УСТРОЙСТВО для СРАВНЕНИЯ НЕСКОЛЬКИХ ЧИСЕЛ Советский патент 1972 года по МПК G06F7/02 

ii

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано в системах контроля исправности и анализа долговечности сложных систем.

Известно устройство для сравнения нескольких чисел по авт. св. № 193160. Однако в этом устройстве отсутствует возможность одновременного нахождения наибольшего и наименьшего из а11ализ 1руемых чисел.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено общим для всего устройства триггером, а для каждого регистра пятью схемами «Запрет, триггером и схемой «И, причем прямой выход каждого регистра подключен к разрешающему входу второй схемы Запрет и в.ходу триггера, устанавливающему его в состояние единицы, а инверсный выход каждого регистра подключен к разрешающему входу первой схемы «Запрет, к запрещающему входу которой подключен прямой выход триггера, инверсный выход которого соединен со вторым входом схемы «И, первый вход которой подключен к выходу общего для всего устройства триггера, соединенного с выходом двухвходовой схемы «И, выходы схем И каждого регистра подключены к запрещающим входам вторых схем «Запрет, выходы которых соединены с запрещаюндими входами третьих схем «Запрет и со входами первой /г-входовой схемы «ИЛИ,

к выходу которой подключен первый вход двухвходовой схемы «И и разрешающие входы упомянутых третьих схе.м «Запрет каладодого регистра, выходы первых схем «Запрет каждого регистра соединены с запрещающими входами четвертых схем «Запрет и со входами второй я-в.ходовой схемы «ИЛИ, к выходу которой подключен второй вход двухвходовой схемы «И и разрешающие входы уномянутых четвертых схем «Запрет каждого регистра, а выходы третьих и четвертых схем «Запрет соединены с цепями сброса регистра. Это позволяет одновременно получить наибольшее и наименьщее из п сравниваемых чисел, оно не требует двойного количества оборудования для этого, а время сравнения остается же, как и в известных устройствах при нахол дении одного из экстремальных чисел.

Иа чертеже дана схема устройства.

В ней Л, В, ..., N - кольцевые сдвигающие регистры; , - п - входовые схемы «ИЛИ общие для всего устройства; , , ..., - двухвходовые схемы «Р1ЛИ каждого регистра; «И - общая для всего устройства схема , , ..., - схемы «И каждого регистра; 3lA, 3iB, ..., Зш, 3zA, SZB, ..., , ЗЗА, Ззв,

пятые схемы «Запрет каждого регистра; Т - o6n.uiii для всего устройства триггер; Тл, Тя, ..., Тл- - управляющие триггеры, относящиеся соответственно к регистрам А, В, ..., N.

Сущность сравнения заключается в следующем. Процесс сравнения рассматривается состоящим из двух этапов. На первом этапе производится последовательный поразрядный аналпз всех чисел, начиная со старшего разряда, с Целью определения первого же неравенства в рассматриваемом разряде. Анализ ita этом этане ведется по признаку равенства (совпадения) исследуемых разрядов. Первый этап заканчивается в момент неравенства исследуемых разрядов разделением массива всех чисел на две групны. Числа в одной группе имеют в данном разряде единицу, в другой - нуль. В первой группе находится наибольшее число, а во второй наименьщее.

На втором этапе одновременно в каждой из групп продолжается последовательный поразрядный анализ сравниваемых чисел. Те числа первой группы (в пей находится наибольщее число), у которых в очередном рассматриваемом разряде, начиная со следующего после того, в котором обнаружено неравенство, оказывается нуль, исключаются путем стирания из последующего рассмотрения. Аналогично исключаются из рассмотрения и числа второй группы, у которых в рассматриваемом разряде оказалась единица. В результате после исследования всех разрядов получим наибольшее и папмеиьшее числа.

Устройство работает следующим образом. Прп подаче импульса сдвига на клемму а числа в регистрах сдвига А, В, ..., N сдвигаются на одну позицию в сторону старших разрядов.

При этом пря.мой и инверсный сигналы с выхода триггера старшего разряда каждого регистра поступают на разрещающие входы соответственно схем 3iA, Згв, , SZN и , 3ijj, ..., 3iA-. В то же время при подаче импульса сдвига триггеры ТА, 7л, ..., Тд устанавливаются в нулевое состояние, при котором на левом выходе каждого триггера сигнал отсутствует, и поэтому нет сигналов на занрещающих входах схем 3iA, SIB, ..., Зш. Также нет сигналов на запрещающих входах схем 32А, 32В, ..., 32JY, поскольку триггер Т находится в нулевом состоянии и с его выхода на схемы , , ..., , а, следовательно, на запрещающие входы схем Зал, Ззв, ..., 32N сигнал не поступает.

Поэтому прямой и инверсный сигналы с выхода триггера старшего разряда каждого ре1истра поступает на входы схем и .. Сигнал на выходе схемы «И, устанавливающий триггер Т в состояние единицы, возникает в том случае, если в сравниваемом разряде обнаруживается неравенство. В дальнейшем это состояние триггера Т сохраняется до окончания процесса сравнения, и на первый входах всех схем , , ..., «И. будут сигналы.

Единичные сигналы с выходов триггеров старшего разряда решстров, у которых в этом разряде записана единица, устанавливают соответствующие им триггеры из Тл, Тв, ..., Тлв состояние единицы, а сигнал с выхода триггера Т, поступая на запрещающие входы схем ЗЗА, Зов, ..., Збл-, препятствует прохождению сигнала сдвига для установки этих триггеров, в нулевое состояние, благодаря чему эти триггеры до окончания процесса сравнения будут находиться в состоянии единицы. Вследствие этого на запрещающих входах схем 3iA, Зт, ..., Зьх, а также на вторых входах схем , , ..., . и, следовательно, на занрещающих входах схем 3iA, 3iB, ..., Зьу появятся сигналы, в результате чего на схему теперь будут проходить сигналы только от регистров, в которых записаны числа первой группы, а на с.хему - сигналы от регистров с числами второй группы, и в дальнейшем схемы и «ИЛР1 2 будут уже выполнять новые функции индикаторов соответственно на нуль содержимого данного разряда всех чисел первой грунпы и на единицу - второй грунпы.

Первый этап сравнения на этом окончен. Массив всех чисел разделен на две групны. В первой содержится наибольшее число, во второй - )аименьщее. В схеме устройства произошли соответствующие нереключения элементов, в результате чего схема подготовлена для последующего сравнения.

Работа устройства на втором этапе сравнения происходит следующим образом.

После окончания первого этапа очередным имнульсом сдвига числа в регистрах А, В, ..., N сдвигаются на одну позицию. При этом в каждой из групп чисел возможны такие варианты:

1. В рассматриваемом разряде всех чисел данной группы записаны нули.

2.В рассматриваемом разряде всех чисел данной грунпы записаны единицы.

3.В рассматриваемом разряде в одних числах данной группы записаны нули, в других-

единицы.

Пусть, например, для чисел первой группы имеет место вариант 1. При этом на нрямых

выходах триггеров старшего разряда регистров чисел первой группы нет сигналов. Следовательно, нет сигналов на входе, а значит, и на выходе и на разрещающих входах соответствующих схем из ЗЗА, Ззв, ..., Ззл-.

Поэтому сигнал сброса на эти регистры не поступит и числа первой группы будут сохранены.

Если для чисел первой грунны имеет место вариант 2, то сигналы на входах ноявятся, и появится сигнал на выходе и разрещающем входе соответствующих схем из Зал, Зав, -.., Ззл-. Однако на запрещающем входе эгих схем также будет сигнал (вариант 2 предусматривает наличие единиц в

эти регистры и в этом случае также не иостуиит.

В варианте 3 для чисел первой трунпы на разрешающем входе соответствующих схем из ЗЗА, Ззв, ..., Ззл- сигнал так же, как и в предыдущем случае будет, однако на запрещающих входах некоторых из этих схем, относящихся к регистрам чисел первой грунны, у которых в данном разряде записан нуль, сигнала не будет. Следовательно, на эти регистры ностунит сигнал сброса и сотрет их содержимое. В результате по окончании процесса сравнения в одном (илн нескольких) регистрах первой груины останется наибольщее чнсло.

Работа схемы в тех же трех случаях для чисел второй группы происходит аналогично онисанной. Поскольку разрещающие входы схем SZA, 3zs, ..., SZN подключены к инверсным выходам триггеров старщего разряда регистров чисел второй группы, в случае несовпадения чисел в рассматриваемом разряде, стираться будут те, у которых в это.м разряде записана единица. В результате по окончании процесса сравнения в одном (или нескольких) регистрах чисел второй группы останется наименьшее число.

Предмет изобретения

Устройство для сравнения нескольких чисел по ант. св. KQ 193160, отличшогцееся тем, что,

с целью расширения флнкинональных возможHocicn, оно содс)Ж1и на каждый регистр нять схем з; ирета, хираБляющнй триггер и схему «И, а также триггер, схему «И и две схемы ИЛИ, общие для всего устройства, нрнчем прямые 1 HiiBopcHbie выходы каждого регистра соединены с разрешающими входам) нерБых и вторых схем запрета соответственно, выходы которых соед1П ены с занрещающими

входа.ми третьих н четвертых с.ем запрета и со входа.ми иервой и второй /ьразрядных схем «1-1Л11, общих для всего устройства, вы.ходы которых соединены с разрешающимн входами третьнх н четвертых схем занрета всех регистров соответственно н через схему «И, общую для всего устройства, соединены с установочным входом триггера, общего для всего устройства, запрещаюнию входы первых схе.м запрета соедипеиы с выходами схем «И, нервые входы которых соединены с инверсными выходами управляющих триггеров, нрямые выходы которых соедннены с занрещающнмн входами вторых с.чем запрета, а установочные входы соеднне 1ы с выходамн пятых схем запрета, запрещающие входы которых соединены со вторымн входамн схем «И н с выходом триггера, общего для всего устройства, выходы третьих и четвертых схе.м запрета соединены с цепями сброса соответствующих регистров.