Устройство для сравнения чисел Советский патент 1982 года по МПК G06F7/04 

I

Изобретение относится к автомати-; ке и вычислительной технике к может . быть использовано в устройствах дискретного управления и ЭВИ«

Известно устройство для сравнения чисел, состоящее из регистровсчетчиков сравниваемых чисел с вычитающим входом, входным клапаном и выходным элементом ИЛИ - фиксатором обращения fl нуль содержимого регистров сравниваемых чисел, реги- стров-счетчиков результата с суммирухж им информационным входом, генератора счетных импульсов с выходным клапаном и элементом задержки, элемента ИЛИ - фиксатора обращения в нуль содержимого всех регистров, поразрядные узлы стирания содержимого одноименных разрядов всех регистров при их равенстве Ll

В устройстве используется последовательное вычитание единиц одновременно из всех чисел, при этом в счетчике наименьшего числа подсчитываются единицы до обнуления одного из регистров, а в счетчике наибольшего числа - до обнуления всех регистров. Однако быстродействие такого устройства невысокое.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для сравиения чисел, содержащее М счетчиков сравниваемых чисел, кажр,ьА из которых : из 11-разрядного регистра, инверсные пыходы которого соединены с , первьв4и входами Kvi поразрядных злементов И, а прямые выходы через соответствующий элемент ИЛИ - с вторыми входами поразрядных элементов И,: с первьш входом входного элемента И и с одним из входов элемента ИЛИ обнаружения равенства нулю содержимого всех счетчиков сравниваемых чисел, выхсщ которого подключен к одному из входов задающего злемента И, другой вход ко39торого соединен с выходом генераторе, а выход через элемент задержки - с вторым входом входного элемента И каждого из счетчиков сравниваемых чисел, выходы поразрядных элементов И всех счетчиков сравниваемых чисел подключены к входам соответствующих элементов ИЛИ поразрядного стирания, выход каждого из которых соединен с запрещакядим входом элемента ЗАПРЕТ пораз)ядного стирания, разрешающие входы этих элементов ЗАПРЕТ соединены с выходом задающего элемента И, а их выходы - с входами установки в нулевое состояние триггеров регистров-счетчиков сравниваемых чисел соответствующих разрядов. Устройство снабжено счетчиками наибольшего и наименьшего чисел, входными и поразрядными элементами И и ЗАПРЕТ ;управления записью, узлом определения равенства нулю содержимого одного из счетчиков, содержащего N эл ментов ЗАПРЕТ, запрещающие входы которых соединены с выходами элеме тов ИЛИ соответствующих счетчиков сравниваемых чисел, разрешакицие вх ды - с прямыми выходами триггеров младших разрядов тех же счетчиков сравниваемых чисел, а вьгходы - с в ходом общего элемента ИЛИ, выход которого соединен с запрещающими и первыми входами входш 1х и поразряд ных элементов ЗАПРЕТ, и элементы И управления записью соответственно подключены к выходам элементов ЗАПРЕТ поразрядного стирания соответствующих разрядов, а их выходды - к входам минимальной разности и наименьшего числа соответственно, входы которых соедййены соответственно с взсбйяьк элементов ЗАПРЕТ и И управления запис другие входы которых соединены с выходом элемента задержки и с входом счетчика наибольшего числа, вх ды установки разрядов в нулевое со тояние которого подключены к выходам поразрядных элементов ЗАПРЕТ C ветствуювд х разрядов .2j, Недостаток известного устройства - его сложность. Цель изобретения - упрощение ус ройства. Эта цель достигается тем, что в устройство для сравнения чисел, со держащее п регистров, где п - числ сравниваемых чисел, элементы И, группы элементов ИЛИ, регистр результата, m поразрядных узлов анализа, где т - число разрядов сравниваемых чисел, триггер, генератор импульсов, причем каждый i-ый выход каждого j-ro регистра, где ,2,...,(т-1), J-1,2,...,п соединен с первым входом i-ro элемента ИШ j-ой группы, а выход каждого i-ro элемента ШМ j-ой группы подключен ко второму входу (i+l)-ro элемента ИЛИ j-ой группы и к j-ому входу i-ro элемента И, т-ый выход каждого j-ro регистра соединен со вторым входом (т-1)-го элемента ИЛИ j-ой группы и с j-ым входом т-го элемента И, выход каждого k-ro элемента И, где ,2,..., m, соединен с первым входом k-ro поразрядного узла анализа, выход которого подключен ко второму входу (k-l)-ro поразрядного узла анализа, j выход первого поразрядного узла анализа соединен со входом установки в нулевое состояние триггера, прямой, выход которого подключен ко второму входу т-го поразрядного узла анализа, выход генератора импульсов сое- ; динен с третьими входами поразряд ных узлов анализа, второй выход каждого р-го поразрядного узла анализа, где ,2,...,т, подключен ко входам установки в нулевое состояние р-ых разрядов регистров и ко входу установки в единичное состояние р-го разряда регистра результата. Кроме того, каждый поразрядный узел анализа содержит элементы И, ИШ, НЕ, причем первый вход узла соединен с первым входом элемента ИЛИ и через первый элемент НЕ с первым входом первого элемента И. выход которого подключен к первому выходу узла, второй вход узла соединен со вторьм входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к третьему входу узла, выход элемента ИЛИ соединен с третьим входом второго элемента И, выход которого подключен к треiтьему входу первого элемента И, ко второму входу элемента ИЛИ и ко второму .выходу узла. На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства. Устройство содержит регистры 1 , 1 2 1( группы элементов :Ш1И 2, 22... 2j, поразрядные узлы анализа 3, 32 ...3 элементы И 4 , триггер 5, регист 6 результата, генератор 7 импульсов, шину 8 управления, Кавдый по разрядный узел анализа содержит элементы И 9, 10, элемент ШМ П, элементы НЕ 12, 13. Устройство работает следующим образом. В исходном положении в регистрах 1 , ,-,., , у записаны сравниваемые числа, причем при нулевом состоянии триггеров регистров сигнал 1 - на инверсном выходе каждого триггера, на шине управления 8 - сигнал О, регистр результата 6 и триггер 5 установлены в нулево состояние, т.е. на прямом выходе триггера сигнал О, поэтому все элементы И 9, 10 поразрядных узлов анализа 3 закрыты .по второму ВХОДУ. На выходе элементов ИЛИ гру 2« Чт-2.-2км Д® текущее значение номера сравниваемого числа (,2,...,п), уста навливаётся сигнал I, начиная с элементов, относящихся к разряду р, где р - текущее значение номера разряда сравниваемых чисел р т-1, m-2,o..,l) характеризуемого тем, что в нем в каждом отдельно в том сравниваемом числе впервые, счи тая со стороны старших разрядов, встречается сигнал 1, поэтому на выходах элементов И 4р, 4р,... начиная с элемента, относящегося к разряду q, характеризуемого тем, что в нем в наименьшем из сравниваемых чисел впервые, считая со стороны старших разрядов, встречается сигнал 1, устанавливаются сигналы , которые, проходя через элемент ИЛИ 1I, открывают по первому входу соответствующие элементы И 9, а про ходя через элементы НЕ 12 закрывают по первому входу соответствующие элементы И 10, которые открыты по третьему входу, так как на выходах элементов НЕ 13 установлены сигналы 1, поскольку на выходах элементов И 9 установлены сигналы О. На выходах элементов И 4 4, 4, уста,навлива1отся сигналы О, которые, проходя через элементы ШТИ 11, закрывают по первому входу соот26ветствующие элементы И 9, а проходя через элементы НЕ 12, открывают по первому входу соответствующие элементы И 10./При подаче запускающего импульса на триггер 5 на его прямом выходе устанавливается сигнал 1, открывающий по второму входу элементы И 9, 10, относящиеся к разрядам т, m-l,o,.q, однако импульсы генератора 7 по-прежнему не проходят на выход относящихся к (m-q) разрядам сравниваемых чисел элемента И 9,так как они закрыты по первому входу. Импульс генератора 7 проходит только на выход элемента И 9q, и, пройдя элемент НЕ. 13, .закрывает на время своего действия соответствующий элемент И 10 по третьему входу и открывает по второму входу элемент ИЛИ I1, одновременно он поступает на вход установки в нулевое состояние триггеров регистров сравниваемых чисел q-ro разряда, на прямых выходах последних, а также выходе элемента И А , первом входе элемента HJM 11л, и входе элемента НЕ 12 устанавливаются сигналы О. Но окончании импульса генератора 7 сигнал О проходит через элемент ИЖ llq, на первый вход элемента И 9-, а образованный на выходе элемента НЕ 12(усигнал I - на выход элемента И 10в. К этому времени заканчиваются переходные процессы в элементах ШМ 2, в результате которых вышеописанньм способом..устанавливаются сигналы I на входе элемента И 4 разряда, в котором в наименьшем из сравниваемых чисел встречается следующая. если считать со стороны старших разрядов, единица. Очередной импульс генератора 7 вышеописанным способом записьшается в этот разряд регистра результата 6 эту единицу и т.д., oica все единицы в наименьшем из сравниваемых чисел не окажутся заисанньми в соответствующих разрядах регистра результата 6, после чего а вход установки в нулевое состояие триггера 5 поступает сигнал 1, оторый устанавливает его в исходое состояние, заканчивая сравнеие чисел. Таким образом, в резульате сравнения на прямых выходах тригеров регистра результата 6 записао наименьшее число. Для выборки аибольшего числа в регистры 1 , Ig. ° П записываются сравниваемые

числа в, обратном коде. В результате обработки на прямых выходах триггеров регистра результата 6 окажется записанным наименьшее из сравниваемых чисел в обратном коде и, следовательно, на инверсных выходах триггеров регистра результата 6 окажется записанным наибольшее из сравниваемых чисел.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным содержит в два раза меньше многовходовых элементов И (ИЛИ), в нем отсутствует элемент задержки, счетчики-регистры заменены обычньши регистрами, поэтому оно проще.

Формула изобретения

Устройство для сравнения чисел, содержащее п регистров, где п - число cpaвнивae влc чисел, элементы И, группы элементов ИЛИ регистр результата, m поразрядных узлов анализа, где m - число разрядов сравниваемых чисел, триггер, генератор импульсов, причем каждый -ый выхо ка здого j-ro регистра, где ,2, ..,(m-t), ,2, о..,п соединен с первым входом t -го элеме1 та ШШ j-ой группы, а выход каждого I-го элемента ШШ j-ой группы подкгаочен ко второму входу (1+1)-го элемента ШЩ J -ой группы и к J -ому входу 1-го элемента И, ffl-ый выход каядого J-ro регистра соединен со вторш4 входом (m-l) элемента ИЛИ j-ой группы и с j-bw входом т-го элемента И, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в нем выход каждого kэлемента И, где ,2,...,m соединен с первым входом k-ro поразрядного узла анализа, выход которого подключен ко второму входу (k-Uro поразрядного узла анализа, выход первого поразрядного узла анализа соединен со входом установки в нулевое состояние триггера, прямой выход которого подключен ко вторсаду входу т-го поразрядного узла анализа, выход генератора импульсов соединен с третьими входами поразрядных узлов анализа, второй выход каждого р-го поразрядного узла анализа, где р) ,2, ... ,гл, подключен ко входам установки в нулевое состояние р-ых разрядов регистров и ко входу установки в единичное состояние р-го разряда регистра резул ьтата.

2. Устройство по п. i, о т л ич-ающееся тем, что в нем каждый поразрядный узел анализа содержит элементы И, ИЛИ, НЕ, причем первый вход узла соединен с первьм входом элемента ШИ и через первый элемент НЕ - с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому выходу узла, второй вход узла соединен со вторьм входом первого элемента И и с парвьо входом второго элемента И, второй вход которого подключен к третьему входу узла, выход элемента ШЫ соединен с третьим входом второго элемента И, выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, ко второму входу элемента ИЛИ и ко второму выходу .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Авторское свидетельство ССХЗР № 234003, кл. G 06 F 7/00, 1964

2. Авторское свидетельство СССР № 650071, кл. G 06 F 7/04, 1975 (прототип).