Устройство для сравнения чисел

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиз

Социалистических

Республик

960768 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12. 01. 81 (21) 3256461/18-24

И11М. Кп.

G 06 F 7/02 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2309.82, Бюллетень ¹ 35

)53) УДК 681, 325 (088. 8) Дата опубликования описания 2309,82. (72) Авторы изобретения

M.À.Äóäà, P.A.Äóäà, М.Г.Опаец и А.А.Стол (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ

Изобретение предназначено для использования в автоматике и вычислительной технике, в частности в цифровых системах контроля и обработки информации.

Известно устройство для сравнения чисел по модулю, содержащее триггеры, логические элементы И и ИЛИ, которое выполняет сравнение одноименных разрядов двух чисел j1).

Известно также устройство для сравнения чисел, содержащее триггер с тремя устойчивыми состояниями, элементы И-НЕ, элементы неравнозначности, которое выполняет сравнение чисел,.заданных последовательными кодами, начиная как с младших, так и со старших разрядов (2).

Однако эти устройства не могут осуществлять выборку наибольшего и наименьшего из следующих друг за другом чисел, заданных последовательным кодом, начиная со старших разрядов.

Наиболее близким к изобретению является устройство для.сравнения чисел, содержащее триггеры, элементы

И» ЙЛИ, И-НЕ, регистр сдвига, кольцевой сдвигающий регистр, причем информационный вход устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов И НЕ, первого, второго и третьего элементов И, первый вход управления устройства.подключен к второму входу первого элемен-. та И, и к первому входу четвеРтого элемента И, выход первого элемента

И-НЕ соединен с третьим входом первого. элемента И и с вторым входом четвертого элемента И, выход первого элемента И подключен к входу установки в единичное состояние первого триггера, выход четвертого элемента И соединен с входом установки в.единичное состояние второго триггера, ийверсный выход которрго подключен к второму входу третьего элемента И, и к первому входу пятого элемента И и к четвертому входу первого элемента И, инверсный выход первого триг- . гера соединен с вторым входом второго элемента И, с первым входом шестого элемента И и с третьим входом четвер.того элемента И, прямой выход второго триггера подключен к третьему вхо.т ду второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента И, а выход — к входу регистра сдвига„

ЗО выход которого соединен с вторым вхо-, Тернопольский финансово-экономический ин титут„",. .

9607б8, дом первого элемента И-НЕ, с четвертым входом четвертого элемента И, с первым входом седьмого элемента Й, с вторым входом пятого элемента И, с вторым входом шестого элемента И, выходы пятого, шестого и седьмого элементов И соединены с третьим, четвертым и пятым входами первого элемента ИЛИ, соответственно, второй вход управления устройства соединен с третьим входом третьего и шестого 10 элементов И, третий вход управления подключен к третьим входам второго и пятого элементов И, выход второго элемента И-НЕ соединен с первыми входами восьмого и девятого элементов

И-НЕ, второй ход девятого элемента

И подключен к информационному входу устройства, выходы восьмого и девятого элементов И соединены с входами установки в единичное состояние третьего и четвертого триггеров, соответственно, инверсный выход третьего триггера подключен к третьему входу девятого элемента И, а инверсный выход четвертого триггера соединен с вторым входом восьмого элемента И, четвертый вход управления устройства подключен к третьему входу восьмого элемента И, к четвертому входу девятого элемента И и к второму входу седьмого элемента И, выход регистра сдвига соединен с четвертым входом восьмого элемента И и с вторым входом второго элемента И-НЕ, а инверсные выходы третьего и четвертого триггеров подключены к первому и вто-Зз рому входам десятого элемента И, соответственно, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, прямые выходы второго и четвертого триггеров подключены к вторым входам <0 одиннадцатого элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, инверсные выходы первого и второго триггеров подключены к первому и второму входам двенадцатогод элемента И, соответственно, выход которого соединен с третьим входом второго элемента HJIH (3 J.

Однако это устройство не учитывает знаки сравниваемых чисел.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей пу.тем учета-знаков сравниваежх чисел.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения чисел, содержащее регистр сдвига, триггеры, элементы И, элементы НЕ, элемент ИЛИ, причем шина управления записью первого числа устройства соединена с первыми входами первого и второго элементов И, шина сброса устройства соединена с входами "Установки в "О" первого и второго триггеров, информационный вход устройства соединен с вторым входом второго элемента И и входом первого эле- 65 мента НЕ, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом записи регистра сдвига, выход регистра сдвига соединен с первым входом седьмого элемента И, вторым входом первого элемента И и входом второго элемента

НЕ, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с третьим входом первого элемента И, инверсный выход первого триггера соединен с четвертыми входами первого и второго элементов И, выход седьмого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, прямой выход второго триггера соединен с вторым входом седьмого элемента И, шина управления сдвигом устройства соединена с входом сдвига регистра, шина задания режима сравнения выбора максимума устройства соединена с первыми входами третьего и четвертого элементов И, а Ьина задания режима сравнения выбора минимума устройства — с первыми входами пятого и шестого элементов

И, введены триггеры, элементы И и

ИЛИ, причем инверсный выход второго триггера соединен с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выходы третьего и шестого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выходы четвертого и пятого элементов И срединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, информационный вход устройства соединен с вторым входом восьмого и .первым входом девятого элементов И, выход первого элемента И соединен с первыми входами четвертого элемента ИЛИ и десятого элемента И, выход второго элемента

И соединен с первым входом одиннадцатого элемента И и. вторым входом . четвертого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с входом"Установки в "1" первого триггера, выход одиннадцатого элемента И соедиi нен с первым входом пятого элемента

ИЛИ; выход. которого соединен с входом

"Установки в "1" второго триггера, выход регистра сдвига соединен с вторым,входом девятого .элемента И, выход которого соединен с входом

"Установки в "1" третьего триггера, прямой выход третьего триггера соеди-: нен с вторыми входами третьего и пятого элементов И, инверсный выход .— с вторыми входами четвертого и шестого элементов И, шина управления сдви« гом устройства соединена с входом

"Установки в "1" четвертого триггера, прямой выход которого соединен с тре.тьими входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, инверсный выход — с третьим входом девятого элемента И и первыми входами двенад960768 цатого и тринадцатого элементов И, .второй вход двенадцатого элемента И соединен с первым входвм четвертого элемента И, второй вход тринадцатого элеменa à И соединен с первым входом шестого элемента И, выходы двенадцатого и тринадцатого элементов И соединены с третьими входами соответственно второго и третьего элементов ИЛИ, выходы которых соединены с вторыми входаьи соответственно .одиннадцатого и десятого элементов И, выход десятого элемента И соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ, входы "Установки в "0" третьего и четвертого триггеров соединены с вхо- 15 дом "Установки в "0" второго триггера.

На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства.

Оно содержит регистр 1 .сдвига, триггеры 2-5, элементы И 6-18, эле- 20 менты ИЛИ 19-23, элементы НЕ 24 и 25, шину 26 сброса устройства, информационный вход 27 устройства, шину 28 управления сдвигом устройства, шины

29 и 30 задания режима сравнения, шину 31 управления записью первого числа.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии регистр 1 сдвига "свободен", а триггеры 2-5 установлены в нулевое состояние. Если на шине 29 задания режима сравнения установлен единичный сигнал выборки наименьшего из следующих друг за другом чисел, то на выходе элемента

И 11, а, следовательно и на выходе элемента ИЛИ 20 будет единичный сигнал. В случае, если на шине 30 задания режима сравнения установлен единичный сигнал выборки наибольшего 40 из следующих друг за другом чисел, то на выходе элемента И 12, а, следовательно и на выходе элемента ИЛИ

21 будет единичный сигнал.

Каждое число, поступающее на.ин- 45 формационный вход 27 устройства, состоит из знакового разряда и модуля числа, представленного последовательным прямым кодом, начиная со старших разрядов. 50

В период следования кода первого числа единичного потенциала на шине

31 управления записью первого числа нет. Код первого числа, поступающий на информационный вход 27, записывается через элементы И 16, ИЛИ 23 в регистр 1 сдвига. При этом триггер 3 устанавливается в единичное состояние первым импульсом на шине

28 управления сдвига устройства. Сигнал сброса, постуПающий после первого числа на шину 26, устанавливает триггеры 2-5 в нулевое состояние.

При поступлении второго и последу ющих чисел на информационный вход

27 на шине 31 управления, записью, первого числа должен быть единичный сигнал.

С приходом кода второго числа на выходе регистра 1 сдвига появляется код предыдущего числа. Входной код и код, записанный в регистре 1 сдвига, синхронно одноименными разрядами в прямом и инверсном виде через элементы HE 24 и 25 поступают на элементы И 6 и 7, где производится их поразрядное сравнение. Кроме того, входной код и код регистра 1 сдвига синхронно поступает на входы эле-. мента И 8.

Если знаковые разряды неравнозначны, например,на информационном входе 27 присутствует "1" (отрицательное число), а на выходе регистра 1 сдвига - "0" (положительное число), то на выходе. элемента И 7 будет единичный сигнал, который, при единичном сигнале на выходе элемента ИЛИ 21, через элементы И 14, ИЛИ 22 устанавливает триггер 5 в единичное состояние.

В случае, если знаковые разряды неравнозначны и на илформационном входе 27 присутствует "0" (положительное число)., а на выходе регистра — "1" (отрицательное число), то на выходе элемента И 6 будет единичный сигнал, который при единичном сигнале .на выходе элемента ИЛИ

20 через элементы И 13 и ИЛИ 22 устанавливает триггер 5 в единичное состояние.При этом триггер 4 устанавливается в единичное состояние и . обеспечивает запрет дальнейшего сравнения чисел элементами И 6 и 7 а

М» триггер 5 обеспечйвает прохождение числа с выхода регистра 1 сдвига через элементы И 15, ИЛИ 23 или числа с информационного входа 27 через элементы И 16, ИЛИ 23 на вход регистра 1 сдвига.

Если число, записанное в регистр

1 сдвига, и число, поступающее на информационный вход 27 устройства, положительны (в знаковых разрядах)

"0" то сигналы на выходах элемен-. тов И 6-8 отсутствуют. При этом триггеры 2,4 и 5 сохраняют свое со стояние.

9 г

Если в знаковых разрядах указанных чисел установлены "1"ф т.е. эти числа отрицательны, то сигналы на выходах элементов Й 6 и 7 отсутствуют, а сигнал на выходе элемента

И 8 устанавливает триггер 2 в единичное.состояние. При этом триггера

4 и 5 сохраняют свое состояние и обеспечивают дальнейшее сравнение чисел и прохождение входного знакового разряда через элементы И 16, ИЛИ 23 на вход регистра 1 сдвига.

Импульс сдвига, поступающий на ину 28 управления сдвига устройст-, 960768 ва после знакового разряда устанав-

1 ливает триггер 3 н единичное состояние. Вместе с тем, если на шине 29 задания режима сравнения — единичный сигнал выборки наименьшего из следующих друг за другом чисел и триггер 2 установлен в единичном состоянии или на шине 30 задания режима сравнения есть единичный сигнал выборки наибольшего из следующих друг эа другом чисел и триггер 2 находится в нулевом состоянии, то на выходе соответствующего элемента И 9 или

И 10, а, следовательно, и на выходе . элемента ИЛИ 20 возникает единичный сигнал.

В случае, если на шине 29 задания режима сравнения установлен единичный сигнал выборки наименьшего из следующих друг за другом чисел и триггер 2 установлен в нулевое состояние или на шине 30 задания режима сравнения имеется. единичный сигнал выборки наибольшего из следующих друг за другом чисел и триггер 2 находится в единичном состоянии, то на выходе соответствующего элемента И 17 или И 18, а следовательно, и на выходе элемента ИЛИ 21 возникает единичный сигнал.

В случае, если одноименные числовые (модульные) разряды равнозначны, то сигналы на выходах соответствующих элементов И отсутствуют. При этом триггеры 4 и 5 сохраняют свое состояние.

Если в первой неравнозначной ситуации "0" соответствует коду с выхода регистра 1 сдвига и "1" коду на информационном входе 27,то появляется сигнал на выходе элемента. И 7, который при единичном сигнале на входе элемента ИЛИ 21 через элементы И 14, ИЛИ 22 устанавливает триггер 5 в единичное состояние.

В случае, если в первой неравно значной ситуации "1" соответствует коду с выхода регистра 1 сдвига и

"0" — входному коду, то появляется сигнал на выходе элемента И 6, который при единичном сигнале на входе элемента ИЛИ 20 через элементы

И 13, ИЛИ 22 устанавливает триггер

5 в единичное состояние. При этом триггер 4 устанавливается в единичное состояние и обеспечивает запрет дальнейшего сравнения чисел элемен тами И 6 и 7, а триггер 5 обеспечивает прохождение числа с выхода регистра 1 сдвига через элементы И 15, ИЛИ 23 или числа с информационного входа 27 через элементы И 16, ИЛИ

23 на вход регистра 1 сдвига.

B результате в регистре 1 сдвига будет записано большее или меньшее из двух чисел, заданных последовательными кодами, начиная со старших разрядов. При поступлении последующих чисел устройство работает аналогично, Таким образом, в регистре 1 сдвига будет записано в зависимости от заданного алгоритма работы либо наибольшее, либо наименьшее из следующих друг за другом чисел с учетом их . знака.

Изобретение расширяет функциональ10 ные воэможности и, следовательно, область применения предлагаемого устройства за счет возможности сравнения одним устройством как положительных, так и отрицательных чисел.

Формула изобретения

Устройство для сравнения чисел,. содержащее регистр сдвига, триггеры, элементы И, элементы НЕ, элемент

ИЛИ, причем шина управления записью первого числа устройства соединена с первыми входами первого и второго элементов И, шина сброса устройства соединена с входами "Установки в "0" первого и второго триггеров, информационный вход устройства соединен с вторым входом второго элемента И и входом первого элемента НЕ, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом записи регистра сдвига, выход регистра сдвига соединен с первым входом седьмого элемента И, вторым входом первого элемента И и входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с третьим входом первого элемента И, инверсный

40 выход первого триггера соединен с четвертыми входами первого и второio элементов И, выход седьмого элемента И соединеí с первым входом первого и второго элементов И, ныход седьмого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, прямой выход второго триггера,соединен с вторым входом седьмого элемента И, шина управления сдвигом устройства соединена с входсм сдвига регистра, шина задания режима сравнения выбора максимума устройства соепинена с первыми входами третьего и четвертого элементов И, а шина задания режима сравнения выбора минимума устройства †. с первыми входами пятого и шестого элементов И, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет учета знака снавниваеО мых чисел, устройство содержит триггеры, элементы И и ИЛИ, причем инверсныц выход второго триггера соединен с первым входом носьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ,, 960768

10 выходы третьего и шестого элемен-, тов И соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, информационный вход устройства соединен с вторым входом восьмого и первым входом девятого элементов И, выход первого элемента И соедийен с первыми входами четвертого "элемента ИЛИ и десятого элемента И, выход второго элемента И соединен с первым входом одиннадцатого элемента И и вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход чет- !5 вертого элемента ИЛИ соединен с входом "Установки в ."1" первого триггера, выход одиннадцатого элемента И соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом "Установки в "1" второго триггера, выход регистра сдвига соединен с вторым входом девятого элемента И, выход которого соединен с входом

"Установки в "1" третьего триггера, прямой выход третьего триггера соединен с вторыми входами третьего и пятого элементов И, инверсный выход - с вторыми входами четвертого и шестого элементов И, шина управления сдвигом устройства соединена с входом "Установки в "1" четвертого триггера, прямой выход которого соединен с третьими входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, инверсный выход - с тре- . тьим входом девятого элемента И и первыми входами двенадцатого и тринадцатого элементом И, второй вход двенадцатого элемента И соединен с первым входом четвертого элемента

И, второй вход тринадцатого элемен- та И соединен с первым входом шес-. того элемента И, выходы двенадцатого и тринадцатого элементов И соединены с:третьими входами соответственно второго и третьего элементов

ИЛИ, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно одиннадцатого и,десятого элементов И, выход десятого элемента И соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ, входы "Установки в "0" третьего и четвертого триггеров соединены с входом "Установки в "0" второго триггера.

Источники информации.,,принятые во внимание при экспертизе

1. Бруфман С С.Цифровые элементы сравнения.,М., "энергия", 1967, с. 39, рис. 22б.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 465445, кл.G 06 Г 7/04, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 771664, кл.G 06 F 7/04, 1980.

960768

Составитель A.Суздалев

Редактор О.Юрковецкая Техред A.A÷ . Корректор Н.Буряк

Заказ 7280/57 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент"„ г.ужгород, ул.Проектная,4