Устройство для сравнения чисел

 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и автоматике ипредназначено для сравнения двоичных чисел как алгебраически, так и с учетом их знаков. Цель изобретения - расширение области применения за счет сравнения чисел с учетом знаков и повышение быстродействия при сравнении чисел, поступающих старшими разрядами вперед. Устройство содерзр т генератор импульсов 1, элементы НЕ 2, 12, 13, триггеры знаков 5, 6, регистры 10, 11, элементы И 14-19, элементы ИЛИ 20, 21, элементы памяти 22, 23, счетчик 25, элемент ИЛИ-НЕ 24. Запись чисел в регистры производится параллельным кодом , сравнение чисел - поразрядно с учетом знаков, причем в случае А В и. сигнал конца цикла формируется при формировании первого результата . При равенстве чисел сигнал конца цикла формируется по сигналу переполнения счетчика. 1 ил. i (Л П--n-ErL-J 26 СО СО 00 СО

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (Я) 4 G 06 F 7/02

« i g.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ц,(И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и автоматике и предназначено для сравнения двоичных чисел как алгебраически, так и с учетом их знаков. Цель изобретения — расширение области примене(21) 4090636/24-24 (22) 14.07.86 (46) 30.1 2.87. Бюл. ¹ 48 (72) С.В.Калабухов, А.M.Ñòåôàíoâ и В.А.Фатхи (53) 681.325.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 1180878, кл. G 06 F 7/04, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1083181, кл. G 06 F 7/02, 1983. ния за счет сравнения чисел с учетом знаков и повышение быстродействия при сравнении чисел, поступающих старшими разрядами вперед. Устройство содер (ят генератор импульсов 1, элементы НЕ 2, 12, 13, триггеры знаков 5, 6, регистры 10, 11, элементы

И 14-19, элементы ИЛИ 20, 21, элементы памяти 22, 23, счетчик 25, элемент ИЛИ-НЕ 24. Запись чисел в регистры производится параллельным кодом, сравнение чисел — поразрядно с учетом знаков, причем в случае А В и А.(В сигнал конца цикла формируется при формировании первого результата. При равенстве чисел сигнал конца

Ю цикла формируется по сигналу переполнения счетчика. 1 ил.

1363183

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и автоматике и предназначено для сравнения двух чисел, представленных в прямом коде, с учетом их знаков.

Цель изобретения — расширение области применения за счет возможности сравнения чисел с учетом знаков и повышения быстродействия при сравнении чисел, поступающих старшими разрядами вперед.

На чертеже представлена функцио нальная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент НЕ 2, входы 3 и 4 знаковых разрядов чисел, триггеры 5 и 6 знаков, элемент И 7, входы 8, 9 первого и второго чисел, регистры

10., 11 первого и второго чисел, элементы НЕ 12 — 15 анализа разряда, элементы И !6 — )9 анализа знаков, элементы ИЛИ 20 и 2!, элементы памяти 22 и 23, элемент ИЛИ-НЕ 24, счетчик 25, первый 26 (A c.В), второй 27 (А=В) и третий 28 (А ) В) выходы устройства.

В исходном состоянии триггеры 5 и 6, элементы памяти 22 и 23, счетчик 25 и регистры 10 и ll установлены в "0", генератор 1 импульсов заперт.

Сравниваемые двоичные числа одновременно поступают соответственно в первый 10 и второй 11 регистры параллельным кодом. Знаки сравниваемых чисел определяются наличием или отсутствием сигналов на входах знаковых разрядов первого 4 и второго 3 чисел . Если числа положительные, то на входах 3 и 4 устанавливаются нулевые сигналы, если отрицательные, то — единичные сигналы, что вызывает переключение обоих триггеров 5 и

6 в "1". Если знаки чисел различны, то единичный сигнал подается на,тот вход знака, номер которого соответствует отрицательному числу. Таким образом, .если число положительное, то соответствующий ему триггер знака останется в состоянии "0", если же число отрицательное, то соответствующий ему триггер знака устанавливается в состояние "1". Регистры 10 и 11 состоят из N триггеров, т.е. имеют разрядность, равную числу N.

Работа устройства рассматривается в трех вариантах, определяемых возможными комбинациями чисел: оба чис20

55 ла положительные, оба числа отрицательные, числа имеют разные знаки.

Первый вариант — оба положительные.

По команде запуска (цепи запуска на чертеже не показаны) генератор 1 импульсов начинает вырабатывать прямоугольные импульсы определенной частоты. Эти импульсы одновременно поступают через разрешенный элемент И 7 на счетные входы всех элементов памяти обоих регистров, производя сдвиг информации вправо, т.е. в сторону уменьшения разрядности чисел, и на счетный вход счетчика 25, который считает количество импульсов, поступивших с генератора 1 импульсов в схему устройства.

Одновременно с поступлением чисел в регистры 10 и 11 информация о их знаках поступает на входы 4 и 3 знаков первогр и второго чисел. Так как числа в данном случае положительны, то на входы 3 и 4 поступают сигналы

"0", что не изменяет состояний обоих триггеров.

В этом случае сигнал "I" поступает с инверсного выхода триггера 5 на первый вход элемента И 16 а с инверсного выхода триггера 6 — на второй вход элемента И 18, разрешая их работу. Сигнал "0" поступает с прямых выходов триггеров 5 и 6 соответственно на вторые входы элементов И 19 и 18, запирая их.

Сравнение чисел производится поразрядно ° При равенстве значений текущих разрядов на входы логических элементов И 14 и 15 поступают разнополярные сигналы, поэтому на их выходах будут присутствовать сигналы "0", что не вызывает переключений элементов И 16 и 17 и элементов ИЛИ 20 и

21, и, таким образом, элементы памяти 22 и 23 остаются в исходном состоянии. Если в сравниваемых текущих разрядах присутствуют различные сигналы, например А> В, т.е. с последнего триггера регистра 10 в схему поступает сигнал 1", а с последнего триггера регистра 11 — сигнал "0", то в этом случае 1 будет присутствовать на выходах элемента НЕ 12, элементов И .14 и 16, элемента ИЛИ 20, что приведет к переключению триггера

22 в единичное состояние и на выходе схемы 28 появится сигнал "1", отображающий значение результата

1363183 сравнений первого числа А и второго числа В в виде А) В.

Если же в регистрах 10 и 11 записаны одинаковые числа и с одинаковыми знаками, то в этом случае в каждом текущем сравниваемом разряде чисел присутствуют одинаковые значения логических сигналов, что не вызовет переключения ни одного из триггеров

22 и 23. Для этого случая в схеме предусмотрен счетчик 25, считывающий количество поступивших сигналов от генератора 1 в схему. Как только счетчик сосчитает N+1 число импульсов, на его выходе появится сигнал

"1", который приводит к появлению сигнала "1" на выходе устройства 27, отображающего состояние А = В.

При переключении любого из триггеров 22 или 23 или появлении сигнала "1" на выходе счетчика 25 на выходе элемента ИЛИ-НЕ 24 формируется сигнал "0", который приведет к отключению элемента И 7 и запиранию генератора 1 импульсов. Этот же сигнал

"0", инвертируясь в элементе НЕ 2, поступает на вход сброса каждого эле мента памяти схемы, т.е. триггеров

5 и 6, элементов памяти 22 и 23, триггеров регистров 10 и 11 и счетчик 25, сбрасывая их в нулевое состояние и подготавливая схему устройства к следующему циклу функционирования.

Схема работает аналогично при соотношении чисел А <В с той лишь разницей, что сигнал "1" появится на выходе 26 устройства, отображая состояние А В °

Второй вариант — оба числа отрицательные.

При данном варианте работа схемы аналогична работе по первому варианту. Одновременно с поступлением чисел в регистры 10 и 11 на оба входа

3 и 4 знаков подаются сигналы "1", что вызывает переключение триггеров

5 и 6 в единичное состояние. Сигналы

"1" с прямых выходов триггеров 5 и

6 поступают соответственно на вторые входы элементов И 19 и 18, разрешая их работу. Сигнал ."0" с инверсных выходов триггеров 5 и 6 поступает соответственно на первый вход элемента

И 16 и на второй вход элемента И 17, запирая их. Таким образом, сигнал

"1" на элементы памяти 22 и 23 через элементы ИЛИ 20 и 21 соответственно может поступить только от элементов

И 18 и 19. В данном случае большим является число с меньшим модулем, что и выявляет схема. Например, если с последних элементов памяти регистра 10 поступает сигнал "0", а регистра 11 — "1", то сигнал "1" сформируется на выходе элемента И 15 и, прой10 дя через разрешенный элемент И 18, приведет к переключению элемента памяти 22, что вызовет появление сигнала "1" на выхоце 28 устройства, т.е., А> В.

15 Третий вариант — числа имеют разные знаки.

Для определенности предположим, что А > В, т.е. А — положительное число, а  — отрицательное. В этом слу2р чае сигнал "!" поступит на вход 3 знака, переключая триггер 6 в единичное состояние. Единичные сигналы, снимаемые с прямого выхода. триггера

6 и инверсного выхода триггера 5, 25 поступают соответственно на второй вход элемента И 18 и первый вход элемента И 16. При первом же появлении различных логических сигналов на выходах последних элементов памяти

30 регистров 10 и 11 сигнал "1" сформируется или на выходе элемента.И 15, или на выходе элемента И 14, что приведет к переключению элемента памяти

22 и появлению сигнала "1" на выходе

З устройства, 28, т.е., А В .

Итак, в данном случае независимо от модуля сравниваемых чисел их соотношение определяется по их знакам.

Дальнейшая работа схемы аналогич40 на работе при первом варианте.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для сравнения чисел, содержащее генератор импульсов, счетчик, узлы коммутации, управляющий

4б элемент И, управляющий элемент НЕ,< два элемента И анализа разрядов, элемент НЕ анализа разрядов, два элемента памяти, причем выходы первого и второго узлов коммутации являются входами первого и второго сравниваемых чисел устройства, а выходы подключены к первым входам первого и второго элементов И анализа разрядов, выходы элементов памяти

55 являются выходами "Больше" и "Меньше" устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности сравнения чисел с учетом знаков и повы183

Составитель Е.Иванова

Редактор М.Келемеш Техред Л.Олийнык Корректор В.Бутяга

Заказ 6361/39 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 1363 шения быстродействия при сравнении чисел, поступающих старшими разрядами вперед, узлы коммутации выполнены на регистрах сдвига, в устройство введены триггеры знаков, второй элемент НЕ анализа разрядов, четыре элемента И анализа знаков, два элемента ИЛИ и элемент ИЛИ-НЕ, причем входы знаковых разрядов первого и 10 второго сравниваемых чисел устройства соединены с входами установки в кдиничное состояние первого и второго триггеров зубаков, прямые выходы которых соединены с первыми. входами 15 соответственно первого и второго элементов И анализа знаков, вторые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И анализа разрядов и первыми вхо- 20 дами третьего и четвертого элементов

И анализа знаков, вторые входы которых подключены к инверсным выходам соответственно первого и второго триггеров знаков, выходы первого и второго элементов И анализа знаков подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов

ИЛИ вторые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого и третьего элементов И анализа знаков, а выходы подключены к входам установки в единичное состояние соответственно первого и второго элементов памяти, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом управляющего элемента И и через управляю- . щий элемент НŠ— с входами установки и нулевое состояние регистров сдвига, триггеров знаков, элементов памяти и счетчика, выход переполнения которого подключен к третьему входу элемента ИЛИ-НЕ и является выходом "Равно" устройства, выход гене" ратора импульсов подключен к второму входу управляющего элемента И, выход котброго соединен с входами сдвига первого и второго регистров сдвига, выходы которых соответственно через первый и второй элементы НЕ анализа разрядов соединены с вторыми входами соответственно второго и первого элементов И анализа разрядов.