Устройство для обработки информации
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для обработки числовой и символьной информации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет дополнительного нахождения экстремума последовательности чисел и осуществления подсчета количества совпадений чисел последовательности с заданным числом-эталоном. Устройство содержит схемы 7,8,11 сравнения, коммутаторы 9,18, блок 10 анализа результата, регистры 12,13,14, накапливающий сумматор 15, элементы И 16,17. Устройство позволяет проводить выбор максимального, минимального или среднего из трех чисел, осуществлять поиск экстремума последовательности чисел и подсчет количества совпадений чисел (символов), составляющих анализируемую последовательность (слово), с заданным числом - эталоном (с заданным символом). 1 ил., 6 табл.
СО!ОЗ COBETCHHX
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„„Я0„„1474638 А 1
Д11 4 G Об Р 7/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ ССО (21) 4284581/24-24 (22) 14.07,87 (46) 23.04.89. Бюл. Ф 15 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) А.А. Валов и Л ° М. Виткин (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 1236461, кл. G Об F 7/04, 1986.
Авторское свидетельство СССР
У 736094, кл. G 06 Г 7/04, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для обработки числовой и символьной информации. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет дополнительного нахождения экстремума последовательности чисел и осуществления под.счета количества совпадений чисел последовательности с заданным числомэталоном, Устройство содержит схемы
7,8,11 сравнения, коммутаторы 9, 18, блок 10 анализа результата, регистры 12,13,14, накапливающий сумматор
)5, элементы И 16, 17, Устройство позволяет проводить выбор максимального, минимального или среднего из трех чисел, осуществлять поиск экстремума последовательности чисел и подсчет количества совпадений чисел (символов);составляющих анализируемо- Я го последовательность (слово), с заданным числом-эталоном (с заданным символом). 1 ил., 6 табл.
С."
1474б38 дений чисел последовательности с за— данным числом-эталоном,На чертеже представлена функциональная схема устройства.
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быт ь использовано для обработки числовой и символьной информации.
Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей за счет дополнительного нахождения экстремума последовательности чисел и осу(Содержание информации в блоке анализа результата, выполненного на основе постоянного запоминающего устройства, приведена в табл.1. ществления подсчета количества совпа-13) Т а б л и ц а 1.
Выход Ав
2 3 4
Вход IIA
3 4 5 6
А Аэ А+ Л
Строка Режвк
Соотнояение между числами
А,В,С на вхо" дах 2, 3, 1
8
А
Аа!, 2
4), А, 9
Аа
1.!
2.1
Х 0
Х О
Х О
0 О
Х
О
О
О
Х
Х
О
1
О
О
О
О
О
О
Х
О
Х
О
Х
Х
) О
Х О
Х:О
О
О
1
I
1
1
l
1, 2.
О О
X .О
Х l
О 1
Х !
О
Х
Х
О
О
О
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
I
Х
Х
Х !
О
О
О
Х
Х
О
Х
О
О
О !
О
3
О
О
О
О
О
О
О
I .3
1
I
Х
Х
Х
Х
l
I.1
3
5
7
9
I1
12
33
14
15 !
I7
18
19
2I
22
23
24
26
27
2В
29
33
32
ЭЭ
34
36 .
37
3S
39
41
42, 4Э
44
Х
Х
О
Х
Х
О
Х
О
О.
Х
2 Х
2 Х
О
О
Х
О
Х
О
Х
О
О
1.3 Х
Х
О
О
)
Х
Х
Х
О
Э Х
О
О
О .О
О
О
I .1
Х
l О
О К
О О
О Х
О О
Х О
0 Х
Х Х
Х Я
Х X
О Х
О К
I Х
О Х
1 О
I О
О I
Х О
Х Х
Х 0
Х 0
Х
Х 0
Х О
Х О
Х 1
Х О
X. !
Х
Х
Х
О
Х
Х
О
Х
Х
Х
К
Х
Х
Х
Х
0
О
О
Х
О
О
О
О
О
О
О
О.
I
1
1
1
0
О
1
l !
1
3
О !
О
1
1
I
3
О
3
3
l
I !
О I 1 1
О f О I
О О 1 t
О О I 1
0 О 1 1
О О 1 l
О О 1 1
О l 1 I
О 1 I I
О 1 1
О I О I
О t О
О I 1 3
О I.О 1
О О
0 0 I 1
О О 1 3
О О I I
О О 1 I
О 1 1 1
0 t l 1
0 ) 1
О l 0 l
О 1 О I
О 1 I
0 1 О 3
О О I 1
О О I I
О О l 1
О 0
00!.1
О 1 I 1
О I 1 I
О l.! )
О 3 О 1
О.l О I
О О J 1
I О 0 0
О 3 0.0
О 1 О О
О.I О О
О l. О О
6 О О 0
0 О О О
О О О О
О О О О
l
О
О А макс (А,В,С)
О
О.
О
О В мии (A, C)
О
О
0 С макс (А,В,С
1
О
О А мин . А,В,С
О
О
О
О Вмии А,В,С
О
О
О С АВС
1
0
О
О А-а а (А,В,С)
О
О
О ВаИ. (A B>C)
О
О
О са).а IA,B,ct
l ! АС ВС
1 АС, ВК
АФС,,BooC
1
1 AikCo ВФС
1474638
Устройство для обработки информации содержит первый !, второй 2 и . третий 3 информационные входы, вход 4 режима, первый 5 и второй 6 выходы, первую 7 и вторую 8 схемы сравнения, коммутатор 9 и блок 10 анализа результата, третью схему 11 сравнения, первый 12, второй 13 и третий 14 регистры, накапливающий сумматор !.5, первый 16 и второй 17 элементы Ир коммутатор 18 и вход 19 синхронизации устройства.
Устройство работает следующим образом.
t5
Режимы работы устройства задаются кодом на входе 4 режима согласно табл.2.
Таблица2
Режим Наименование ре- Код режима жима
000
Выбор максимального из трех чи25 сел
Выбор минимального из трех чисел
Выбор среднего из трех чисел
Выбор максимального из последовательности
Выбор минимального иэ последовательности
Подсчет количества совпадений чисел (символов) с эталоном
1.2
OOI
I ..3
010
2.1
100
2.2
l Ol
Ol l
В режимах 1.1-1.3 и 3 через коммутатор 18 к входу регистра 12 подклю" чен первый информационный вход 1 устройства, в режимах 2 ° 1 и 2.2 через 45 коммутатор 18 к входу регистра 12 выход коммутатора 9. !
В режимах 1.1-1.3, 2.1 и 2.2 кода
00,01,10 на девятом и десятом входах блока 10 анализа результата однозначно определяют данные на его выходе вне зависимости от состоянйя первого — шестого входов блока анализа.
В дальнейшем полагаем, что блок анализа реализован на постоянном запоминающем устройстве. Это не снижает общности, однако позволяет использовать терминологию, принятую для запо минающих устройств. В строках l 3, 13-15, 25 — 27 табл. l представлены данные, выбираемые по адресам, имеющим коды 00, О!, 10 на восьмом и девятом разрядах (девятый и десятый входы блока анализа): нулевой сигнал на первом входе блока анализа результата, единичные сигналы на четвертом и пятом выходе блока анализа результата. На втором и третьем выходах блока анализа результата формируется такой код, который, будучи просуммированным с кодом на двух старших адресных входах блока анализа результата (девятом и десятом), в результате дает код 11. Таким образом, если код на девятом, десятом входах блока анализа 00, то код на втором и третьем выходахблока анализа результата 11 и тогда 00+11=11. Если код на девятом, десятом входах блока анализа результата Ol то код на втором, третьем выходах блока анализа 10, и тогда 01+10=11. Если код на девятом, десятом входах блока анализа 10, то код на первом, втором выходах блока анализа 01 и тогда 10+01=11, В режимах 1.1 — 1,3, 2,1 и 2.2 из блока анализа результата по адресу, имеющему код 11 в двух старших разрядах (девятый, десятый выходы блока анализа результата), выбираются данг ные, содержащие нупевое значение в нулевом и четвертом разрядах (пятый и первый выходы), единичное — в пер— вом разряде (четвертый выход), Состояние второгор третьего выходов блока анализа результата определяется состоянием первого — шестого входов блока анализа результата, Рассмотрим возможные комбинации сигналов на этих входах. !
Для режимов I.l, 1.2, 2.1 и 2.2 полагаем, что если два числа, равные между собой, больше (меньше) третьего, то максимальным (минимальным)из трех этих чисел можно считать любое из равных между собой чисел. Для определенности считают, что макс при А=В,A)C (А,В,С!=А, при А=с,АВ (А,В,c)=A, при В=С,В А (А,В,С) =В (мин) Для режима 1,3 полагают, что если два числа, равные между собой, боль1474 б38
Указанные соотношения определяют коды на выходах схем 7,8 и 11 сравнения и на первом — шестом входах блока анализа результата. Будем считать, что на первый, второй и третий информационные входы устройства поступают числа С,А,В, При коде 11 на девятом и десятом входах блока анализа результата значения первого — шестого .входов блока анализа результата определяют такой код на втором и третьем выходах блока анализа результата, соединенных с младшими разрядами выхода накапливающего сумматора 15, который, будучи просуммированным с . кодом 11, дает в результате код, обеспечивающий подключение на выход 5 устройства через коммутатор 9 соответствующего регистра устройства.
Если на первом — шестом выходах блока анализа результата присутствует комбинация сигналов, соответствующая макс тому, что А= мин А,В,С, то с второго
1111 8 и третьего выходов блока анализа результата снимается код 01:11+01=00 °
Код 00 согласно табл.! подключает через коммутатор 9 на выход 5 устройства выход регистра 13, содержащей число А.
Таблица3 акс А,В,С
Соотношения А С
А=С
В=С
А=В
А»В, А>В, А»В, А С, В>А, В»А, В. "А, С А, С»А, В С
A=C
В=С
С>В
А=В
Т а б лица 4
АсС
А=С
В=С
А=В
ВсС
А=С
В=С
СсВ
А=В
А В, АсВ, АсВ, АсС, ВсА, ВсА, ВА, СсА, СсА, Таблица5
А»В, АсС
А В, А=С
А»С, АкВ
А>С, А=В
В»А, АсС
B»»A B=--С
В»С, ВсА
С»А, С сВ
ѻ СсА
В ше (меньше) третьего, то средними иэ этих трех чисел можно считать любое иэ двух равных между собой. Цля определенности считают, что при А В mid fA В СI А, при А-С mid }А,B,C} =A, при В=.С mid (А,В,C) =В
В табл, 3-5 представлены соотношения между числами А,В и С, однозначно определяющие соответственно максимальное, минимальное и среднее из этих чисел. мин А,B,C Соотношения
mid A, В, С Соотношения
Если на первом — шестом входах блока анализа результата присутствует комбинация сигналов, соответствующая макс тому, что В мин А,В,С, то с втоEld рого и третьего выходов блока анализа результата снимается код 11:ll+ll=
= 10. Код 10 согласно табл.l подключает через коммутатор 9 на выход 5 устройства выход регистра 14.
Если на первом — шестом входах блока анализа результата присутствует комбинация сигналов, соответствующая макс тому, что C= мин А,В,С, то с второ11116 го и третьего вйходов блока анализа результата снимается код 10:! 1+10=01.
Код 01 согласно табл,! подключит на выход 5 устройства через коммутатор
9 выход регистра 12. Информация в блоке анализа результата, составлена на основании описанного, представлена в строках 1-36 (табл.1).
1474638
Колич ес тв о соединений
Соотношения
2
А С, В=С
А=С, ВФС
А С, B=C
АФС, В С
Информация о количестве совпадений чисел последовательности с эталоном снимается с выхода накапливающе" го сумматора 15, начиная с второго разряда, и соответственно подается на второй выход 6 устройства.
В режиме 3 первый вход 1 устройства подключен к входу регистра 12, Нулевое состояние десятого входа бло50 ка анализа результата определяет код на первом — пятом выходах блока анализа результата: 00111 — строка
37 табл..1. При единичном значении на десятом входе блока анализа результата состояние третьего — пятого выходов соответственно 00),код на первом и втором выходах блока анализа
В режиме 3 осуществляется подсчет количества совпадений чисел, составляющих некоторую последовательность с числом-эталоном, краняющимся в уст5 ройстве, Данный режим часто используется в символьной обработке, когда необходимо подсчитать, например, количество вхождений рассматриваемого символа в слово. Каждому символу соответствует некоторое число в принятой системе кодирования. Например, в коде АСКИ символ представляется байтом, Слово есть совокупность символов, т.е. набор чисел. !5
Числа, составляющие последовательности, могут поступать на входы 2 и
3 устройства парами. При поступле1 нии чисел последовательности на вход 2 (или 3) устройства по одному, 20 на другой вход 3 (или 2) устройства необходимо подать любое число, не совпадающее с эталоном. Эталон (чист ло, с которым осуществляется сравнение) хранится в регистре 1 2 устройст- 25 ва.
В режиме 3 возможны следующие соотношения между числами А,В, поступающими на входы 2 и 3 устройства, и числом-эталоном С. содержащимся в 30 регистре 12, представленные в табл.6.
Таб лица 6 результата зависит от состояния шестого, пятого, второго и первого входов согласно строкам 38-46 табл. ) .
В исходном состоянии сигналом сброса регистры )2-14 и-накапливающий сумматор 15 переведены н нулевое состояние °
В режимах 1.1-1.3 первый вход 1 устройстна через коммутатор 18 подключен к входу регистра 12. Единичными сигналами с четвертого и пятого выходов блока 10 анализа резистора элементы И 16 и 17 разблокированы, По синхронизирующему импульсу, поступающему на вход 19 устройства, осуществляется запись в регистры 13, 14 и 12 чисел А,В,С с первого — третьего входов )-3 устройства для сравнения. По этому же синхроимпульсу осуществляется суммирование в накапливающем устройстве )5 информации с первого — третьего выходов блока IO анализа результата. В зависимости от значения девятого и десятого вхо— дов блока 10 анализа результата из него выбираются такие данные (строки 1-3, !3-15, 25-27 табл.l), в результате суммирования которых с содержимым накапливающего сумматора 15 в младших разрядах выхода последнего сформируется код 11, Данный код, поступая на управляющий вход коммутатора 9, подключает через этот коммутатор выход регистр 1 2 на соответствующие входы схем 7,8 и 11 сравнения, Этот же код поступает на девятый и десятый входы блока 10 анализа результата, вызывая выборку из него данных, содержащих ноль в нулевом разряде. Нулевой сигнал с пятого выхода блока анализа результата блокирует элемент И 16 для прохождения синхроимпульсов на тактовые нходы регистров 12-14. Комбинация сигналов на ныкодах схем 7 8 и !l сраннения, поступающая на первый — шестой нходы блока 10,выбирает из блока 10 анализа результата данные согласно строкам
4"12, 16 — 24, 28-36 табл.1.
По следующему синхронизирующему сигналу осуществляется суммирование этих данных с содержимым накапливающего сумматора !5, в результате которого в младших разрядах сумматора 15 образуется код 00, 01 или 10, в зависимости от содержания информации на выходах схем 7,8 и 11 сравнения и нхода и OP, OP режима работы уст1474638!
0 ройства, Данные коды подключают на выход коммутатора 9 и выход 5 устройства соответственно выходы второго, третьего или первого регистров !
3, 14 и 12, т.е. дсуществляется передача на выход 5 устройства макс (мин, mid) из чисел А,В,С. Код 00, 0l, или 10, поступая на девятый и десятый входы блока 10 анализа ре, зультата, выбирает из ВА данные, содержащие единицу в нулевом разряде.
В результате единичный сигнал с пятого выхода блока анализа результата разблокирует через элемент И 16 регистры 12-14 для приема новых чисел.
Для устранения динамической ошибки работы устройства необходимо, чтобы частота синхронизирующих импульсов была в два раза выше частоты поступ- 20 ления данных на входы I 3 устройства.
В режимах 2.1 и .2.2 числа, сос-:. . тавляющие последовательность, могут поступать на входы 2 и парами. При поступлении чисел последовательности 25 на вход 2 (нли 3) устройства по одно" му на другой вход 3 {или 2) устройства необходимо. подать нулевой код для режима 2.1 или единичный код (Il.. ° 1) ! для режима 2,2, 3Р
В данных режимах через коммутатор
18 на вход регистра 12 подключен выход коммутатора 9, B результате такого подключения в регистр 12 осуществляется запись максимального (режим
2.1) или минимального (режим 2.2) числа из сравниваемых трех чисел в предыдущем такте работы устройства.
В каждом такте работы устройство функционирует, как в рассмотренных режимах 1.1 и 1.2. После окончания поступления последовательности чисел в устройство на первом выходе 5 находится максимальное (или минимальное) число иэ рассматриваемой последовательности. (В режиме 3 в исходном состоянии устройства нулевым сигналом с иладшего разряда выхода сумматора 15, связанного с десятым входом блока 10 анализа результата, выбирают из блока 10 анализа результата данные, .содержащие единицу в первом разряде.
Единичным сигналом с четвертого выхода блока 10 анализа результата злеиент И 17 разблокирован. Первый вход
1 устройства подключен через коммутатор 18 на вход регистра 12.
На вход 1 устройства поступает число †этал, на входы 2 и 3 — первые числа анализируемой последователь нос ти, По синхрониэирующему импульсу с вхбда 19 устройства осуществляется прием чисел A,В,С в регистры 13, 14 и 12 устройства. По этому же импульсу происходит суммирование в накапливающем сумматоре 15 его исходного содержания {нулевого) с данными, снимаемыми с выхода блока 10 анализа результата (строка 37 табл.1).
В результате на младшем разряде с выхода сумматора 15 появляется единичный сигнал, который, поступая на управляющий вход коммутатора 9, подключает на выход коммутатора 9 выход регистра 12. Этот единичный сигнал, поступая на десятыйвход блока 10 анализа результата, выбирает из него данные, содержащие ноль в первом и втором разрядах, Нулевой сигнал с четвертого выхода блока 10 анализа блокирует элемент И 17 для прохождения синхроимпульсов с входа 19 устройства. В накапливающем сумматоре 15 содержится число, имеющее младший разряд, равный единице.
Так как данные, поступающие на сумматор 15 из блока 10 анализа результата, в младшем разряде содержат ноль (строки 38-46 табл.1), то состояние младшего ныхода сумматора 15 не изменяется, т.е. остается единичным. Следовательно, не изменяется и единичное состояние десятого входа блока IО анализа результата и соответствующего разряда управляющего входа коммутатора 9. Таким образом, нулевой сигнал с четвертого выхода блока 1О анализа результата, выбираеиый из него при едииичном состоянии десятого входа, постоянно блокирует элемент И 17, фиксируя тем самым число-эталон в регистре 12 на время просмотра всей последовательности. Кроме того, единичным сигналом с младшего разряда выхода сумматора 15 коммутатор 9 настроен на подключение на выход регистра 12; В результате такого подключения числоэталон постоянно подается на вторые входы первой и третьей схем 7 и !! сравнения.
В зависимости от комбинации сигналон на выходах первой и третьей схем 7 и Il сравнения, на первом и
1474638!
2 втором выходах блока 10 анализа результата формируется код количества совпадений двух чисел, поступающих на второй и третий входы 2 и 3 уст-, 5 ройства, с числом-эталоном, хранимым в регистре 12. По синхрониэирующему импульсу с выхода 19 устройства осуществляется суммирование этого кода с содержимым накапливающего суммато- fp ра 15, а также прием очередных чисел ,последовательности в регистры 13 и 14.
В данном режиме частота поступления чисел на входы 2 и 3 устройства 15 должна совпадать с частотой синхроимпульсов, формирование информации о количестве совпадений с эталоном чисел анализируемой последовательности из 2п чисел (при поступлении чисел на входы устройства парами) осуществляет с запаздыванием на один такт относительно поступления на входы 2,3 устройства (2n-1) — и 2п-го чисел, После просмотра всей последователь- 25 ности на втором выходе 6 устройства находится информация о количестве совпадений чисел этой последовательности с эталоном.
Предлагаемое устройство за счет лишь изменения содержания блока 10 анализа результата позволяет решать широкий круг задач, связанных со сравнением между собой данных при числовой или символьной обработке.
Например, при обработке символьной информации с целью контроля подсчитывают количество открывающих и закрывающих скобок. Если эту функцию записать рекурсивно, то предложенное уст- 40 ройство будет ее реализовать. Так, в регистры 13 и 14 устройства нужно занести коды соответственно открывающей и закрывающей скобок, а коды символов подавать на вход 1 устройства. При соответствующей организации блока 10 анализа результата устройство будет реализовывать и указанную функцию.
5Î
Формула изобретения
Устройство для обработки информации, содержащее первую и вторую схе мы сравнения, первый коммутатор, блок . анализа ре зуль тата, причем входы пер55 вых групп первой и второй схем сравнения соответственно объединены, первый и второй выходы первой схемы сравнения соединены соответственно с первым и вторым входами блока а«ализа результата, первый и второй выходы второй схемы сравнения соецинены соответственно с третьим и четвертым входами блока анализа результата, выходы первого коммутатора являются информационными выходами устройства, отличающееся тем,что, с целью расширения функциональных возможностей за счет дополнительного нахождения экстремума последовательности чисел и осуществления подсчета количества совпадений чисел последовательности с заданным числом-эталоном, в устройство введены третья схема сравнения, три регистра, накапливающий сумматор, второй коммутатор, два элемента И, причем вход синхронизации устройства соединен с первым входом первого элемента И и с синхровходом накапливающего сумматора, первый, второй и третий входы которого соединены с первым, вторым и третьим выходами блока анализа результата, а выходы разрядов накапливающего сумматора, кроме младшего, являются выходами числа совпадений устройства, пятый и шестой входы блока анализа результата соединены соответственно с первым и вторым выходами третьей схемы сравнения, седьмой и восьмой входы блока анализа результата являются соответственно первым и вторым разрядами входа установки режима устройства, третий разряд входа установки режима устройства соединен с управляющим входом второго коммутатора, девятый и десятый входы блока анализа результата соединены соответственно с двумя младшими разрядами выхода накапливающего сумматора и с входами управления первого коммутатора, четвертый выход блока анализа результата соединен с первым входом второго элемента И, выход Которого соединен с синхровходом первого регистра, пятый
1 выход блока анализа результата соединен с вторым входом первого элемен-! та И, выход которого соединен с вто рым входом второго элемента И и синхровходами второго и третьего регистров, входы первого анализируемого числа устройства соединены с первой группой входов второго коммутатора, информационные входы второго и третьего регистров являются соответ14!
474638
Составитель В. Козлов
Редактор В, Данко Техред А.Кравчук Корректор М. Самборская
Заказ )894/46 Тираж 667 Подписное
ВИЦИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
1)3035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óàãîðoä, ул. Гагарина,301 ственно входами второго и третьего анализируемых чисел устройства, информационные входы первого регистра соединены с выходами второго коммутатора, а выходы разрядов соединены с первой группой входов первого коммутатора, вторая группа входов которого соединена с выходами разрядов второго регистра и первыми группами входов первой и второй схем с.равнения, третья группа входов первого .<оммутатора соединена с выходами разрядов третьего регистра, с второй группой входов второй схемы сравнения и первой группой входов третьей схемы сравнения, выходы первого коммутатора соединены с вторыми группами входов первой и третьей схем сравне10 ния и с второй группой входов "второго коммутатора.
