Устройство для сравнения чисел

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 769532

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.03.78 (21) 2592634/18-24 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07 10.80. Бюллетень ¹ 37 (45) Дата опубликования описания 05.02.81

{5i)М.Кл.Р С 06 F 7/04

Государственный комитет

ZССP ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Д. Полисский и В. Х. Цингауз

Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт автоматизации черной металлургии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕ

Изобретение относится .к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах дискретного управления и ЭВМ.

Известно устройство для определения положения числа на числовой оси, для сравнения расстояния между двумя точкамн с заданным расстоянием, основанное на принципе определения числа, ближайшего к заданному. Недостатками этого устройст- 10 ва являются значительные аппаратурные и временные затраты, связанные с необходимостью выполнения ряда дополнительных операций, таких, например, как составле,ние полусуммы и разности чисел на каждом цикле логического анализа (1).

Наиболее близким к предложенному техническому решению является устройство для сравнения чисел, содержащее и узлов анализа, причем каждый /-й выход каждого -го узла анализа, где i=1,2,..., п, j=1,2,..., т, соединен с i-ым входом каждого /-го элемента ИЛИ соответственно, (m+ 1) -й выход каждого i-го узла анализа подключен к первому входу 1-го узла ком- 25 мутации, второй вход каждого 1-ro узла ,коммутации соединен с -м информационным входом, первый выход каждого i-го узла коммутации подключен к i-му входу (т+1)-ro элемента ИЛИ, а второй выход З0 каждого i-го узла коммутации соединен -ым входом (m+2)-го элемента ИЛИ, выход которого подключен .к первому входу первого элемента И и к первому управляющему входу узла перезаписи, информационные входы которого соединены с выходами первого счетчика, а выходы — со входами регистра, выходы которого подключены к информационным входам узла анализа на равенство, выход которого соединен с первыми входами (m+3)-го элемента ИЛИ и входом сброса первого счетчика, триггер, счетчики, элементы И, ИЛИ, НЕ (2), Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем определения числа, ближайшего к заданному.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сравнения чисел, содержащем и узлов анализа, где каждый /-й выход каждого i-го узла анализа, где

i=1,2,..., п, j=l,2,..., m, соединен с i-ым входом каждого /-го элемента ИЛИ .соответственно, (m+ 1) -й выход каждого т-го узла анализа подключен к первому входу

i-ro узла коммутации, второй вход каждого

t-r o узла коммутации соединен с т-ым информациочным входом, первый выход каждого i-ro узла коммутации подключен к i-му входу (m+ 1) -го элемента ИЛИ, а второй

769532

20

60 выход каждого г-го узла коммутации соединен с i-ым входом (т+2)-го элемента

ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и к первому управляющему входу узла, перезаписи, информационные входы которого соединены с выходами первого счетчика, а выходы со входами регистра, выходы которого подключены к информационным входам узла анализа на равенство, выход которого соединен с первым входом (т+3)-го элемента ИЛИ и входом сброса первого счетчика, триггер, счетчики и элементы И, ИЛИ, НЕ, выход каждого /-го элемента ИЛИ через j-й элемент НЕ соединен с j-ми входами всех узлов анализа и с первым входом (j+1) -го, (/+т+1)-го и (/+2т+1)-ro элементов И.

Выход (m+ 1) -го элемента ИЛИ подключен к первым входам пятого (3m+2) -го элемента И, (m+4)-го элемента ИЛИ, ко вторым входам (т+2) -ro, (т+3) -го, (2т+1)-ro элементов И, ко второму управляющему входу узла перезаписи, к первым входам каждого (/+Зт+2)-го элемента И, и через (m+1)-й элемент НЕ к первому управляющему входу узла анализа .на равенство, к первому входу (4m+3) -ro элемента И и ко второму входу первого элемента И. Выходы каждого /-го элемента

HE соединены со вторым входом (j+3m+2)-го элемента И. Выходы (Зт+

+3)-го, (3m+4)-го и (4т+2)-го элементов

И подключены к соответствующим ин" формационным входам BTopor о счетчика.

Вход управления устройства соединен с четвертыми входами узлов анализа, со вторыми входами (3m+ 2) -го и (4т-+ 3) -го элементов И. Выходы (/+ 1) -го, (1+2) -го, ..., (т — 1)-го элементов И подключены ко входам третьего счетчика. Выход (3m+2)— го элемента И соединен со входами сложения второго и третьего счетчгиков и с первым входом (m- ;5)--o элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу сложения первого счетчика. Выход первого элемента

И соединен со вторым входом (т+3) -го элемента ИЛИ, выход которого подключен .со входу установки в единичное состояние триггера, инверсный выход которого соединен с третьим входом (4т+3) -го элемента

И, выход которого подключен ко вторым входам (т+-4) -го и (т+5) -го элементов

ИЛИ, ко входу вычитания второго счетчика, ко вторым входам (2m+2), (2m+3),..., (Зт+1)-го элементов И, выходы которых соединены со входами второго счетчика, выходы которого подключены ко вторым:информационным входам узла анализа на равенство. Прямой выход триггера соединен с первым входом (4т+4)-ro элемента

И,,второй вход которого через (m+2) -й элемент НЕ подключен к выходу узла анализа на равенство, а выход (4т+4)-го элемента

И соединен со входом сброса регистра. Выход (т+41-го элемегт И.ЛИ п о

ЗО

50 вторым входам (т+.2), (m+3), (2т+1) -го элементов И, выходы которых подключены ко входам пер,вого счетчика.

Каждый из узлов анализа содержит счетчик, элементы И, ИЛИ. Каждый /-й информационный вход счетчика соединен с 1-ым входом узла, где j=1,2,..., т. Прямые выходы счетчика подключены ко входам элемента ИЛИ, а инверсные выходы — к первым входам каждого j-ro элемента И соответственно. Выход каждого J-го элемента И соединен с 1-ым выходом узла. Выход элемента ИЛИ подключен к (т+1)-му выxoчу узла и к первому входу (т+1)-го элемента И и вторым входам 1,2,..., т-го элементов И. Второй вход (m+1)-ro элемента

И соединен с (т+1)-ым входом узла, выход (т+1)-го элемента И подключен ко входу вычитания счетчика. Узлы коммутации содержат элементы И и НЕ, причем информационный вход узла соединен с первым входом первого элемента И и через э",åìåíò HE с первым входогм второго элемента И. Вторые входы элементов И подключены ко входу управления, выходы первого и второго элементов И соединены с первым и вторым выходами узла соответственно.

Функциональная схема устройства при.ведена на чертеже. В качестве примера рассматривается сравнение трехразрядных чисел.

Устройство содержит узлы анализа 1г—

1„, каждый из которых состоит из элементов И 2 — 4, элемента ИЛИ 5, элемента И б и счетчика 7, узлы коммутации 8,— 8„, каждый из которых состоит из элемента И

9, элемента ИЛИ 10, элемента И 11, элемент ИЛИ 12, элементы НЕ 18 — 15, элементы ИЛИ 16 — 18, элемент ИЛИ 19, элементы И 20 — 25, элемент ИЛИ 26, узел перезаписи 27, регистр 28, узел анализа на равенство 29, счетчик 80, элементы И 81 — 87, элемент IIE 88, элемент И 89, элемечт ИЛИ

40, триггер 41, элемент И 42, элемент ИЛИ

48, элемент НЕ 44, элемент И 45, счетч>ики

46 47.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сравниваемые числа записаны в счетчиках узло>з анализа

1г — 1„, счетчики 46, 47, 80 и регистр 28 очищены, триггер 41 установлен в «0». На выходах элементов ИЛИ узлов анализа, а следовательно, на первых входах элементов И б имеется сигнал, Заданное число устанавливается подачей на один из информационных входов 48г — 48„ сигнала, сохраняемого в течение всего времени работы устройства. При этом появляется сигнал на первом входе соответствующего элемента И узла коммутации 8г — 8, .на входе и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ 12.

По тг" та n nrs n wm r

769532

l0

IS

25 зо

И 22, 20, 21, 24, 25, 28, 31, 33, 85 и 87 и первый вход узла перезаписи 27.

После поступления на вход улравления

49 разрешающего сигнала, который сохраняется в течение всего времени работы устройства. Сигнал через все элементы И б проходит на вычитающие входы счетчиков

7 узлов анализа 1L — 1, и из всех чисел вычитается единица.

Сигнал через элемент И 87 поступает на суммирующий вход счетчиков 4б и 80 и через элемент ИЛИ 48 на суммирующий вход счетчика 47. К содержимому счетчиков прибавляется единица.

В том случае, если в процессе вычитания единиц из счетчиков 7 узлов анализа

1L —.1„, в их одноименных .разрядах одновременно окажутся записанными единицы, исчезают сигналы на первых входах, а следовательно, на выходах всех элементов И данного разряда. В результате .на выходе соответствующего инвертора появится сигнал, который стирает содержимое этого разряда во всех счетчиках 7 узлов анализа

1L — 1„, и прибавляет единицу к этому разряду через элемент И 20 счетчика 4б, элемент И 25 счетчика 47 и элемент И 88 счетчика 80.

После некоторого количества чередований стирания равных .разрядов с вычитанием единиц содержимое одного (или нескольких) счетчиков 7 узлов анализа 1,— 1„ становится равным нулю. При этом исчезает сигнал на .первом .входе, а следовательно, на,выходе соответствующего элемента И 9. Исчезновение этого сигнала фиксируется элементом ИЛИ 19. Сигнал ароходит на разрешающий вход узла перезаписи 27, и содержимое счетчика 47 перезаписывается в регистр 28.

В случае, когда равным нулю становится содержимое счетчика, в котором записано заданное число, исчезает сигнал на первом входе, следовательно, на выходе соответствующего элемента И 11, исчезает сигнал на выходе элемента ИЛИ 12, и отключаются, таким образом, элементы И 22, 20, 21, 3,1, 88, 85, 87 и узел перезаписи 27.

При этом появляется сигнал на выходе элемента НЕ 88, следовательно, на первом входе элемента И 42, на разрешающем входе узла анализа на равенство 29. В счетчике 4б остается записанным заданное число. Постулающие через элементы ИЛИ 2б и 48 сигналы продолжают суммироваться в счетчике 47. Через элементы И 82, 84, 3б и с выхода элемента И 42 сигналы поступают теперь на вычитающие входы соответствующих разрядов и счетчика 80. Содержимое счетчика 80 с этого момента уменьшается. Если до обращения,в .нуль содержимого очередного счетчика (числа, большего заданного) содержимое счетчика

80 становится равным содержимому регистра 28, появляется сигнал на выходе узла анализа на равенство 29. Это свидетельствуст о том, что число, меньшее заданного, ближе к нему, чем большее. Сигнал с выхода узла анализа на равенство 29 стирает содержимое счетчика 47, перебрасывает через элемент ИЛИ 40 триггер 41. Устройство прекращает работу, в регистре 28 записано число, ближайшее к заданному. Когда обращается в нуль содержимое счетчика, в котором записано число, большее заданного, исчезновение сигнала с выхода соответствующих элементов 5 и 9 фиксируется элементом ИЛИ 19. Сигнал с его выхода через элементы И 89 и элемент ИЛИ 40 перебрасывает триггер 41. Если при этом сигнал на выходе узла анализа на равенство 29 отсутствует, сигнал с выхода элемента И 45 стирает содержимое регистра 28. Устройство прекращает работу, а в счетчике 47 записано число, ближайшее к заданному.

Если при появлении сигнала на выходе элемента ИЛИ 19 есть сигнал и на выходе узла анализа на равенство 29,,исчезает сигнал на втором входе, а следовательно, на выходе элемента И 45. В счетчике 47 и регистре 28 записаны оба числа, ближай,шие,к заданному.

Устройство позволяет расширить функциональные возможности, лоскольку при достаточной схемной простоте дает,возможность выбрать из множества чисел ближайшее большее, ближайшее меньшее к заданному числу число или оба этих числа с записью каждого числа в конкретный регистр.

Ф о р м ул а,и во б рет ения

1. Устройство для сравнения чисел, содержащее и узлов анализа, причем каждый

j-й выход каждого i-го узла анализа, где

i=1, 2,..., и, j=l, 2,..., m соединен с i-xw входом, каждого 1-го элемента ИЛИ соответственно, (m+1) выход каждого i-го узла анализа подключен к первому входу i-го узла коммута ции,,второй вход каждого L-го узла коммутации соединен с i-ым информационным входом, первый выход каждого

L-го узла коммутации подключен к i-му вход - (т+1)-го элемента ИЛИ, а второй выход каждого L-IO узла коммутации соединен с i-ым входом (m+2)-го элемента

ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и к первому управляющему входу узла перезаписи, .информационйые входы которого соединены с выходами первого счетчика, а выходы— со входами регистра, выходы которого,подключены к информационным входам узла анализа на равенство, выход которого соединен с первым входом (т+3)-го элемента

ИЛИ и входом сброса первого счетчика, триггер, счетчики, элементы И, ИЛИ, НЕ, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей

769532 устройства путем определения числа, ближайшего к заданному, в нем выход каждого г-го элемента ИЛИ через /-й элемент НЕ соединен с /-ми входами всех узлов анализа,и с первым входом (j+ 1) -го, (/+ т+

+1)-ro .и (j+2m+1)-го элементов И, выход (т+ 1) -го элемента ИЛИ подключен к первым входам (3m+2) -го элемента И, (т+4)-го элемента ИЛИ, ко,вторым входам (т+2)-ro, (m+3)-го,..., (2т+1)-го элементов И, ко второму управляющему входу узла перезаписи, к первым входам каждого (j+,Çm+.2)-го элемента И .и через (т+1)-й элемент НЕ к первому управляющему входу узла анализа на .равенство, к первому входу (4т+3)-го элемента И и ко второму входу первого элемента И, выход каждого /-го элемента НЕ соединен со вторым входом (/+Зт+2)-ro элемента И, .выходы (3m+3) -го, (Çm+ 4) -го,..., (4m+

+2)-го элементов И подключены к соответствующим информационным входам второго счетчика, вход управления устройства соединен с четвертыми, входами узлов анализа, со вторыми входами (Зт+2) -го и (4m+3)-го элементов И, выходы (j+1)-го, (j+2) -го,..., (m+ 1) -го элементов И подключены ко входам третьего счетчика, выход (Зт+2) -го элемента И соединен со входами сложения второго .и третьего счетчиков,и с первым входом (m+5)-го элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу сложения первого счетчика, выход первого элемента И соединен со вторым входом (m+3) -го элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу установки в единичное состояние триггера, инверсный выход которого соединен с третьим .входом (4m+3) -го элемента И, выход которого подключен ко вторым входам (m+4)-го и (т+ 5)-го элементов ИЛИ, ко входу,вычитания второго счетчика, ко вторым входам (2т+2)-го, (2т+3)-го, ..., (Зт+1)-го элементов И, выходы которых соединены со входами второго счетчика, выходы которого подключены ко .вторым информационным входам узла анализа на равенство, 5

43 прямой выход триггера соединен с первым входом (т+4)-го элемента И, второй вход которого через (т+2) -й элемент HE подключен к выходу узла анализа на равенство, а выход (4т+4)-го элемента И соеди,нен со входом сброса регистра; выход (т+4)-го элемента ИЛИ подключен ко вторым входам (т+2) -ro, (m+3) -го, (2т+1)-го элементов И, выходы которых подключены ко входам первого счетчика.

2. Устройство по п. 1, от л и ч а ю ще ес я тем, что в нем каждый из узлов анализа содержит счетчик, элементы И, ИЛИ, причем каждый )-й .информационный вход счетчика соединен с /-ым входом узла, где

j=1,2,..., т,,прямые выходы счетчика подключены ко входам элемента ИЛИ, а .инверсные выходы — к первым входам каждого j-ro элемента И соответственно, выход каждого j-го элемента И соединен с /-ым выходом узла, выход элемента ИЛИ подключен к (m+1)-му выходу узла и к первому входу (т+ 1) -го элемента И,и вторым входам 1,2,..., т-го элементов И, второй вход (т+ 1) -го элемента И соединен с (т+1)-ым входом узла, а выход (т+1)-го элемента И подключен ко входу вычитания счетчика.

3. Устройство .по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в нем узлы коммутации содержат элементы И и НЕ, причем информационный вход узла соединен с первым входом первого элемента И и через элемент

HE с первым входом второго элемента И, вторые входы элементов И подключены ко входу управления, выходы первого и второго элементов И соединены с первым и вторым .выходами узла соответственно.

Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 246924, кл. G 06 F 7/06, 20.06.69.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 603986, кл. G 06 F 7/04, 10.04.78 (прототип).

769532

Составитель В. Белкин

Корректор С. Файн

Техред И. Заболотно"„a

Редактор Л. Утехина

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 1289/1295 Изд. М. 484 Тираж 772 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комптета СССР по делам изобретений и открытнй

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