Ячейка однородной среды Советский патент 1981 года по МПК G06F7/00 

(54) ЯЧЕЙКА ОДНОРОДНОЙ СРЕДЫ

1

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и предназначено для массовой параллельной обработки информации.

По основному авт.ев, 610105 известна ячейка однородной среды содержащая триггер, пять элементов И и три элемента ИЛИ| причем первый вход ячейки, соединен с первыми входами первого и второго элементов И. второй вход первого элемента И подключен ко второму входу ячейки и перВСМ4У входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом ячейки,а второй вход первого элемента ИЛИ - .с выходом третьего элемента И и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму выходу ячейки, а второй вход - к выходу пятого элемента И, первый вход которого соединен с третьим входом ячейки и первым входом третьего элемента И, а второй вход - с четвертым входом ячейки вторым входом четвертого элемента И и вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к нулевому входу триггера, единичный вход которого соединен с. вьзхором первого элв

мента И, а единичный выхОд - со вторым входом третьего элемента И, выход четвертого элемента.И подключен (с первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим вькодом, а второй вход с пятым входом ячейки.

Двумерная однородная структура, построенная из таких ячеек, обеспе10чивает выполнение за одну команду ряда простых информационно-логических операций: поиск максимального элемента информации в массиве, выделение всех элементов информации,сов15падакяцих с заданным признаком, разбиение массива на три подмножества, в первое из которых входят все элементы, совпадагацие с заданным признаком, во второе - все элементы,

20 меньшие заданного признака, в тре- . . тье - все-элементы, больше заданного признака .

Однако реализация более сложных информационно-логических операций

25 с помощью известного устройства связана с выполнением последовательности команд (микропрограл Кш), что увеличивает время решения задачи в целом Так, например, для поиска всех элементов информации А, расположенных

в заданных границах (. Р), требуется последовательность из двух команд: в первой команде выделяются все элементы, удовлетворяющие уело: ВИЮ Q, во второй - все элементы, удовлетворяющие условию А Р, Оставшиеся элементы образуют результирующий массив.

Цель изобретения - расширение области применения ячейки за счет возможности поиска элементов информации, расположен 1ых в заданных границах .

Указанная цель достигается тем, что в ячейку однородной структуры по авт.св. № 610105 введены шестой, седьмой и восьмой элементы И и четвертый элемент ИЛИ, причем первые входы шестого и седьмого элементов И соединены с шестым входом ячейки. Второй вход шестого элемента И подключен к нулевому выходу триггера, а второй вход седьмого элемента И к седьмому входу ячейки и первому входу восьмого элемента И, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ, второй вход восьмого элемента И соединен с выходом шестого элемента И и первым входом четвертого элемента ИЛИ,второй вход которого подключен к выходу седьмого элемента И, а выход соединен с четвертым выходом ячейки.

Благодаря такой конструкции ячейк увеличивается скорость решения информационно-логических задач в двумерной однородной структуре, построеной из таких ячеек. Так, рассмотренная выше задача поиска всех элементов, расположенных в заданных границах, решается за одну команду.

На чертеже приведена функциональная схема ячейки однородной среды.

Ячейка имеет входы 1-7 переменных X , у , уа , z ztj, и , v соответственно и выходы 8-14 переменных , у .y.zj , Zj ,u, v соответственно и содержит триггер 15 со входными элементами И 16 и .17, элементы И 18-23 и элементы «ЛИ 24-27.

В однородной структуре выходы 8-1 каждой ячейки соединены со входами .1-3 соседней по вертикали ячейки соответственно, а выходы 11-14 - со входами 4-7 соседней по горизонтали ячейки соответственно.

Внутри каждой ячейки первые входы элементов И 18 и 20 соединены со входом 4; ячейки, выход элемента.И 18 с входами элемента И 19 и элементов ИЛИ 24 и 25,,а выход элемета И 20 - со вторым входом элемента ИЛИ 25. Второй вход элемента И 18 соединен с единичным выходом триггера 15, а вторые входы элементов И 19 и 20 - с первым входом элемента И 17 и со входом 2 ячейки. Второй вход элемента ИЛИ 24 подключен к первому входу элемента И 16 и ко

входу 1 ячейки, а вторые входы элементов И 16 и 17 - ко входу б ячейки. Первые входы элементов И 21 и :22 соединены со входом 5 ячейки, выход элемента И 21 - с первыми входами элементов И 23 и ИЛИ 27. Второй вход элемента И 21 подключен к нулевому выходу триггера 15, а вторые входы элементов И 22 и 23 -ко входу 3 ячейки. Второй вход элемента ИЛИ 27 соединен с выходом элемента И 22 Первый, второй и третий входы элемента ИЛИ 26 Соединены соответственно со йходом 7 ячейки и с выходами элементов И 19 и 23. Шходы,элементов ИЛИ 24-27 подключены соответственно к выходам 8,11,14 и 12 ячейки.

Ячейка однородной среды реализует следующие функции

х xvaz,(1)

н, (avy, ) - (2)

Ч .д 2,(avy5) (3i V

(4)

vvz,c« V v zaifa (5)

а, и (6)

°а V, где а - состояние триггера 15.

Функции (5) и (6) позволяют осуществить запись информации в триггер 15 со входов X и у а функция

(1)- считывание содержимого триггера 15 по выхрДУ X Функции (1),

(2)и (4) обеспечивают работу устройства во всех режимах. При этом признак сравнения должен подаваться поразрядно (в обратном коде) на входы У столбцов однородной структуры, а. на все входы г Должны подаваться константы V(

Для выполнения поиска всех элементов, расположенных в заданных границах, используются функции (2),

(3)и (4). При этом признак P«t,,(, соответствующий верхней границе, подается поразрядно (в обратном коде) на входы - столбцов однородной структуры, а признак (.j, CQOTветствукяций нижней границе, подается поразрядно на входы Vg Иа входы Zf, г и V левой границы однородной структуры во всех строках подаются константы Z;, 1, Zj 1 j V 0

В каждой строке однородной структуры с помощью цепи z производится поразрядное сравнение (начиная со старших разрядов) хранимого и запоминающих элементах данной строки числа А|, .-.. с верхним грдничным признаком Р р р ... и одновременно с помощью цепи 7 сравнение с нижним гранинным признаком Q ...

Как показывает анализ, при сравнении А| с Р сигнал V на правой границе однородной структуры в соответствии с выражениями (2) и (4) принимает значение V 1 только в том случае, когда А 7 Р, т.е. находится вне заданного интервала. Аналогично при сравнении А с Q в соответствии с выражениями (3) и (4) сигнал на правой границе принимает значение V 1 только в том случае, когда i Q, т.е. находится вне заданного интервала. Следовательно, только ситуация V О свидетельствует о том, что число, записанное в данной строке, удовлетворяет критерию поиска (Q 4 А 4 Р). Характер неравенства на границах задагнного интервала может быть при этом определен по сигналам tj и zl на правой границе в соответствии с таблицей. Комбинируя сигналы V, z, , и м но с помощью однородной структуры, построенной из данных ячеек, за одну команду выполнить различные вари анты поиска в .заданных границах. На пример, комбинация V Z, - - соо ветствует поиску Q А : Р а комби нация vill -l поиску QA . Если в качестве нижнего гранично признака Q использовать числа мень шее, чем минимальное возможное значение элемента массива то в устройстве за одну команду веделятся все А 4 Р. Если в качестве верхнегограничного признака использовать число большее, чем максимгшьное возможное значение элемента массива, то выделятся все П- Если задать Р., то выполнится поиск по совпадению Таким образом, область применения предлагаемой ячейки расширяется по сравнению с известной а структура, построенная из таких ячеак, становится более быстродействующей. Формула изобретения Ячейка однородной среды по авт.св. 610105, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения ячейки за счет возможности поиска элементов информации, расположенн лх в заданных границах, в нее введены шестой, седьмой и восьмой элементы И и четвертый элемент ИЛИ, причем первые входы шестого и седьмого элементов И соединены с шестьм входом ячейки, второй вход шестого элемента И подключен к нулевому выходу триггера, а второй вход седьмого элемента И к седьмому входу ячейки и первому входу восьмого элемента И, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ, второй вход восьмого элемента И соединен с выходом шестого элемента И и первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу седьмого элемента И, а выход соединен с четвертым выходом ячейки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 610105, кл. G 06 F 7/00, 1975 (прототип).

X

у;