Устройство для сравнения чисел

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности применяемой в специализированных про- ueccopaic для обработки нечетких множеств. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения отношения доминирования между числовыми множествами , например операции включения нечетких множеств и их поэлементно/го сравнения. Устройство содержит узлы сравнения, каждьй из которых включает два коммутатора, блок сравнения , элементы И и НЕ. Устройство работает в двух режимах: режиме поиска максимума (минимума) в множестве чисел, режиме поэлементного сравнения двух множеств на больше/меньше (объединение/пересечение нечетких множеств) и. определения отношения доминирования числовых множеств (включения нечетких множеств). 3 ил. 2 табл. S2 е (Л

СОЮЗ ССВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 06 F 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, (21) 3724371/24-24 (22) 13.04.84 (46) 30.08.86. Бюл. У 32 ,(71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) Е.П. Балашов, E..E. .Владимиров, M.Ñ. Куприянов и М.Г. Пантелеев (53) 681.325.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 506019, кл. G 06 F 7/04, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 497583, кл. G 06 F 7/02, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности применяемой в специализированных процессорах для обработки нечетких множеств. Целью изобретения является

„„SU„„1254464 A 1 расширение функциональных возможностей за счет определения отношения доминирования между числовыми множествами, например операции включения нечетких множеств и их поэлементнол го сравнения. Устройство содержит узлы сравнения, каждый из которых включает два коммутатора, блок сравнения, элементы И и НЕ. Устройство работает в двух режимах: режиме поиска максимума (минимума) в множестве чисел, режиме поэлементного сравнения двух множеств на больше/меньше (объединение/пересечение нечетких множеств) и.определения отношения доминирования числовых множеств (включения нечетких множеств). 3 ил.

2 табл.

1 1

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в специализированных процессорах для обработки нечетких множеств.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей эа счет определения отношения доминирования между числовыми множествами, в частности выполнения операции включения нечетких множеств и их поэлементного сравнения.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2— пример реализации коммутатора, на фиг.3 — пример реализации блока сравнения.

Устройство содержит узлы 1 сравнения, каждый из которых содержит коммутатор 2, блок 3 сравнения, коммутатор 4, элемент И 5, элемент НЕ 6, элемент И 7, входы 8-10 сравниваемых чисел первого — третьего множеств вход 11 задания режима, информационные выходы 12 устройства, выход 13 указателя режима.

Коммутатор содержит элементы

И 14, элемент НЕ 15 и элементы

ИЛИ 16.

Блок сравнения содержит m узлов

17 сравнения и узел 18 формирования результата. Каждый узел сравнения содержит элементы И 19, элементы

НЕ 20, элемент ИЛИ 21. Узел формирования результата содержит элементы

И 22, НЕ 23, ИЛИ 24.

Устройство функционирует в двух режимах: режиме поиска максимума (минимума) в множестве чисел, режиме поэлементного сравнения двух множеств на больше/меньше (объединение/ перечисление нечетких множеств) и определения отношения доминирования числовых множеств (включения нечетких множеств).

Рассмотрим работу устройства в первом и втором режимах.

1. Принцип действия устройства в режиме поиска максимума/минимума в множестве чисел.

Элементы множества А =(а,,а

a„ ) поступают на входы 8 соответствующих узлов 1 сравнения, на первые группы входов коммутатора и блока

3 сравнения. Для определения рассмотрим функционирование устройства в режиме поиска максимума в множестве чисел. В этом случае на первую груп254464. 2

1О

t5

55 пу входов второго коммутатора 4 первого узла 1 сравнения с входа 9 того же узла сравнения подается значение 00...0. На управляющий вход коммутатора 4 с управляющего входа

11 узла сравнения поступает сигнал

"1", который разрешает прохождение информации с первой группы входов коммутатора 4 на его выходы. Таким образом, на входы блока 3 сравнения первого узла 1 сравнения поступают соответственно элементы а< и 00..0.

На управляющий вход блока 3 сравнения подается в данном случае сигнал

"0" . Зависимость выходов блока 3 сравнения от его входов имеет при этом следующий вид:

Й при a>b; первый выход 0 при а Ь, 1 при а Ь; второй выход = 0 при а Ъ, где Ь вЂ” значение на втором входе блока 3 сравнения.

Следовательно„ первый выход блока 3 сравнения первого узла сравнения установится в "1". Этот сигнал, поступая на управляющий вход коммутатора 2, обеспечивает коммутацию

его выходов с первой группой входов, Тем самым на выходе коммутатора 2 первого узла 1 сравнения устанавливается значение а< . Это значение поступает на вход 9 второго узла 1 сравнения, который функционирует аналогично первому узлу сравнения. Сигнал на первом выходе блока 3 сравнения второго узла 1 сравнения управляет работой коммутатора 2 таким образом, что на его выход поступает большее из значений а< и а, которое подается на вход 9 третьего узла 4 сравнения. Аналогично функционируют все узлы сравнения устройства. Таким образом, на выходе коммутатора 2 г;го узла 1 сравнения устанавливается максимальное из значений а

i=1 и.

На втором выходе блока 3 сравнения i-го узла 1 сравнения единичный сигнал устанавливается в том случае, если выполняется условие а ъа,, j = 1, (i-1).

Этот сигнал через элемент HE 6 с нулевым значением поступает на второй вход элемента И 5, а с его выхода на вторые входы элементов

И 5 и 7 (i-1)-ro узла i сравнения

254464 4

При этом на выход коммутатора 2 и-го узла 1 сравнения будет выдаваться значение минимального элемента множества А, а выходы 12 узлов

1 сравнения, соответствующих минимальным элементам, будут установлены в "1".

2. Принцип действия. устройства в режиме поэлементного сравнения множеств и определения отношения доминирования.

Элементы первого множества А = — (а „ az a„ } поступают на входы

8 соответствующих узлов 1 сравнения, на первые группы входов коммутатора

2 и блока 3 сравнения. Элементы второго множества С = (с,, с, с„) подают на группы входов коммутаторов 4

На управляющий вход коммутатора 4 — 1,п а с;

3 1 .и т.д. На упомянутые входы элементов и-го узла 1 сравнения подается сигнал "1", обеспечивающий правильное функционирование устройства во всех режимах.

Таким образом, "О" на выходе элемента И 5 i-ro узла сравнения запрещает выдачу результата с первых выходов блоков 3 сравнения узлов

1 сравнения с первого по (i-1)-ый включительно через элементы И 7 на выходы 12 устройства.

Следовательно, единичные значения будут установлены на выходах 12 лишь тех узлов 1 сравнения, на входы 8 которых поданы максимальные элементы множества А. Значение максимального элемента снимается с выхода коммутатора 2 и-го узла 1 сравнения.

Функционирование устройства в режиме поиска минимальных элементов. множества аналогично описанному выше, Отличие состоит в том, что на первую группу входов второго коммутатора 4 первого узла 1 сравнения с входа 9 подается значение 11...1 а на управляющий вход блока 3 сравнения всех узлов сравнения подается сигнал "1". Зависимость выходов блока 3 сравнения от значений его входов имеет в этом случае следующий вид:

ГО при bia; первый выход=1

11 при Ь>а;

ГО при Ь а; второй выход 1 при Ь)а, 5

15

50 с управляющего входа 11 узла сравнения подается сигнал "О", который разрешает прохождение информации с входов коммутатора 4 на его выходы.

Таким образом, на входы блока 3 сравнения i-го логического узла 1 поступают соответственно элементы а и с исходных множеств.

Режим работы блока 3 сравнения определяется состоянием его управляющего входа..

Если состояние управляющего входа — 0", то устройство реализует функцию поэлементного сравнения множеств А и С на больше (объединение нечетких множеств) и вычисление отношения включения нечетких мноГ жеств А с С . При состоянии управляющего входа блока 3 сравнения

"1" осуществляется поэлементное сравнение множеств А и С на меньше (пересечение нечетких множеств) и вычис% ление отношения включения С с А

Рассмотрим работу устройства при выполнении операций объединения нечетких множеств и вычисления. отношения АсС.

Итак, на входы блока 3 сравнения

i-ro узла сравнения поступают соответственно элементы а; и с; исходных множеств. При этом выход a>b блока

3 сравнения управляет работой коммутатора 2 таким образом, что на его выход поступает большее из значений а; и с;.

Если выполняется условие а;<с;, то нулевой сигнал выхода а Ъ блока

3 сравнения через элементы НЕ 6 единичным значением поступает напервый вход второго элемента И 5, на второй вход которого подается сигнал с выхода второго элемента

И 5 (+1)-ro узла 1 сравнения.

Этот сигнал представляет собой коньюнкцию результатов попарного сравнения элементов множеств А и С с (i+1)-го по и-ый. Сигнал с выхода второго элемента И 5 первого. узла сравнения поступает на выход 13 того же узла i сравненич. Единичный сигнал на этом выходе в данном случае соответствует условию

Таким образом, в данном случае на выходах коммутаторов 2 узлов 1 сравнения реализуется функция поэлементного сравнения множеств на множеств, Т а блица

ВыУп- ВыВыход коммутатора

Номер элемента мно

Значение элемента

Выход

13 лоравляющий вход

БС ход

БС ход

БС

1 группа 2 групп входов БС входов Б жества гического узла

Для А С

0,2 0 1 1 1 0

0,7 0 1 1 0,8 0

0,9 0 0 0 0,9 1

0,8

0,3

Для А сС

0,6 0 0 0 0,6 1

0,5 0 0 0 0 5 1

0,9 0 1 0 0,9 1

0,2

0,4

0,9

Т а б л и ц а 2

Выход

13 логического узла

,д

Для Ао С

1 0 0 0,4

1 1 0 5

1 1 1 0,2

0,4

0,8

0,6

0,5

0,2

0,9

3 1 максимум (объединение нечетких мнодеств AUC), а по выходу 13 вычисление отношения включения нечетких множеств АсС.

В табл.1-2 приведены состояния входов и выходов блоков и элементов, поясняющие работу устройства во втором режиме.

Табл.1 соответствует операции поэлементного сравнения множеств

254464 Ь на максимум (объединение А С нечетких множеств) и определения отношения ХсС включения нечетких

Табл.2 соответствует операции поэлементного сравнения множеств на минимум (пересечение АпС нечетких множеств) и определения отноше=

10 ния СсА включения нечетких множеств

1254464

Продолжение табл, 2

Г т °

Д 0 1

1 1 0 1

1 0 0 0,5

1 0 0 0,3

0,5

0,6

0,3

0,4

Формула изобретения

Устройство для сравнения чисел, содержащее и узлов сравнения, где

n — число сравниваемых чисел в множестве, каждый из которых содержит блок сравнения, элементы И„ НЕ и ком- 20 мутатор, причем входы i-го сравниваемого числа первого множества устройства, где i=1 — n, подключены к первым группам входов коммутатора и блока сравнения i — ro узла сравне- 25 ния, в каждом узле сравнения выход

"Больше-равно" блока сравнения подключен к управляющему входу коммутатора и первому входу элемента И, выходы коммутатора j-го узла сравне- gp ния, где 1=1,2,...,n — 1, соединены с входами (j+1)-го сравниваемого числа второго множества (j+1)-ro узла сравнения, выходы элементов.

И всех узлов сравнения являются информационными выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения отношения доминирования между число- 4О вымя множествами, в частности выпол-. нения операции включения нечетких множеств и их поэлементного сравнения, в каждый узел сравнения введены второй элемент И и второй коммутатор,45 причем входы 1-го сравниваемого числа третьего множества подключены к первой группе входов второго коммутатора i-го узла сравнения, вторая группа входов второго коммутатора (j+1)-ro узла сравнения соединена с входами (j+1)-ro сравниваемого числа второго множества .(j+1)-го узла сравнения, вторая группа входов второго коммутатора первого узла сравнения подключена к входам первого сравниваемого числа второго множества устройства, в каждом узле сравнения выходы второго коммутатора подключены к вторым группам входов первого коммутатора и блока сравнения, выход "Больше" которого через элемент НЕ подключен к первому входу второго элемента И, выход второго элемента И (j+1)-ro узла сравнения соединен с вторыми входами элементов

И 1-го узла сравнения, вторые входы элементов И n-ro узла сравнения подключены к входу логической единицы устройства, выход второго элемента

И первого узла сравнения является выходом указателя режима устройства, входы задания режима устройства подключены к управляющим входам блоков сравнения и вторых коммутаторов всех узлов сравнения.

1254464

Сл

Qn

) 254464

Составитель Е. Иванова

Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Пилипенко

Редактор Н. Слободяник

Заказ 4721/52 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4