Устройство для поиска экстремальных чисел Советский патент 1981 года по МПК G06F7/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к автомати и вычислительной технике и может быть использовано для контроля пара метров технических объектов в ЭВМ и устройствах информационно-измерительной техники при решении задач оперативной и достоверной обработки информации. Известно устройство для поиска экстремальных значений параметров, содержащее ког-гмутатор опроса разряд регистров, состоящий из двоичного счетчика и дешифратора, управляемый генератор, триггер запуска, разрядные элементы И и ИЛИ, регистры записи значений контролируемых параметров, разрядные блоки логики, дву входовые элементы 11 входы которых подключены к выходам коммутатора и разрядных блоков логики, блоки реги рации экстремального значения параметра, и его адрес, позволяющее за цикл работы коммутатора определить параметр, имеющий экстремальное значение и его адрес . Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для поиска экстремальных значений, содержащее блок регистров, группу элементов ИЛИ, первую группу элементов НЕ, первую группу элементов И, вторую группу элементов И, блок запуска, блок фиксации значения параметра, блок фиксации адреса,разрядные элементы И и ИЛИ, причем выходы первых разрядов всех регистров непосредственно, а выходы остальных разрядов регистров через первые разрядные элементы И соединены со входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которьгх соединены со входами группы элементов НЕ и информационными входами элементов И первой группы, управляющий вход которого соединен с упрглляющим входом элементов И второ; группы и с первым выходом блока запуска,вход 3 которого соединен со входом устройства, выходы элементов И первой гру пы соединены с информационными входами блока фиксации значения параметра, управляющий вход которого соединен со вторым выходом блока запуска и управляющим входом блока фиксаций адреса, информационные входы которого соединены с .выходами элементов И второй группы, первый вькод группы Элементов НЕ непосредственно, а .остальные - через вторые разрядные элементы И соедин ены с первыми входами разрядных элементов ИЛИ всех регистров, вторые входы которых, кроме соответствующих первому разряду всех регистров, соединены с выходами соответствующих первых разрядных элементов И, вторые входы разрядных элементов ШШ, соответствующих первому разряду, (ьединены с его выходом непосредственно, вьтходы разрядных элементов ИЛИ каждого регистра, кроме последнего, соединены со входами первого и второго разрядных И последую1Щ1х разрядов, выxoд разрядны элементов ИЛИ последнего разряда всех регистров соединены с информационными (Входами второй группы элементов И Г2. Недостатками известных устройств является ограниченность функциональ ньгх возможностей, заключакнцаяся в отсутствии возможности нахождения минимального значения параметра,а также максимальной и линимальной ра ностей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет определения экстремаль ных значений чисел и экстремальных разностей. Поставленная цель достигается те что в устройстве для поиска -экстремальных .чисел, содержащем триггеры регистр результатов, регистр адреса, регистры параметров, регистры экстремальных значений, группы эле.мет-ов И, ИЛИ, НЕ, элементы И, ИЛИ, блок вычитания, поразрядные анализаторы, причем прямой и инверсный выходы каждого i -го разрядка j -го регистра параметров ,где I 1,2,... J « 1,2,,.., К , п - число разрядов, К - число чисел, соединены с первым и вторым входами соответственно JJ -го поразрядного анали затора j то разряда, вход запуска устройства подключен ко входу установки в единичное состоягше первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен ко входу установки хВ единичное состояние второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен ко входу установки в единичное состояние третьего триггера, первый выход j -го поразряд«ого анализатора К-го разряг-.а соединенс третьим входом j-ro разрядного анализатора (К+1)-го разряда, где К 1,2,..., (п-1), выход каждого j.-ro поразрядного анализатора П-го разряда подключен к j-му входу регистра адреса, каждый j-ый выход которого соединен с первым входом -го элемента И первой группы, выход каждого из которых подключен к j-,My входу регистра результата j-ый выход которого соединен с четв.ертыми входами j-ых поразрядных анализаторов, вторые выходы, поразрядных анализаторов j-ых разрядов подключены ко входам i-ых элементов ИЛИ группы, выход каждого из которых соединен с первым входом i -го элемента И второй группы и через i-ый элемент НЕ - с пятыми входами поразрядных анализаторов i-ых разрядов, выход каждого i-ro элемента И второй группы подключен ко входу i-ro разряда первого регистра экстремумов, каждый 1-ый выход которого соединен с первым входом i-ro элемента И третьей группы, выход каждого из которых подключен ко входу i-го разряда второго регистра экстремумов, каждый i-ый выход которого подключен к первому входу -го элемента И четвертой группы, выход каждого из которых соединен со входом i-ro разряда третьего регистра экстремумов, выходы регистров экстремумов подключены .ко входам блока вычитания, выхода регистра адреса соединены со входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен ко вто. входам первого и второго элементов И и к первому входу третьего элемента Ник первому входу четвертого элемента И, выход третьего элемента И соединен со входами установки В нулевое состояние триггеров, прямые выходы котор подключены ко :входамвторог элемента ИЛИ,выход ко5торого соединен со вторыми входами элементов И первой группы и с первы входами поразрядшлх анштизаторов, прямой выход первого триггера подключен к первым входам пятого, шест го, седьмого, восьмого и девятого элементов И, а инверсный выход - к первому входу десятого элемента И, выход которого соединен со входами управления регистра результата и ре гистров экстремумов, прямой выход второго триггера подключен ко вторы входам восьм-ого и девятого, элементо И, выходы которых соединены со вторыми входами элементов И третьей и четвертой групп элементов соответственно, инверсный выход второго .триггера подключен ко вторым входам пятого и шестого элементов И, выход пятого элемента И соединен со вторыми входами элементов И второй гру пы, прямой выход третьего триггера подключен к третьему входу девятого элемента И,а его инверсный выход третьим входам пятого и восьмого элементов И и ко второму входу седь мого элемента И, выход которого сое динен с седьмыми входами поразрядны анализаторов, выход шестого элемента И подключен к восьмым входам поразрядных анализаторов. Кроме того, каждый поразрядный анализатор содержит элементы И, ИЛИ причем первый и второй входы поразрядных анализаторов соединены с пер выми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены ко входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу вт рого элемента ИЛИ и ко второму выходу поразрядного анализатора, выхо второго элемента ИЛИ соединен с пер вым выходом поразрядного анализатора, третий вход поразрядного анализ тора подключен ко второму входу тре его элемента И к первому входу четвертого элемента И,выход которого со динен со вторым входом второго элеме та КГШ, четвертый вход поразрядного анализатора подключен ко вторым вхо дам первого и второго элементов И, пятый и шестой входы поразрядного анализатора соединены с вторым и третьим входами соответственно четвертого элемента И, седьмой и восьмой входы поразрядного анализатора подключены к. третьим входам первого и второго элементов И. На фиг.I приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - то же, разрядного анализатора. Устройство содержит триггеры 1-3, регистр 4 результатов, регистр 5 адреса, регистры 6, 6,2,..., 6f параметров, регистры 7-9 экстремальных значений, группы элементов И 10 1Ц,112, 13.. 13n iJ, iJ2.5-- -5ц 5 менты Н 14-2 I , группу элементов ИЛИ 22,22,,..,22„,элементыИЛИ 23 и 24, элементы НЕ 25,, 25,..,, 25,, элементы И 26 и 27, блок 28 вычитания, разрядные анализатоЕу , in.oni 7Q 2-9 ,. . . , 29 ; 29,2 , j ,.. |,( Ь5 29,..,, 29| , каждьш из кото- каждьш рых содержит элемент ШШ 30, элементы И 31 и 32, элементы ИГИ 33, элементы И 34 и 35. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии триггеры 1-3 регистров находятся в нулевых состояниях. Элементы И 14-16 закрыты нулевыми потенциалами с прямых выходов триггеров -3. Элементы И 20 и 21 закрыть нулевыми потенциалами с прямых выходов триггеров 1 и 2. На вторых информационных вьтходах разрядных анализаторов присутствуют потенциалы логического нуля, так как элементы И 32 закрыты нулевым по .тенциалом с управляющего выхода второго элемента ИЛИ 24,а элементы И 31 закрыты нулевыми потенциалами с выходов элементов И)Ш 30. До прихода импульса Запуск в регистры 6 записи значений параметров записываются значения параметров. С при, ходом импульса Запуск триггер переходит в единичное состояние и на выходе элемента И 20 появляется единичный потенциал, который,приютадываясь к первым управляющим входам разрядных анализаторов 29, вызывает открывание разрядных элементов ШП 30 и на выходах этих элементов появляются значения параметров, записанных в регистрах 6. Также единичный потенциал с прямого выхода триггера 1 открывает элемент ИЛИ 24 и элемент И 14. Единичные потенциалы с выходов элементов ШШ 24 и И 14 подготовят разрядные элементы И 32 разрядных анализаторов 29 и первую группу элементов И 10 соответственно к срабатыванию. На выходах разрядных элементов ИЛИ 33 первых разрядных анаггизаторов

29 появляются логические потенциалы зависимости от значений параметров, зафиксированных в регистрах 6 записи значений параметров.

Первый элемент ИЛИ ,22 первой групп позволяет определить экстремальное значение параметра в первом разряде, которое инвертируется лерВЕ 1м элементом НЕ 25 первой группы и прикладывается на входы разрядных элементов И 32 разрядных анализаторов 29 первого разряда. Сигналы с выходо разрядных элементов ИЛИ 33 первого разряда поступают на входы разрядных элементов И 31 и 32 разрядных анализаторов 29 второго разряда. Второй элемэнта ШШ 22 первой группы позволяет определить экстремальное значение параметра во втором разряде.

Поскольку на выходах разрядных элементов И 31 разрядных анализаторов 29 присутствуют нулевые потенциалы, так как вторые триггера регистров 6 записи значений параметров находятся в нулевых состояниях, то на выходе второго элемента F1E 25 первой грулпы присутствует потенциал логической единицы. Этот потенциал открывает элементы И 32 разрядных анализаторов 29 и на выходе элементов ИЛИ 33 разрядных анализаторов 29 присутствуют потенциалы логической, . Этими сигналами опрашиваются разрядные элементы И 31 разрядных анализаторов 29 третьего разряда. На выходах разрядных элементов ИЛИ 33 третьего разряда устанавливаются потенциалы

. РГИ 1. Рг.1 1. Рг-г о, Pf,,4. 0Р.5 О, Pr.fe О, Р.- 1, Рр,в 0.

Таким образом, третий, четвертый пятый, шестой и восьмой регистры 6 записи значений параметров из последующего анализа исключаются. Сигналами Рр , Р я и Pf опрашиваютс разрядные элементы И 31 разрядных анализаторов 29 четвертого разряда. На выходе разрядных элементов ИЛИ 33 разрядных анализаторов 29 четвертого разряда устанавливаются потенциалы

1,

О, Р О,

РГ4 0

Гп

г

0, Ру. 0.

Ppj. о, Г и, Гу, и, ГуАд Р,

Таким образом, исключены все регистры, кроме первого, в котором записано экстремальное (максимальное значение. Сигнал с выхода разрядного элемента ШТИ 33 четвертого разряда разрядного анализатора 29 первого регистра 6 записи значений параметров пройдя через остальные разрядные анализаторы 29 вызывает переключение первого триггера в регистре 5 фиксации адреса. Появление единичного потенциала на выходе регистра 5 фикгсации адреса вызывает открывание первого элемента И 13 четвертой группы, единичный потенциал с выхода которого переводит триггер регистра 4 фиксадии результ ато в сравнения в единичное состояние и с его инверс1.ого выхода снимает потенциал логического нуля, который закрывает элементы ИЛИ 30 разрядных анализаторов 29 первого регистра 6 записи значений параметров.

Одновременно с записью в регистр 4 фиксации результатов единичного потенциала открывается первый элемент ИЛИ 23 управления опросом регистров 6 записи значений параметров и потенциал логической единицы с его выхода через элемент И 17 управления опросом регистров 6 записи значений .параметров, переводит триггер 2 . управления опросом регистров 6 записи значений параметров в единичное состояние. Одновременно с переключением триггера 2 управления опросом регистров 6 записи значений параметров,единичный потенциал с выхода элемента ИЛИ 23 управления опросом регистров 6 записи значений параметров, через элементНЕ 27 управления регистром фиксации адреса 5, вызывает переключение регистра 5 фиксации адреса в нулевое состояние.

Таким образом, после первого цикла опроса регистр, в котором записано экстремальное значение параметра, в последунлцих циклах не участвует.. Это экстремальное значение параметра записывается в регистр 7 записи экстремального (максимального значения параметра. Переключившись, триггер 2 управления опросом регистров записи значений параметров своим единичным потенциалом закрывает элемент И 20 управления опросом регистров записи значений параметров и элемент И 14 управления записью в регистр записи максимального значе шя. Одновременно этим же потенциалом открываются элемент И 21 управления опросом регистров записи значений параметров и.эдемент И 15 управления записью в регистр записи ми1шмальиоТо значения параметра. Единичный потенциал с выхода эле мента И 21 управления опросом регистров записи значений параметров поступает на вторые управляющие входы разрядных анализаторов 29 и на выходах разрядных элементов И.11И 30 появляются инверсные значени параметров, записанные в регистрах 6 записи значений параметров. Работа устройства при подключении инверсных разрядов триггеров регистров 6 записи значений параметров аналогична описанной. Найденное экстремальное ( минимальное значение подается в блок 28 вычитания, где и определяется максимальная разност После переключения триггера 3 управ ления опросом регистров записи значений параметров устройство определяет еще одно экстремальное (пер вое после минимального) значение, которое подаётся в блок 28 вычитания, где и определяется минимальная разность. После появления единичног потенциала на выходе элемента ИЛИ 2 управления опросом регистров записи значений параметров, открывается элемент И 18, управление опросом ре гистров записи значений параметров и единичный потенциал с его выхода поступает на входы установки в нулевое состояние 1-3 управления опросом регистров записи значений параметров и переводит их в нулевое состояние. Таким образом, предлагаемое уст ройство позволяет обрабатывать вес массив информации за три цикла и устанавливать экстремальные значени параметров, а также максимальную и минимальную разности, что значитель но расширяет функциональные возможности устройства и может быть испол зовано в системах автоматического контроля технологического процесса для целей предварительной обработки информации. Формула изобретения 1. Устройство для поиска экстремальных чисел, содержащее триггеры регистр результатов, регистр адреса, регистры параметров, регистры экстремальных значений, группы элементов И, ИЛИ, НЕ, элементы И, ИЛИ .10 блок вычитания, поразрядные анализаторы, причем прямой и инверсный выходы каждого i-ro разряда j-ro регистра параметров,где ,2,...,п, j 1,2К, п - число разрядов, К - число чисел, соединены с перBbw и BTopbiM входами соответственно j-ro поразрядного анализатора j-ro разряда, вход запуска устройства подключен ко входу установки в единичное состояние первого триггера, прямой выход которого соединен с первьм входом первого элемента И, выход которого подключен ко входу установки в единичное состояние второго триггера, прямой выход . которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен ко входу установки в единичное состояние третьего триггера, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет определения экстремальных значений чисел и их экстремальных разностей, в нем первый выход j-ro поразрядного анализатора К-го разряда соединен с третьим входом j-ro поразрядного анализатора (К+1)-го разряда, где ,2,...,( п-1), выход каждого j-ro поразрядного анализатора п-го разряда подключения к j-му входу регистра адреса, каждый j-ый выход которого соединен с первым входом |-го элемента И первой группы, выход каждого из которых подключен к j-му входу .регистра результата, j-ый выход которого соединен с четвертыми входами j-ых поразрядных анализаторов, вторые выходы поразрядных анализаторов j-ых разрядов подключены ко входам i-ых элементов ИЛИ группы, выход каждого из которых соединен с первым входом i-ro элемента И второй группы и через t-ый элемент НЕ - с пятыми входами поразрядных анализаторов i-ых разрядов, выход каждого i-ro элемента И второй группы подключен ко входу -го разряда первого регистра экстремумов, каждый i-ый выход которого соединен с первым входом i-ro элемента И третьей группы, выход каждого из которых подключен ко входу то разряда второго регистра экстремумов, каждьпг i-ый выход которого подключен к первому входу i-r.p элемента И четвертой группы, выход каждого из которых соединен со вхо1 1 дом i-го разряда третьего регистра экстремумов, выходы регистров экстре мумов подключены ко входам блока вычитания, выходы регистра адреса соединены со входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен ко вторы}4 входам первого и второго элементов И и к первому входу третье го элемента И и к первому входу четвертого элемента И, выход третьего элемента И соединен со входами установки .в нулевое состояние триггеров прямые выходы которых подключены ко входам второго элемента 1ШИ, выход которого соединен со вторыми входами элементов И первой группы и с пер выми входами поразрядных анализаторов, прямой выход первого триггера подключен к первым входам пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого элементов И, а инверсный выход - к первому входу десятого элемента И, выход которого соединен со входами управления регистра результата и регистров экстремумов,прямой выход второго триггера подключен ко вторым входам восьмого и.девятого элементов И, выходы которых соединены со вторыми входами элементов И третьей и четвертой групп злемейто;в соответственно, инверсный выход второго триггера подключен ко вторым входам пятого и шестого элементо И, выход пятого элемента И соединен со вторыми входами элемейтов И второй группы, прямой :выход третьего триггера подключён к третьему входу девятого Элемента И, а его инверсный выход - к третьим входам пятого и .восьмого -элементов И и ко второму входу седьмого элемента И, выход которого соединен с ceдьмыми входами поразряд1-й1х анализаторов , выход шестого элемента И подключен к восьмым входам поразрядных анализаторов. 2. Устройство по п,1,о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем каждьш поразрядный анализатор содержит элементы Н, ИЛИ, причем первый и второй входы поразрядных анализаторов соединены с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены ко входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и ко второму выходу поразрядного анализатора, выход второго элемента. ИЛИ соединен с первым выходом поразрядного анализатора, третий вход поразрядного анализатора подключен ко второму входу третьего элемента И к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, четвертый вход поразрядного анализатора подключен ко вторым входам первого и второго элементов И, пятый и шестой входы поразрядного анализатора соединены с вторым и третьим входами соответственно четвертого элемента И, седьмой и восьмой входы поразрядного анализатора подключены к третьим входам первого и второго элементов И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 534762, кл. G 06 F 7/02, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР ,№ 525083, кл. G 06 F 7/04, 1975 (прототип).