Устройство для сравнения чисел Советский патент 1981 года по МПК G06F7/04 

Изобретение относится к автоматике к вычислительной технике и может быть использовано при реализации техиичес х средств цифровой автоматики и вычислительной техники. Известно устройство для выделения экстремального из п т-разрядных чисел Ьодержащее m п-входовых элементов ИЛИ т-разрядных регистров, в которых записаны прямые т-разрядные коды (для случая выделения максимального числа сравниваемых двоичных чисел, а также m трехвходовых элементов И т-входовой элемент ИЛИ на каждое из сравниваемых чисел 1 1Недостатками этого устройства явля ются невозможность одновременного определения наибольшего и наименьшего из ана.лизируем 1х чисел и получения их разности, разрушение содержимого регистров в результате сравнения и сложность технической реализации. Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому является устрой ство для сравнения чисел,содержащее генератор импульсов,регистров с обратным счетным входом,счетчик максимальной разности,счетчик наибольшего числа,счетчик наименьшего числа,лош ческие схемы И,ИЛИ и НЕ. Устройство обеспечивает определение наибольшего, и наименьшего из п чисел и их максимальной разности 2, Недостатком этого устройства является его сложность, так как сравнение чисел в этом устройстве, основанное на принципе вычитания, не обеспечивает сохранения значений кодов сравниваемых чисел, что требует п дополнительных регистров, куда заносятся числа, подлежгицие сравнению, а также необходимы три счетчика для записи в процессе сравнения наибольшего и наименьшего чисел и их разности. Цель изобретения - упрощение устройства. поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сравнения чисел, содержащем счетчики, генератор, элементы И, ИЛИ-НЕ, п узлов сравнения, причем выход генератора соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к шине управления устройства, а выход к информационному входу первого счетчика, выход генератора соединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с информационным входом второго счетчика, каждый i-ый выход первого счетчика, где ,2,...,m, m - число разрядов срав ниваемых чисел подключен к i-ому входу первой группы входов всех узлов сравнения, первый выход каждого i-го узла сравнения,где ,2,.,,n соединен с i-ым входом второго элемента И и второго элемента ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены соответственно ко второму и третьему входам первого элемента ИЛИ-ЧЕ и к первым и вторым управляющим входам узлов срав нения, входные шины i-ых разрядов каддого i-го сравниваемого числа сое динены с j-ьпvlи,гдe j l,2,...,n входа ми второй группы входов j-ых узлов сравнения, причем каждый узел сравнения содержит ячейку поразрядного сравнения, элементы И, триггеры, при чем входы I-го разряда узла сравнени где ,2,...,т соединен с i-ым вхо дом первой группы входов ячейки поразрядного сравнения, каждый i-ый вход второй группы входов узла сравнения подключен к i-ому входу второй группы входов ячейки поразрядного сравнения,выход которой соединен со входом, установки в единичное состояние первого триггера и с первыми входами первого и второго элементов Невыход первого триггера подключен к первому выходу узла сравнения, выход первого элемента И соединен со входом установки в единичное состояние второго триггера, выход второго элемента И подключен ко входу установки в единичное состояние третьего триггера, первый и второй управляющие входа узла сравнения соединены со вторыми входами первого и второго элементов И соответственно. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит генератор 1, элементы И 2 и 3, элементы ИЛИ-НЕ 4 и 5, счетчики б и 7, шину 8 управления, выходную шину 9, п узлов 10 сравнения, каждый из KOTOjaix состоит из ячейки 11 поразрядного сравнения, элементы И 12 и 13, триггеры 14, 15 и 16, входные шины 17 , 172,..., 17, выходные шины 38 , , Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии оба счетчика б, 7 и все триггер устройства находятся в нулевом состоянии, а на шине 8 управления присутствует нулевой сигнсШ, которым запрещается прохождение импульсов от генератора через элемент И 2 на вход счетчика 6. Коды сравниваемых чисел А,..., А одновременно поступают на входные ши ны 17 соответствующих узлов 10 сравнения. Сравнение начинается с момента появления на шине 8 управления единичного сигнала, который сохраняет свое значение до окончания работы устройства. Этим сигналом разрешается прохождение импульсов от генератора 1 через элемент И 2 на вход счетчика б. В счетчике б начинается подсчитываться число и при его совпадении с числом Ар, наименьшим из сравниваемых чисел, на инверсном выходе ячейки поразрядного сравнения 11 р-го узла /10 сравнения появляется единичный сигнал, которым через элемент И 12 устанавливаются в единичное состояние триггеры 14 и 15. Единичный сигнал с прямого выхода триггера 14 поступает на один из входов п-входового элемента ИЛИ-НЕ 5, формируя на ее выходе нулевой сигнал, которым запрещаются по вторым входам элементы И 12, исключая тем самым возможность установки в единичное состояние триггеров 15в остальных узлах сравнения при появлении сигнала равенства в процессе дальнейшего сравнения. Одновременно нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ-НЕ 5, поступающим на третий вход элемента ИЛИ-НЕ 4, разрешается прохождение импульсов от генератора 1 на счетный вход счетчика 7. При достижении контрольным числом, подсчитываемым счетчиком б, значения равного Нсшбольшему из п сравниваемых чисел АЗ, взводится триггер признака равенства 14 S-ro узла сравнения 10 и собирается п-входовой элемент И 3, так как все остальные триггера 14 взведены на предыдущих тактах сравнения. Единичный сигнал с выхода элемента И 3, поступающий на вторые входы элемента И 13, разрешает взведение триггера признака наибольшего числа 16S-ro узла 10 сравнения, так как на выходе схемы сравнения 11 этого узла присутствует еще единичный сигнал признака равенства. Одновременно единичным сигналом с выхода элемента И 3 запрещается по второму входу элемента ИЛИ-НЕ 4 прохождение импульсов от генератора 1 на вход счетчика 7, а на выходной шине -9 устройства формируется сигнал признака конца сравнения. При этом единичный сигнал на выходной шине 10 р-го узла сравне-ния характеризует число А п как наименьшее, единичный сигнал на выходной шине 19 5-го узла характеризует число А5 как наибольшее из сравниваемых, а содержимое счетчика 7 определяет их максим 1льную разность. Таким образом, предлагаемое устрой ство позволяет производить неразрушакхцее сравнение п двоичных чисел, представленных параллельными кодами, определять наименьшее и наибольшее числа (формирование признаков наи14еньшего и наибольшего чисел соответственно при первом и последнем совпадении контрольного числа с одним из сравниваемых чисел), их разность и формировать сигнал окончания сравнения . Формула изобретения 1. Устройство для сравнения чисел содержащее счетчики, генератор, элементы И, ИЛИ-НЕ, п узлов сравнения, причем выход генератора соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к шине управления устройства, а выход к информационному входупервого счет чика, выход генератора соединен с первым входом первого элемента ИЛЫ-Н выход которого соединен с информационным вхбдом второго счетчика, каж дый i-ый выход первого счетчика, где ,2,,..,m, m - число разрядов срав ниваемых чисел подключен к i-ому вхо ду первой группы входов всех узлов сравнения, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройст ва, в нем первый выход каждого 1-го узла сравнения, где ,2,...,n соединен с i-ым входом второго элемента И и второго элемента ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены соответственно ко второму и третьему входам первого элемента ИЛИ-НЕ и к первым и вторым упрешляющим входам уэ-лов сравнения, входные шины 1-ых разрядов каждого I-го сравниваемого числа, соединены с j-ыми, где j 1,2 ...,п входами второй группы входов j-ых узлов сравнения. 2. Устройство, по п,1, -отличающееся тем, что в нем каждый узел сравнения содержит ячейку поразрядного сравнения, элементы И, триггеры,причем вход i-ro разряда узла сравнения, где ,2,...,m соединен с i-ым входом первой группы входов ячейки поразрядного сравнения, каждый 1-ый вход второй группы входов узла сравнения подключен к 1-ому входу второй группы входов ячейки поразрядного сравнения, выход которой соединен со входом установки в единичное состояние первого триггера и с первыми входсши первого и второго элементов И, выход первого триггера подключен к первому выходу узла сравнения, выход первого элемента И соединен со входом установки в единичное состояние второго триггера, выход второго элемента И подключен ко входу установки и единичное состояние третьего триггегьа, первый и второй упргшляющие входы узла сравнения соединены со вторыми входами первого и второго элементов И соответственно. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 514229, кл. G 06 F 7/02, 12.05.76. 2.Авторское свидетельство СССР № 234003, кл. 6 06 F 7/02, 21.06.69 (прототип).