Устройство определения локальных экстремумов функции

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной.техники и предназначено для поиска локальных экстремумов функций (ЛЭФ), представленных в виде дискретных выборок. Цель изобретения - повышение достоверности результата путем устранения фиксации ЛЭФ в точках перегиба . функции. С этой целью в устройство введены два блока анализа (БА), каждый из которых выделяет свой тип ЛЭФ. Каждый БА может выделить по трем соседним выборкам значения функции (ВЗФ) , одновременно хра нящиеся в регистрах предьщущего, текущего и следующего ВЗФ, текущее экстремальное значение. Если две какие-либо соседние ВЗФ равны, в БА запоминается эта ситуация (путём установки в единичное состояние триггера) на предмет дальнейшего анализа, являются ли эти ВЗФ точкой перегиба функции или точкой ЛЭФ. 1 ил. (Л 1C ю 1C

° СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 41227 А1 (51) 4 С 06 F 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я(В Чь ;. ЕА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3824272/24-24 (22) 17.12.84 (46) 30.06.86. Бюл. Ф 24 .(7 1) Институт технической кибернетики АН БССР (72) Г.А. Буткин, M.M. Маханек и А.Г. Ярусов (53) 681.325.66(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 993249, кл. G 06 F 7/04, 1981.

Авторское свидетельство СССР

11" 1032452, кл. С 06 F 7/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 1005032, кл. G 06 F 7/06, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЭКСТРЕМУМОВ ФУНКЦИИ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной .техники и предназначено для поиска локальных э к с тр емумов функций (ЛЭФ), пр едставленных в виде дискретных выборок.

Цель изобретения - повышение достоверности результата путем устранения фиксации ЛЭФ в точках перегиба . функции. С этой целью в устройство введены два блока анализа (БА), каждый из которых выделяет свой тип ЛЭФ.

Каждый БА может выделить по трем соседним выборкам значения функции (ВЗФ), одновременно хранящиеся в регистрах предыдущего, текущего и следующего ВЗФ, текущее экстремальное значение. Если две какие-либо соседние ВЗФ равны, в БА запоминается эта ситуация (путем установки в единичное состояние триггера) на предмет дальнейшего анализа, являются ли эти ВЗФ точкой перегиба функции или точкой

ЛЭФ. 1 ил.

1241227 ряды чисел равны нулю, то на входах всех элемейтов И 11< — 11з логический нуль и триггеры 14, — 14 остаются в том же состоянии. Если все очередные разряды чисел равны единице, то на выходе элемента И 12 логическая единица, на выходе элемента НЕ 13 и на входах элементов И 11 -11 логический нуль и триггеры 14,-14 также

1О не изменяют своего состояния. Если часть разрядов — нулевые, а часть— единичные, в единичное состояние устанавливаются те из триггеров 14 разряды чисел в соответствующих ре15 гистрах 1 которых равны единице. В

1 дальнейшем сигнал с прямого выхода данного триггера поступает на вход соответствующего элемента ИЛИ 10, имитируя поступление максимального

20 числа. Таким образом, в нулевом состоянии остается триггер (или триггеры) 14, соответствующий минимальному (или в случае равенства чисел минимальным) из чисел в регистрах 11.

25 После того, как следующее число полностью будет записано в регистре

1 счетчик 4 выдает сигнал перепол1 э нения, который увеличивает на единицу содержимое счетчика 5 адреса и

Эп поступает на 1зходы элементов И 20 23 и 20 — 23 блоков 3, и 3 анали—

2 2 за.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для поиска экстремумов функций, представленных в виде дискретных выборок. .Цель изобретения — повышение дос-.. товерности результата путем устранения фиксации экстремума в точках перегиба функции.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит буферные регистры следующего 1, текущего 1 и предыдущего 1 значений функции, блоки 21 и 2 сравнения, блоки 3< и

3 . анализа, управляющий счетчик 4, счетчик 5 адреса экстремума, регистры 6 и 7 экстремума, а также элементы 8 и 9 задержки. Блок 2. сравнения, содержит элементы ИЛИ 10 †1, элементы И 111 -11 э и 12, элемент HE

13 и триггеры 141-14 . Блок 2 g сравнения содержит элемент И 15 — 15, элементы ИЛИ-НЕ 16 — 16, элемент ИЛИ 17, элемент НЕ 18 и триггеры 191 -19 .

Каждый блок 3; анализа (i=1,2) содержит элементы И 20, -23,, элементы

ИЛИ 24, и 25; и триггер 26, .

Устройство имеет также информационный вход 27, тактовый вход 28, выходы 29 и 29 фиксации локального минимума и локального максимума.

Устройство работает следующим образом.

Последовательность выборок функции поступает на информационный вход ?7 устройства в последовательном коде старшими разрядами вперед и записывается в регистр 1< следующего значения функции. Старший разряд хранящегося в регистре 1 числа переза писывается при этом в регистр 1, а старший разряд числа, хранящегося в регистре 1 — в регистр 1> Каждый поступающий разряд сопровождается сигналом на тактовом входе 28. Тот же сигнал увеличивает содержимое счетчика 4, емкость которого равна количеству разрядов поступающих чисел. Соответствующие разряды чисел поступают в блоки 2(и 2 сравнения.

Блох 2, выделяет минимальное из трех чисел,. хранящихся в регистрах 11-1>, и записывает его в регистр 6, а блок

2 — максимальное и записывает его

2 в регистр 7.

Рассмотрим работу блока сравнения на примере выделения минимального из трех чисел. Если все очередные разРассмотрим работу блоков анализа

35 на примере выделения локального минимума блоком 3,, Если триггеры 14 —

14 установлены в состояние 101 (т. е. ад > а,. „ а, „), на входе элемен" та И 23 появляется импульс, который

40 поступает на выход 29 устройства.

Это значит, что по адресу, хранящемуся в счетчике 5, устройство зафиксировало минимум са значением, хранящимся в регистре б. Если а,„ = а „< п >е*

<а >, значение а „е =а может смь, тек быть локальным минимумом либо точкой перегиба в зависимости от дальнейшего поведения функции. Эта ситуация фиксируется элементом И 20<, импульс на выходе которого переводит триггер

?6 в ециничное состояние. Если в дальнейшем значение функции будет нарастать (т.е. некоторое а„ > а,„ ). триггеры 141 — 14 > устанавливаются в состояние 100. Это состояние фиксируется элементом И 22, при этом триггер 26 переводится в нулевое сос-! тояние, а на выходе 29 формируется сигнал локального минимума, Если после. ситуации, когда a .„,„ а, с а „, значение функции будет. уменьшаться (т.е, некоторое a„c a ), триггеры 141-14 устанавливаются в состояние 011. Это соответствует ситуации перегиба функции, при этом сигнал формируется на выходе элемента И 21<, что приводит к установке триггера 26 в нулевое состояние.

Вьделение локального максимума производится блоком. 2 сравнения и блоком 3 анализа аналогично. При этом сигнал о наличии локального максимума формируется на выходе 29> устройства, адрес локального максимума содержит в счетчике 5 адреса, а значение локального максимума — в ,регистре 7.

Импульс переполнения с выхода счетчика 4, задержанный элементом 9 задержки на величину, достаточную для окончания анализа в блоках

3, и .2, устанавливает триггеры 14,—

14 н 191 — 19 в нулевое состояние ° ,начинается анализ следующего значения выборки функции.

Формула изобретения

Устройство для определения локальных экстремумов функции, содержащее буферные регистры последующего, текущего и предьдущего значений функции, первый и второй блоки сравнения, первый регистр экстремума, счетчик адреса экстремума и управляющий счетчик, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом буферного регистра последующего значения функции, выход которого соеди-. нен с первым входом первого блока сравнения и с информационным входом буферного регистра текущего значения функции, выход которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, первым входом второго блока сравнения и с информационным входом буферного регистра предьдущего значения функции, выход которого соединен с . вторым входом второго блока сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения, достоверности результата путем устранения фиксации экстремума в точках перегиба функции, в него введены второй регистр экстремума, первый и второй элементы задержки, первый и второй блоки анализа, причем регистры экстремума и

241227 4 буферные регистры выполнены сдвигающими, первый блок сравнения содержит первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый, второй и третий триггеры, элемент НЕ, второй блок сравнения содержит первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ-НЕ, первый, вто10 рой и третий триггеры, элемент

ИЛИ и элемент НЕ, каждый блок анализа содержит первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый и второй элементы ИЛИ и триггер, причем тактовый вход устройства соединен со счетным входом управляющего счетчика, со сдвигающими входами первого и второго регистров экстремумов и через первый элемент задержки со сдвигающими входами буферных регистров последующего, текущего и предыдущего значений функции, выход буферного регистра последующего значения функции соединен с первым входом первого элемента И второго блока. сравнения, первые входы второго и третьего элементов И второго блока сравнения являются соответственно первым и вторым входами второго блока сравнения, пер30 вые входы первого и второго элементов ИЛИ первого блока сравнения являются соответственно первым и вторым входами первого блока сравнения, выход буферного регистра предыдущего значения функции соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ первого блока сравнения, выходы первого, второго и третьего элемента ИЛИ первого блока сравнения соединены соответственно с первым, вторым и тре4Р тьим входами первого элемента И того же блока сравнения, а также с первыми входами соответственно второго, третьего и четвертого элементов И того же блока сравнения, выходы кото45 рых соединены с входами установки в единичное состояние соответственно первого, второго, третьего триггеров того же блока сравнения, прямые выходы которых соединены с вторыми вхо50 дами соответственно первого, второго и третьего элементов ИЛИ того же блока сравнения, выход первого элемента И первого блока сравнения соединен с информационным входом первого 5 регистра экстремума и через элемент

НЕ с вторыми входами второго, третьего и четвертого элементов И того же блока сравнения, выходы первого, вто1241227 рого и третьего элементов И второго блока сравнения соединения соответст-, венно с первым, вторым и третьим входами элемента ИЛИ того же блока сравнения, а также с первыми входами

I соответственно первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ того же блока сравнения, выходы которых соединены,с входами установки в единич" .1О ное состояние соответственно первого, второго и третьего триггеров того же блока сравнения, инверсные выходы которых соединены с вторыми входами соответственно первого, второго и третьего элементов И того же блока сравнения, выход элемента ИЛИ второго блока сравнения соединен с информационным входом второго регистра экстремума и через элемент НЕ с вто- 2б рыми входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ того же блока сравнения, выход переполнения управляющего счетчика соединен с первыми входами первого, второго, третьего 2 и четвертого элементов И первого и второго блоков анализа и через второй элемент задержки с входами установки в нулевое состояние первого, второго и третьего триггеров первого и второго блоков сравнения, прямой выход первого триггера i-ro блока сравнения, где i = 1,2, соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И i-ro блока анализа, 35 инверсный выход первого триггера i-го блока сравнения соединен с вторыми входами первого и второго элементов

И i-ro блока анализа, прямой выход второго триггера i-го блока сравнения 40 соединен с,третьим входом второго элемента И i-го блока анализа, инверсный выход второго триггера i-ro блока сравнения соединен с третьими входами первого, третьего и четвертого элементов И i-го блока анализа, прямой выход третьего триггера i-ro. блока сравнения соединен с четвертым входом первого, второго и четвертого элементов И х-ro блока анализа, инверсный выход третьего триггера i-ro блока сравнения соединен с четвертым входом третьего элемента И i-го блока анализа, выход первого элемента И

i-ro блока анализа соединен с входом установки в единичное состояние триггера того же блока анализа, прямой выход этого триггера соединен с пятыми входами второго и третьего элементов И того же блока анализа, выход второго элемента И i-ro блока анализа соединен с первым входом первого элемента ИЛИ того же блока анализа, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом установки в нулевое состояние триггера того же блока анализа, выход третьего элемента И i-го блока анализа соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с первым входом второго элемента ИЛИ того же блока анализа, выход четвертого элемента И i-ro блока анализа соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ того же блока анализа, выходы вторых элементов ИЛИ первого и второго блоков анализа являются выходами фиксации локального минимума и локального максимума устройства.

1241227

Составитель В. Горохов

Техред ц. донка Корректор Т. Колб

Редактор А.Огар

Заказ 34889/43

Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.у кгород,ул.Проектная,4