Устройство для определения экстремальных чисел

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационных вычислительных системах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет определения экстремальных чисел с учетом их абсолютной величины и знака Устройство содержит блок 1 сравнения, регистры 2 и 3, коммутатор 4, мультиплексор 5, блок 6 записи, триггер 7 и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, И 9, НЕ 10. Устройство определяет одновременно максимальное и минимальное числа из последовательно поступающих на вход устройства чисел с учетом их знака. Кроме того, устройство обеспечивает возможность определения экстремальных чисел по модулю. 1 з„п„ ф-лы, 3 ил. с SB

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„.Я0„„164246З рц5 Г 06 F 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

31 .2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР. (21) 4651344/24 (22) 15„02.89 (46) 15.04.91. Бюл. 1 (7?) A.F, Горбель, Н,Ф. Сидоренко,. Б.В, Остроумов и В,И. Петренко (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1300458,, кл. Г 06 F 7/04, 1987.

Авторское свидетельство СССР .,Р 1064277, кл. О 06 r 7/04, 1983. (54) УСТРОГ .CTR0 PJIH ОПРЕДЕЛЕНИЯ 3КСТРЕМАЛЬНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационных вычисли111

llZ

° э °

11n

12 тельных системах. Цель изобретения раснырение функциональных возможностей устройства за счет определения экстремальных чисел с учетом их абсолютной величины и знака Устройство содержит блок 1 сравнения, регистры

? и З,коммутатор 4, мультиплексор

5, блок 6 записи, триггер 7 и элементы ИСКЛИЧА10ЦГГ ИЛИ 8„ H 9, HF. 10.

Устройство определяет одновременно максимальное и минимальное числа из последовательно поступающих на вход устройства чисел с учетом их знака.

Кроме того, устройство обеспечивает во зможност ь опр ед ел ения э кс тр емальных чисел по модулю. 1 з,,п„А-лы, 3 нл.

1642463

40

Изобретение относится к вычислительной технике и может бьггь исполь зовано в информационных вычислительных системах.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности определения экстремальных чисел с учетом их абсолютных величин и знака.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для определения экстремальных чисел; на фиг.2— временная диаграмма формирования сигналов записи экстремальных чисел в первый и второй регистры; на фиг.3 функциональная. схема блока записи, Устройство для определения экстремальных чисел содержит блок 1 сравнения, первый 2 и второй 3 регистры, коммутатор 4, мультиплексор 5, блок

6 записи, Т-триггер 7, элементы ИСКЛ10ЧАЯЩЕЕ ИЛИ 8, И 9 и HE 10, информационные входы 11.1-11.п устройства, тактовый вход 12 устройства и выходы максимального 13.1-13.п и минимального 14.1-14.п чисел, Блок 6 записи содержит Т-триггер

15, первьпi 16, второй 17 и третий 18 элементы И, первый 19 и второй 20 элементы ИЛИ, элемент НЕ 21, информационный вход 22, вход 23 запрета, адресный вход 24 и первый 25 и второй

26. выходы.

Устройство для определения экстремальных чисел работает следующим образом, Перед началом работы на установоч-. ный вход триггера 15 блока 6 записи поступает импульс, по которому триггер 15 устанавливается в исходное состояние (цепь установки не показана). Состояние регистров 2 и 3 и триггера 7 на момент начала работы устройства безразлично. Для определенности будем считать, что триггер 7 и регистры 3 и 2 находятся в исход;ном состоянии.

В начальный момент времени первый тактовый импульс на входе 12 устройства, совпадающий с поступлением первого числа на информационные входы устройства 11.1-11,п поступает на информационный вход 22 блока 6 записи. Так как триггер 15 находится в исходном состоянии, нулевым сигналом с его прямого выхода закрыты эле менты И 16 и 18, вследствие чего блок не реагирует на управляющие сигналы по входу 23 запрета и адресному входу 24.

Единичный сигнал с инверсного вы5 хода триггера 15 разрешает прохождение сигнала с информационного входа 22 блока записи через элемент

И 17 и элементы ИЛИ 19 и 20 на оба выхода блока записи. Этот же сигнал с выхода элемента И 17 поступает на

С-вход триггера 15 который по зад нему фронту этого импульса устанавливается в единицу, блокируя прохождение последующих импульсов с информационного входа 22 блока через элемент И 17 и элементы ИЛИ 19 и 20 на первый 25 и второй 26 выходы блока и разрешая прохождение последующих импульсов с входа 22 через элемент

И 16 или 18 под управлением сигналов на входах 23 и 24 на один из выходов

25 блока записи.

Таким образом, первый тактовый импульс на входе 12 устройства вызывает появление импульсов на обоих выходах блока записи, которые поступают на С-входы регистров 2 и 3 соответственно и записывают в них одновременно первое число иэ числовой последовательности, поступающее на входы 11.1-11.п устройства. Первый тактовый импульс с входа 12 устройства поступает, кроме блока 6 записи, на второй вход элемента И 9.

Прохождение этого импульса через элемент И 9 на С-вход триггера 7 определяется,сигналом с выхода мультиплексора 5,поступающим через элемент HE 10 на первый вход элемента И 9.При наличии, нулевого сигнала на выходе мультиплексора 5 триггер по переднему фронту сигнала, поступающего на его С-вход, изменяет свое состояние на противоположное, а если сигнал на выходе мультиплексора

5 — единичный, то сигнал с элемента

HE 10 блокирует элемент И 9 и триггер

7 не меняет своего состояния. Значение сигнала на выходе мультиплексора 5 зависит от абсолютной величины и знака первого числа.

Допустим, что число, поступившее в первом такте работы, — положительное.

В этом случае, так как регистры 2 и 3 находятся в исходном состоянии, триггер 7 не изменяет своего состояния по первому тактовому импульсу. Триггер 7 находится в исходном состоянии, 1, и нулевым сигналом с его выхода открыт первый канал коммутатора 4. С выхо5 164? 463 6 дов коммутатора 4 модуль числа, на- При определении наименьшего числа ходящегося в регистре 2, поступает (триггер 7 находится в состоянии едина вторую группу входов блока 1 срав — ницы) единичный сигнал появляется на нения. Этот же сигнал с выхода триг- выходе мультиплексора 5, если гера 7 поступает на адресный вход число на входе устройства меньше блока 6 записи, подготавливая к от- числа в регистре 3 по модулю и оба крытию его первый канал, и на адрес- числа положительные; ный вход АЗ мультиплексора 5. число на входе устройства отрица7(альнейшая работа устройства зави — 10 тельное, а число в регистре 3 положисит от знака и модуля числа, поступаю- тельно ; щего на информационные входы 11.1- число на входе устройства больше

11.п устройства. Открывание соответ- . числа в регистре 3 по модулю и оба ствующего канала мультиплексора 5 и числа отрицательные. появление Hp его выходе единичного 15 Следовательно, схема анализа чиили нулевого сигнала зависят от сел, включающая блок 1 сравнения, знака числа на информационном вхо- элемент HCKllN×ÀIÙEE ИЛИ 8 и мультиде 11.1 устройства, поступающего на плексор 5, об еспечивает выявление

его второй адресный вход; наибольшего и наименьшего из чисел, результата сравнения знака числа 20 поступивших на вход устройства и нана входе 11.1 устройства со знаком ходящихся в регистрах 2 и 3 соответчисла, находящегося в регистре 2 или ственно, при любых знаках анализи3, на элементе ИСКЛЮЧАЮ1 ЕЕ ИЛИ 8 руемых чисел. (первые разряды регистров 2 и 3 явля- Наличию экстремального числа соотются знаковыми, причем положительно- 25 ветствует появление единичного сигму числу соответствует ноль в знакр- нала на выходе мультиплексора 5. вом разряде, отрицательному — еди- Пусть число, поступившее на ин- . ница), поступающего на адресный вход формационные входы 11.1 — 11.п устройА 1 мультиплексора 5; ства, во втором такте — отрицательсостояния триггера 7, определя- 3О ное. Тогда за время от момента подачи ющего сигнал на адресном входе АЗ на входы 11.1-11.п числа до передмультиплексора 5, т.е. определяющего него фронта второго тактового импулькакое число (максимальное или мини- са на тактовом входе 12 устройства мальное) предстоит записать; на выходе мультиплексора 5 в соотрезультата сравнения модуля числа ветствии с и. 8 таблицы устанавна информационных входах 11. 2-11.п 35 ливается нулевой сигнал, который устройства, поступающего на первую поступает на вход запрета блока 6 группу входов блока 1 сравнения, с записи и блокирует его работу, а модулем числа, поступающего на вто- также через элемент HE 10 разблокирурую группу входов этого блока с вы- ет элемент И 9. Второй тактовый имхода коммутатора 4.

40 пульс поступает на второй вход элеЭначения сигналов на выходе муль- мента И 9, а с выхода этого элемента-типлексора 5 в зависимости от перена тактовый вход триггера 7. По печисленных условий приведены табли- Реднему фРонтУ этого импУльса тригце. гер 7 переключается в единичное

45 с

Как видно из таблицы, единичный состояние. Единичным сигналом с высигнал на выходе мультиплексора 5 хода триггера 7 у коммутатора 4 отпри определении наибольшего числа крывается второй канал и на вторую (триггер 7 находится в состоянии группу входов блока 1 сравнения по» нуля) появляется в следующих случаях: 50 стУпает моДуль пеРвого числа из Речисло на входе устройства больше гистРа 3, блок 6 записи подготавличисла в регистре 2 по модулю и оба вается к открытию второго канала и на числа положительные; адресном входе АЗ мультиплексора 5 число на входе устройства положи- также устанавливается единица. Так тельное, а число в регистре 2 отрица- как число на вхоДе УстРойства отРи55 тельное; цательное, а число, находящееся в число на входе устройства меньше регистре 3, положительное, то в соотчисла в регистре 2 по модулю и оба ветствии с и, 16 таблицы на выходе числа отрицательные. мультиплексора 5 с некоторой задерж1642463 кoi на время срабатывания элементов устанавливается единичный сигнап до окончания второго тактового импульса на входе 12 устройства.

Единичный сигнал с выхода мультиплексора 5 через элемент HF. 10 блокирует элемент И 9 и прекращает поступление импульса на тактовый вход триггера 7., Этот же сигнал, поступая на вход запрета блока 6 записи, разрешает прохождение тактового импульса с входа 12 устройства через информационный вход блока 6 записи на его выход второго канала и на тактовый вход регистра 3. По заднему фронту импульса на- тактовом входе регистра 3 второе число переписывается в него и поступает через открытый второй канал коммутатора 4 на вторую группу входов блока 1 сравнения. Так как знаки и модули чисел, находящихся .на входе 11.1-11.п устройства и в регистре 3, становятся равными, на выходе мультиплексора 5 в соответст- 25 вии с и. 13 таблицы устанавливается нулевой сигнал.

Пусть в третьем такте работы на входы 11.1-11.п поступает положительное число, большее, чем число, поступившее в первом такте работы.

Так как во втором такте работы триггер 7 остался в единичном состоянии, то на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮ !ГЕ ИЛИ 8 поступает единица из пер- 35 ваго разряда регистра 3, а на пер,вый — ноль с входа 11.1, т,е. число на входе заведомо больше числа в регистре 3, и в соответствии с п,13 таблицы на выходе мультиплексора 5, 40 аналогично описанному, до прихода третьего тактового импульса устанавливается нулевой сигнал и разрешает прохождение третьего тактового импульса на тактовый вход триггера 7 45 через элемент И 9. По переднему фронту этого импульса триггер 7 устанавливается в нулевое состояние и вследствие этого на вторую группу входов блока 1 сравнения поступает модуль числа из регистра 2, а на второй вход элемента ИЦ ЛЮЧДЮЩЕЕ ИЛИ вЂ” ноль— знак этого числа. Так как число на Входе устройства положительное, то на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ появляется нулевой сигнал, а на выходе мультиплексора 5 в соответствии с п, 3 таблицы - единичный.

Вследствие того, что модуль числа на втором входе блока 1 сравнения больше, чем на первом, на выходе этого блока сравнения. А > В формируется единичный сигнал, который через открытый первый канал. мультиплексора 5 проходит на его выход и снимает блокировку с входа запрета блока 6 записи. Импульс с тактового входа 12 устройства проходит через открытый первый канал блока 6 записи и своим задним фронтом записывает в регистр 2 число, поступившее в третьем такте работы.

Пусть в четвертом такте поступает на входы 11.1-11.п устройства положительное число, большее числа, поступившего в третьем такте. Тогда, так как триггер 7 остался в нулевом состоянии в предыдущем такте работы, после появления числа на входах 11.111.п в соответствии с п. 3 таблицы на выходе мультиплексора 5 устанавливается единица и блокирует поступление тактового сигнала на вход триггера 7, который не изменяет своего состояния в данном такте работы. Tàêòîвылr импульс поступает через открытый первый канал блока 6 записи на тактовый вход регистра 2, и по его заднему фронту в регистр 2 записывается новое число.

При совладении состояния триггера

7, определяющего режим выбора экстремального числа (нулевое состояние— выбор максимального числа, единичное — выбор минимального числа), с поступлением на входы 11„1-11.п устройства соответствующего экстре,мального числа(как описано на приме ре работы устройства в четвертом ,такте) переключения триггера 7 в противоположное состояние не происходит, так как, если поступившее число оказалось, например, максимальным, анализировать это число на предмет выявления минимального числа нет необходимости.

Временная диаграмма сигналов на информационных входах 11.1-11.п и тактовом входе 12 устройства, а также на выходах мультиплексоров 5, блока

6 записи, триггера 7 и элементов И 9 и ИЛИ 10 при работе во втором, третьем и четвертом тактах приведена на фиг. 2, Дальнейшая работа устройства ана1 логична описанной выше.

1642463

15

25

Таким образом, устройство для определения экстремальных чисел позволяет определять одновременно максимальное и минимальное числа из последовательно поступающих на вход устройства чисел с учетом их знака, Кроме того, устройство обеспечивает возможность определения экстремальных чисел по .модулю. Для этого необходимо на вход 11.1 знака устройства подать в течение цикла работы постоянньп уровень нуля, либо единицы, В первом случае в регистре 2 будет выделяться максимальное, а в регистре 3 — минимальное по модулю число, во втором случае — наоборот.

Формула изобретения

1. Устройство для определения экстремальных чисел, содержащее два регистра, коммутатор, блок сравнения и триггер, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, информационные выходы которого подключены к входам первой группы блока сравнения, входы второй группы которого соединены с информационными входами первого и второго регистров, выходы разрядов которых соединены соответственно с информационными входами первой и второй групп коммутатора и являются соответственно выходами максимального и минимального числа устройства, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения экстремальных чисел с учетом их абсолютной величины и знака, в него введены мультиплексор, блок записи, элемент ИСКЛ10ЧА10ЩЕЕ ИЛИ, элемент И, элемент HI;" причем информационные входы пер-ohio регистра являются входами числа устройства, вход знака .числа устройства подключен к входам знака первого и второго регистров, первому управляющему входу мультиплексора и первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен со знаковым выходом коммутатора, а выход— с вторым управляющим входом мульти30

50 плексора, третий управляюпий вход которого подключен к выходу триггера и адресному входу блока записи, вход запрета которого соединен с выходом мультиплексора и через элемент HE c первым входом элемента И, выхоц которого соединен со счетным входом триггера, а второй вход является тактовым входом устройства и соединен с информационным входом блока записи, первьп и второй выходы которого соединены соответственно с тактовыми входами перво". î и второго регистров, выход "Больше" блока сравнения соединен с первым и вторым информационньпп входами мультиплексора, третий и четвертьп информационные входы l l ff которого соединены с выходом Меньше блока сравнения, входы логического нуля и логической единицы устройства соединены соответственно с пятым, шестым, седьмым и BocbMb!M информационньпп входамп мультиплексора.!

2. Устройство по и. 1, о т л и.— ч а ю щ е е с я тем, что блок записи содержит триггер, с первого по третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ и элемент НЕ, причем первые входы первого, второго и третьего элементов И соединены между собой и подключены к информационному входу блока, второй вход первого элемента И соединен с вторым входом третьегQ элемента И и подключен к входу запрета блока, третий вход тре тьего элемента И подключен к адрес- ному входу блока и через элемент HE соединен с третьим входом первого элемента И, прямой выход триггера соединен с четвертыми входами первого и третьего элементов H а инверсный выход триггера подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом триггера и с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы первого и третьего элементов И соединены соответственно с вторьпж входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами блока записи, 1642463

1М

117

11п

22

Составитель В. Козлов

Техред С.Мигунова

Корректор И.Сегляник

Редактор А. Лежнина

Заказ 1148 Тираж 402 Подписное

ВНИИПИ Государ<.твенного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101