нечетких множеств. На фиг. 2 приведены примеры задания .функций принадлежности в линейном виде Типа примерного равенства

5 i (у) и незначительного отличия / (у). Допустимые уровни /igi и//дз разыгрываются как возможные значения случайных величин с равномерным распределением в интервале 0, 1. Учитывая, что известно

0

5

0

5

аналитическое выражение для /Л(2)(у)тах{0, 1где (71(2) - параметр размаха, то используя уравнения ft /и- , нетрудно запрограммировать формирователи 2, 6, 10, 13 для вычисления левых и правых границ , dni , d/i2 , 3П2(фиг. 2).

Тогда, если разность попадает в интервал ( dni, dm ), то принимается решение, что х примерно равно z, если в интервалы ( Зла. йл1 ) или ( dm, dn2 ), то х незначительно отличается от z. если меньше бп2 . то х много меньше z, а если больше dn2 . то х много больше z.

Указанная процедура реализуется следующим образом.

На вход блока 15 вычитания от внешних источников подаются сравниваемые числа х и z, в результате чего формируется равно.сть . которая подается на входы блоков 3, 7, 11, 14 сравнения.

Одновременно (или после подачи в устройство чисел х и z) на входы первого 1 и второго 9 ДСЧ подается импульс опроса, в результате чего они вырабатывают некоррелированные случайные числа vifai соответственно с.равномерным распределением в интервале (0,1). В соответствии с этим формирователи 2, б, 10, 13 формируют границы принятия решения: соответственно dfli, dni, cbi2 dn2 (Фиг- 2). В результате сигнал логической единицы на выходе первого элемента И4 образуются при. dfl-| р dni , что соответствует исходу х примерно равнр z, на выходе третьего элемента И 8 - при р dл2 . что соответствует исходу х много меньше z, на выходе четвертого элемента И 12 - при р dn2 i что соответствует исходу х много больше z, а на выходе второго элемента И 5 - при dni S или , что соответствует исходу х незначительно отличается от z.

Таким образом, благодаря введению дополнительных блоков и связей существенно расширяются функциональные возможности устройства, поскольку появляется возможность проводить проверку на истинность выполнения нечетких логических условий.

Формула изобретения Устройство для сравнения нечетных величин, содержащее блок вычитания, четыре блока сравнения и элементы И, отличающееся тем, что, с целью расширения

области применения за счет возможности проверки на истинность выполнения нечетких логических условий, в него введены два датчика случайных чисел, два формирователя левой границы,выполненные на ПЗУ,два формирователя правой границы, выполненные на ПЗУ, причем входы сравниваемых чисел устройства соединены соответственно с входами уменьшаемого и вычитаемого

блока вычитания, выходы которого соединены с входами первых групп всех блоков сравнения, тактовый вход устройства соединен с входами датчиков случайных чисел, выход первого датчика случайных чисел соединен с входами первых формирователей левой и правой границы, выходы которых соединены с входами вторых групп соответственно первого и второго блоков сравнения, первые выходы которых подключены к

первым входам первого и второго элементов И, выход второго датчика случайных чисел соединен с входами вторых формирователей левой и правой границы, выходы которых соединены с входами вторых групп соответственно третьего и четвертого блоков сравнения, первые выходы которых подключены соответственно .к второму входу первого элемента И и первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с

вторым выходом третьего блока сравнения, . а третий, подключен к выходу второго элемента /, второй вход которого соединен с вторым выходом первого блока сравнения, вторые выходы второго и четвертого блоков

сравнения соединены с входами четвертого элемента И, выходы первого, третьего и четвертого элементов И являются выходами устройства.

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для сравнения двух нечетных величин. Цель изобретения - расширение области применения за счет возможности проверки на истинность выполнения нечетких логических условий. Устройство содержит датчики случайных чисел 1, 9, формирователи 2, 10 левой границы, блоки 3 сравнения, элементы И 4, 5, 8, 12, формирователи 6, 13 правой границы, блок 15 вычитания. Формирователи 2, 6, 10, 13 выполнены на АЗУ. Устройство формирует сигналы х примерно равно z и х много меньше z, х много больше z, х незначительно отличается от z. 2 ил,