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

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств дискретной автоматики и цифровых вычислительных машин.

Известно устройство для выделения экстремального числа, содержащее поразрядные элементы ИЛИ-НЁ и узлы переноса. Устройство обеспечивает автоматическую выборку экстремального числа .

Однако это устройство требует зна-. чительных аппаратурных затрат. Кроме того, одно из экстремальных чисел выделяется в обратном коде, а для получения прямого кода другого экстремального числа необходимо подавать сравниваемые числа в обратном коде.

Известно также устройство, обеспечивающее автоматическую выборку экстремального числа, но отличающееся от предыдущего простотой 21 .

Однако и в этом устройстве при выборе одного из экстремальных чисел требуется инверсное пред ста вление сравниваемых чисел. Кроме того, номер регистра, содержащего экстремаль, ное число, представляется обратным кодом. .

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для определения экстремаль10ных чисел, содержащее триггеры, элементы И, ИЛИ, счетчик, схемы сравнения.; Ко входам схем сравнения подключены информацион ые шины и выходы счетчика, а выходы схем сравнения

IS подсоединены к элементу ИЛИ и к выходным шинам. Входы счетчика соединены с выходами триггера, элементов И и ИЛИ и входными шинами Ъ Устройство обеспечивает автома20тическую выборку обоих экстремальных чисел и представления этих чисел в прямом коде, однако имеет невысокое быстродействие. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Эта цель достигается тем, что устройство для определения экстремальных чисел, содержащее триггер, ВЫХОДЫкоторого являются первой гру пой выходов устройства, а входы являются управляющими входами устройства, которые соединены также с установочными входами счетчика, выходы последнего соединены с второй группой выходов устройства и с первой группой входов схем сравнения, вторые группы входов которых соединены с информационными входами устройства, а выходы точного равенства схем сравнения - с третьей группой выходов устройства, снабжено первым, вторым, третьим и четвертым элементами И, элементами ИЛИ, элементом ИЛИ-НЕ и элементом aanpeta, причем единичный выход триггера сое динен с первыми входами первого и .второго элементов И, нулевой выход триггера - с первыми входами третье го и четвертого элементов И, вторые входы с первого по четвертый элемен тов И соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, входы KOTOporcf соединеныс выходами точного равенства схем сравнения, третьи входы первого и четвертого элементов И соединены с выходом элемента запрета, разрешающий вход которого соединен с входом тактовых импульсов устройства, а за прещающий вход элемента запрета и .третьи входы второго и третьего эле ментов И соединены с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами приближенного равенства схем сравнения, выходы первого и че вертого .элементов И соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами второго разряда счетчик а выходы второго и третьего элементов И - соответственно с суммирующи и вычитающим входами первого разряд счетчика. На чертеже приведена схема устро ства. . .. Устройство содержит триггер 1, э элементы И 2-5 счетчик 6, схемы сравнения 7,.,.,7, элемент ИЛИ-НЕ Злемент ИЛИ 9 управляющие входы 10 и HI входы тактовых импульсов .1 информационные входы 13/ .... 13г первую группу выходов 1А и 15, втор группу выходов 16, третью группу выходов.17, выходы I8v, ,.., 181, 19, .., 19х элемент запрета,20. Устройство работает следующим образом. /, Поиск экстремальных чисел начинается при поступлении сигнала на уп-равляющий вход 10 (минимум) или на управляющий вход 11 (максимум). Например, осуществляется поиск минимального числа. Сигнал с входа10 ус танавливает счетчик 6 в нулевое состояние, а триггер 1 - в единичное состояние. При этом появляются сигналы на первых входах элементов И 2 и 3. Поскольку на выходах 18, ..., }8 схем сравнения 7f, ..., 7(/ сигналы отсутствуют (если среди сравниваемых чисел нет нуля) , имеются сигналы на вторых входах элементов И 2 и 3 с выхода элемента ИЛИ-НЕ 8. Тактовые импульсы по входу 12 поступают через элемент запрета 20 на третий вход элемента И 2. Поскольку выход элемента И 2 соединен с суммирующим входом триггера второго | после младшего) разряда счетчика 6, каждый тактовый импульс с выхода элемента И 2 увеличиваеп; содержащееся в счетчике б число на два. Формирующаяся таким образом последовательность чисел поступает на схемы сравнения 7 , ..., 7|. Если минимальное из сравниваемых чисел, поданных по входам .13, ..., 13 на схемы сравнения, четное, то на одном из выходов 18, .., появится сигнал равенства числа в счетчике 6 этому минимальному числу. Исчезнет сигнал с выхода элемента 8 на втором входе элемента И 2, и поступление импульсов в счетчик 6 прекратится. Таким образом, наличие сигнала на выходе Ц свидетельствует о поиске минимального числа, код этого минимального числа - на выходах 16, . сигнал на каком-либо выходе 18/j, ... , 18 к индицирует схему сравнения и само минимальное число (поданное на эту схему). Если же минимальное из сравниваемых чисел нечетное, то в момент, когда разность между этим минимэль. ным числом и числом, сформированным в счетчике 6, станет равной единице, появится сигнал на одном из выходов схем сравнения 19, -, Ч9ц. Появляющийся в результате этого сигнал на в.ыходе ИЛИ 9 запирает элемент запрета 20, прекращая поступление импульсов в счетчик, и поступает через элемент И 3 на суммирующий вход счетчика суммирующий вход триггера первого, т.е. младшего разряда). Эта единица суммируется с содержимым счетчика 6, после чего в счетчике сформировано число равное минимальному из сравниваеJMbix чисел. С появлением сигнала на одном из выходов 18, ..., 18)(точное равенство чисел) осуществляются oпepaции с получением таких же результатов. При поиске максимального числа сигнал по входу 11 устанавливает счетчик 6 в единичное состояние, а триггер 1 - в нулевое. Тактовые импульсы с выхода элемента И 5 умен шают содержимое счетчика 6 на два. Формирующаяся в счетчике убывающая последовательность чисел поступает на схемы сравнения 7у , .., УК. Далее схема работает аналогично. Таким образом, организация описанных связей в предлагаемом устрой стве позволила получить двукратный выигрыш времени определения экстремальных чисел. Формула изобретения УсГройство для определения экстремальных чисел, содержащее триггер, выходы которого являются первой группой выходов устройства, а входы являются управляющими входами устройства, которые соединены также с установочными входами счетчика, в ходы последнего соединены с второй группой выходов устройства и с первой группой входов, схем сравнения, вторые группы входов которых соедин .ны с информационными входами устрой 0 а выходы томного равенства схем сравнения - с третьей группой выходов устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия ycTpoficTBa, оно снабжено пер вым, вторым, третьим и четвертым элементами И, элементами ИЛИ, элементом ИЛИ-НЕ и элементом запрета, причем единичный выход триггера соединен с первыми входами первого и второго элементов И, нулевой выход триггера с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы с первого по четвертый элемент И соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с выходами точного равенства схем сравнения, третьи входы первого и четвертого элемент тов И соединены с выходом элемента запрета, разрешающий вход которого соединен с входом тактовых импульсов устройства, а запрещающий вход элемента запрета и третьи входы второго и третьего элементов И соединены с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами приближенного равенства схем сравнения, выходы первого и четвертого элементов И соединены соответственно с суммирующ| 1М и вычитающим входами второго разряда счетчика, а выходы второго и третьего элементов И соответственно с суммирующим и вычитающим входами первого разряда счетчика. , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР . № 658558, . G Об F 7/02, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл.б 06 F 7/02, 1976. 3- Авторское свидетельство СССР jW . кя, G 06 F 7/04, 1979 (прототип).