Устройство для определения максимального числа из ряда чисел

 

ОПИСАНИЕ, ®З0.

ИЗО ЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 928341 (22) Заявлено 20. 08. 81.(21) 3329765/18-24 (34) М. Кд.з G F 7/04 с присоединением заявки ¹(23) ПриоритетГосударстаеииый комитет

1 СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б81. 325 (088.8) Опубликовано 070383. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 070383

; Э, ь

"i (72) Автор. .изобретения

A.Ì.Ðåìáoâcêèé (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОГО ЧИСЛА

ИЭ РЯДА ЧИСЕЛ

Изобретение относится к автоматй-ке и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств цифровых. вычислительных машин и дискретных автоматов.

По основному авт.св. 9 928341 известно устройство, содержащее элементы И...ИЛИ, реверсивный счетчик, узлы памяти, узлы перезаписи, коммутатор, формирователь импульсов, счетчик, причем информационный вход устройства соединен с первыми входами пз первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к информационному входу первого узла памяти, выходы которого соединены с информаци.. онными входами первого узла перезаписи, выходы которого подключены к информационным входам реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ и с информационными входами второго узла перезаписи, выходы которого подклю.чены к входам второго узла памяти, выходы которого соединены с первыми выходными шинами устройства, вход управления устройства. подключен к входу первого коммутатора., первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, второй, третий BbIxopgg первого коммутатора, подключены к входам управлейия пер ; вого и второго узлов перезаписи, чет. вертый выход первого коммутатора сое. динен с входом управления записью первого узла памяти соответственно, пятый выход первого коммутатора подключен к входу управления реверсив)p ного счетчика, и первому входу второ-. го элемента ИЛИ и к входу формирователя импульсов, первый. и второй выходы которого со динены с первым входом третьего элемента И и с информацион,ным входом счетчика, выходы которого 1тсдключены к информационным входам третьего узла перезаписи, выходы ко-, торого соединены с информационными входами третьего узла памяти, выход первого элемента ИЛИ подключен к вто рым входам третьего элемента И и второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход. которого подключен к информационному входу реверсивного счетчика, вход сброса устройства сое динен с входами установки в нулевое состояние узлов памяти, счетчика, реверсивного счетчика, выход третьего элемента И подключен к управляющему входу третьего узла перезаписи, 1003072 кроме того, выход первого узла памяти соединей с информационными входами четвертого узла перезаписи и с. входами первой группы входов компаратора, шестой и седьмой выходы пер- вого коммутатора подключены к .управ- 5 ляющим входам компаратора и четверToIo узла перезаписи соответственно, выход четвертого узла,перезаписи сое-, динен с информационным входом четвертого узла памяти,. выходы которого 10 подключены к входам второй группы входов компаратора и к входам первой

1группы входов распределителя, входы 1торой группы входов которого соединены с выходами счетчика, а выходы = с входами блока памяти, выходы компаратора подключены к информационным входам второго коммутатора, вход управления которого соединен с входом управления устройства, а выходы с входами управления распределителя, _#_ входы установки в нулевое состояние компаратора, четвертого узла памяти и блока памяти подключены к входу сброса устройства. Устройство позволяет определить максимальное число из ряда чисел, а также все локальные максимумы и их порядковые номера 1 ), Однако при автоматизированной обработке данных с помощью известного устройства необходимо знать значения 30 и порядковые номера только тех ло1 кальных максимумов, которые превышают определенный наперед заданный порог. Например, при анализе совокупности спектральных компонент, полУ- 35 ченных в результате дискретного преобразования Фурье смеси сигнала с шумом, некоторые локальные максимумы с невысоким уровнем обусловлены воздействием флуктуационных шумов. При 4О этом полученныЕ с помощью извЕстного устройства результаты приходится подвергать дополнительной Обработке,что снижает прочзводительность.

Целью изобретения является расши-

Рение функциональных возможностей уст 45 ройства за счет определения максимальных значений, превышающих эаданНЫй ПОРОГ.

Поставленная цель достигается тем, что. в устРойство для определе- 5g ния максимального числа из ряда чисел введены пятый узел памяти и второй компаратор, причем выход пятого узла,па мяти соединен с первым информационным

ВХОДОМ BTOPOI O KOMIIBPBTOPB BTOPOA ИН» формационный вход которого подключен к

Выходу четвертого элемента памяти, управляющий вход . второго компаратора соединен с дополнительным выходом первого компаратора;а выход подключен к до.-. полнительному входу второго компаратора) управляющий вход пятого элемента памяти .соединен с входом установки порога устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на, 65 фиг.2 и 3 - варианты структурных схем компараторов.

Устройство содержит элементы И

1 и 2, реверсивный счетчик 3, узел памяти 4, узлы перезаписи 5 и 6, узел памяти 7, элементы ИЛИ 8 и 9, комму-.. татор 10, формирователь импульсов 11,. счетчик 12, элемент И 13, узел пере-. записи 14, узел памяти 15, информационный вход устройства 16, управляющий вход 17 устройства, вход 18 сброса, выходы 19 и 20 устройства, узел перезаписи 21, компаратор 22, узел памяти 23, коммутатор 24, распределитель 25, блок памяти 26, введенный узел памяти 27, компаратор 28, вход 29 установки порога.

Компаратор 22 (фиг.2) содержит схему сравнения 30, узлы перезаписи

31 и 32, триггер 33, элемент задержки 34, элемент И 35, формирователь

36.

Компаратор 28 (фиг.3 ) содержит узлы перезаписи 37 и 37,схему срав.— нения 38.

Устройство работает следующим образом.

Каждому числу, поступающему на вход элементов И 1 .и 2, предшествует импульс, поступающий на входы коммутаторов 10 и 24, при этом коммутатор

10 формирует на выходах импульсы, управляющие работой устройства.

Импульсом, поступающим на вход элемента И 2, последний открывается и пропускает число с входа 16 устройства на вход узла памяти 4. Элемент

И 1 при этом закрыт, так как в реверсивном счетчике 3 записан код, соответствующий нулю, поэтому направление на выходе: элемента ИЛИ 8 (т.е. на первом входе элемента ИЛИ

9) равно нулю. Напряжение на втором входе элемента ИЛИ 9 при этом также отсутствует, поэтому число через зак» рытый элемент И 1 на вход реверсивного счетчика 3 не проходит ° Коммутатор 10 формирует импульс на управляющем входе узла 5, которым он открывается, и. код числа, записанного в узел памяти 4, переписывается в реверсивный счетчик 3, последний в это время работает на сложение, так как с коммутатора 10 на Управляющий вход счетчика 3 поступает импульс

"Сложение". На управляющий вход узла перезаписи б с .выхода коммутатора 10 поступает импульс, открывающий его., при этом код числа, записанного в счетчике 3, переписывается в узел памяти 7 и появляется на выходе устройства. Одновременно на управляющий вход узла памяти 4 подается импульс, сбрасывающий наполненное в нем число. По.пос-. туплении импульса "Сложение" на вход формирователя 11 на его выходах нояв.ляются импульсы, поступающие на счет1003072 чик 12 и элемент И 13. Для обеспечения устойчивой работы устройства импульс на входе элемента И 13 несколько отстает от импульса на входе счетчика 12, .В.счетчик 12 записывается код, соответствующий единице. На входе элемента И 13, соединенном с выходом элемента ИЛИ 8, нулевое напряжение, так как в реверсивный счетчик 3 число из узла памяти 4 переписывается, и в нем сохраняется код, соответ- 10 ствующий нулю. Элемент И 13 пропускает импульс с выхода формирователя импульсов 11 только при нулевом напряжении на его втором входе, поэтому импульс с формирователя импульсов 11 проходит 15 через элемент И 13 на управляющий вход узла перезаписи 14, последний открывается, обеспечивая перепись содержимого счетчика 12 в узел памяти

15. На выходе узла памяти 15 появляется код, соответствующий единице.

С приходом на входы элементов И

1 и 2 следующего числа, представленного последовательностью импульсов, и предшествующего ему импульса на вход коммутатора перечисленные операции повторяются ° Реверсивный счетчик 3 при отсутствии на управляющем ходе напряжения с выхода коммутатора

0 работает на:вычитание, а при наличии напряжения — на сложение. так как З0 в счетчике 3 записано предыдущее (или максимальное из всех поступивших ) число, на входах элемента ИЛИ

8, а следовательно и на его выходе присутствует напряжение, проходящее 35 через элемент ИЛИ 9 на вход элемента

И 1. При поступлении очередного числа оно через элемент И 2 поступает на узел памяти 4 и через элемент И 1 на вход реверсивного счетчика 3, ко" 40

/ торый при этом работает на вычитание.

Если поступившее число меньше чем содержимое реверсивного счетчика 3, в последующем формируется код, соответствующий разности поступившего 45 числа и содержимого счетчика 3. Если же поступившее число больше чем содержимое счетчика 3, в нем формиру ется код нуля.

По поступлении импульса на управляющий вход узла перезаписи 5 код числа, записанного в узле памяти 4, переписывается в счетчик 3, который при этом работает на сложение, поэтому в нем формируется код либо суммы вновь поступившего числа с числом, оставшимся в счетчике 3 после вычитания, либо вновь поступившего числа, которое в этом случае является максимальным от начала ряда. По поступлении импульса "Сложение" с выхода . 40 коммутатора 10 на вход формирователя импульсов 11 последний каждый раз формирует на выходах импульсы, сумма которых от начала ряда чисел накап,ливается в счетчике 12, т.е. в счет- 65 чике 12 записан код числа, соответствующего порядковому номеру последнего поступившего числа. Если число в реверсивном счетчике 3 отлично от нуля (т.е. вновь поступившего числа на самое максимальное), на выходе элемента ИЛИ 8 единичное напряжение, элемент И 13 не пропускает импульсы с выхода формирователя 11 на управляющий вход узла перезаписи 14, т.е. в узле. памяти -15 сохраняется ранее записанное число, соответствующее порядковому номеру максимального числа. Если же число в счетчике 12 в момент поступления импульса "Сложе .ние" равно нулю, что соответствует поступлению на вход устройства максимального от начала ряда числа, элемент И 13 пропускает импульс с выхода формирователя 11 на управляющий вход узла 14, при этом в узел 15 из счетчика 12 . переписывается порядковый номер последнего поступившего числа.

Работа устройства по.определению частных максимумов и соответствующих им номеров чисел от начала ряда в случае, если в узел памяти 27 занесен .код, соответствующий нулю. осуществляется следующим образом.

В течение длительности импульса

"Сравнение 2", пос..упившего на управляющие входы узлов 32 и 31 компаратора 22, коды чисел, содержащихся в узле памяти 4 и узле памяти 23, поступают соответственно на первый и ,второй входы схемы сравнения 30, выполняющей операцию последовательного поразрядного сравнения состояний ye+ : лов памяти 4 и 28. В случае, если число, поступившее на первый вход схе мы 30 больше, чем число, поступающее на второй вход, единичное напряжение формируется на выходе схемы 30, в обратном случае " тоже на выходе схемы

30. Вмомент поступления импульса

"Сравнение 2" в узел памяти 4 записа-но первое число входной последовательности, а в узле памяти 23 записан код, соответствующий условному нулю, поэтому напряжение формируется на выходе схемы 30, соединенном с входом сброса триггера 33. При этом на выходе схемы 30, соединенном с первым входом элемента. И 35, сохраняется нулевое напряжение, а на выходе триггера 33, соединенном с вторым входом элемента И 35, сохраняется единичное напряжение. На выходе формирователя импульса 36 сохраняет-. ся нулевое напряжение.

Схема сравнения 38 компаратора .

28 формирует на выходе нулевое напряжение, если число, поступающее на ее первый вход (т.е. число, равное порогу сравнения> с выхода узла памяти 27 больше, чем число, поступающее на второй вход, т.е. число с вы1003072 к=E " хода узла памяти 23. Если числа, поступающие на входы, равны, или число„ поступающее.на второй вход превышает порог, схема 38 формирует на выходе единичное напряжение. В случае, когда порог равен нулю, работа предлага, емого устройства ничем не отличается от работы известного устройства, так как на выходе компаратора 28, т.е.. на третьем входе элемента И 35, когда осуществляется сравнение, форми-. руется единичное напряжение °

При поступлении импульса "Перезапись 3" на управляющий вход узла перезаписи 21 код числа, содержащегося в узле памяти 4, переписывается в 15 элемент памяти 23. При поступлении очередного импульса "Сравнение 2" ко ды чисел, занесенных в 4 (второе число от начала ряда 3 и узел памяти 23 .(первое число): поступают на первый и >и ьгорой входы схемы сравнения 30. Если второе, число ряда больше чем первое, единичное напряжение как и ранее (в предыдущем такте) формируется на выходе схемы сравнения 30, при этом на выходе формирователя 36 сохраняется нулевое напряжение. Если же.второе число ряда меньше, чем первое, т.е. первое число является частным максймумом, единичное напряжение формируется на вырсоде схемы сравнения, 30, Это напряжение поступает на -.пер" вый вход элемента И 35 и через элемент эадержки 34 . - на счетный вход триггера 33.. Триггер 33 при этом перебрасывается, а на его выходе напряжение становится равным нулю, однако перепад напряжения с выхода триггера 33 задержан на время задерж ки 0 элементом 34. На выходе элемента И 35 появляется импульс длитель- $0 ностью Г,.поступающий на вход формирователя 36. Песледний при этом форми;. рует импульс ."Перезапись-1", поступа-, ющий на вход второго коммутатора 24, ко орый в свою оч .Редь формирует им- 45 пульс, совпадающий по времени с им-.. пульсом формирователя 36, на первом выходе, соединенном с управляющими входами узлов перезаписи распределителя 25. На их информационных входах узлов в это время присутствует код числа, занесенного в Узел памяти 23, т.е. первого числа ряда. На информаI ! ционных входах второй группы узлов распределителя 25 - код1 номера этого числа, т.е. единицы. Число, записан- ное в узле 23 и соответствующий ему номер, записанный в счеТчике 12, за"i носятся соответственно в узлы памяти блока памяти 26 и появляются на его выходах. 60

Если прИ очереДном сравнении чисЛО, содержащее в узле 23,т.е. второе число от начала ряда опять превышает число, записанное в Узел памяти 4, т.е. третье от начала ряда), единич- 5 ное напряжение опять появляется на выходе схемы 30, однако на выходе формирователя 36 импульс не формирует ся, так как на выходе триггера 33 нулевое напряжение. Иьнтульс на выходе компаратора 22 (формирователя 36) будет формироваться только в том случае, если при предыдущем сравнении в предыдущем такте длительностью T) триггер был подготовлен к перебросу, т.е. если на его вход сброса, соеди".. ненный с выходом схемы 30 поступало единичное напряжение.

При появлении на выходе компаратора второго, третьего и т.д. импульсов коммутатор 24 формирует импульсы соответственно на втором, третьем и т,д. выходах,при этом сочетания чисел и соответствующих им номеров от начала ряда заносятся в узлы памяти блока 26. Число К узлов памяти, т.е. максимальное число частотных максимумов, выбирается из условия! где E(x ) — целая часть числа х.

Работа устройства по определению локальных максимумов и соответствующих им номеров чисел от начала ряда в,случае, если в узел памяти 27 зане- сен код, не равный нулю, осуществляется следующим образом.

Начало импульса "Сравнение 1", поступающего на управляющие входы узлов перезаписи 37, 37 (фиг.З), несколько опережает начало импульса

"Сравнение 2", поступающего на уп,равляющие входы узлов перезаписи 31, 32 компаратора 22 (фиг.2). Если числоэ содержащееся в узле памяти 23 и пос- тупающее на второй вход схемы сравнения 38 компаратора 28, равно или превышает пороговое число, занесенное в узел памяти 27 и поступающее на первый вход схемы сравнения 38, на выходе схемы 38 появляется единич- ное напряжение, поступающее на третий вход элемента И 35 компаратора

22. При этом работа предлагаемого устройства не отличается от работы известного устройства.

Если число, занесенное в узел

1памяти 23, меньше числа, хранящегося в узле памяти 27, на выходе схемы сравнения 38 компаратора 28 в течение всего интервала сравнения сохраняется нулевое напряжение, блокирующее формирование. импульса длительностью на выходе элемента И 35. При этом:на входе формирователя 36 компаратора 22 сохраняется нулевое напряжение, поэтому коды чисел, поступающие на информационные входы распределителя 25 не заносятся в узлы памяти блока памяти 26.

Предлагаемое устройство по-прежнему обеспечивает выделение на первом

1003072 10 и втором выходах (т.е. на выходах узлов памяти 7 и 15) максимального числа и соответствующего ему номера начала ряда. Предлагаемое устройство обеспечивает запоминание в узлах памяти блока 26 всех значений локальных

5 максимумов и соответствующих им номе,ров от начала ряда, в случае, если в узел памяти 27 занесен код, соответствующий нулю. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет обеспечить селекцию только тех значений локаль-. ных максимумов и соответствующих им номеров от начала ряда, которые превышают порог, код которого занесен перед началом анализа в узел памяти 15

27, что расширяет функциональные возможности и позволяет автоматизировать результаты обработки последовательности чисел.

Изобретение позволяет за счет вве.- gp дения последовательно соединенных узла памяти и компаратора с соответствующим включением обеспечить сравнение каждого из локальных максимумов с пороговым уровнем, задаваемым 5 перед началом анализа, и блокировать занесение в блок памяти локальных максимумов и соответствующих им номеров от начала ряда, значения которых меньше порогового уровня. Это дает воэможность избежать дополнительной ручной обработки результатов анализа последовательности чисел по выявлению локальных максимумов, превышающих пороговое значение, и сократить время анализа, что особенно важно при автЬматизации процессов обработки результатов. формула изобретения

Устройство для определения максимального числа иэ ряда чисел по авт.св. 9 992288334411, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения его функциональных воэможностей за счет определения максимальных значений, превышающих заданный порог, в него введены пятый узе памяти и второй компаратор, причем выход пятого узла памяти соединен с первым информационным входом второго компа-., ратора, второй информационный вход которого подключен к выходу четвертого элемента памяти,, управляющий вход второго компаратора соединен с дополнительным выходом первого комваратора, а выход подключен к дополнительному входу второго коммутатора, управляющий- вход пятого элемента памяти соединен с входом установки порога устройства.

Источники информации, принятые во вниманье при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 928341, кл. 606Е 7/04, 1980 (про тотип ).

1003072

Составитель А.Рембовский

Редактор р.öèöèêà Техреду М,Тепер Корректор О.Билак

Заказ 1554/32 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4