SU1003072A2 - Устройство дл определени максимального числа из р да чисел - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматй-. ке и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств цифровых вычислитель ных машин и дискретных автоматов, По основному авт.св. 92834Т известно устройство, содержащее элементы И,-..ИЛИ, реверси&ный счетчик, узлы пам ти, узлы перезаписи, комму- татор, формирователь импульсов, счетчик , причем информационный вход устройства соединен с первыми входами rt-з первого и второго э.пементов И, выход первого элемента И подключен к информациоиному входу первого узла пам ти, выходы которого соединены с информации онными входами первого узла перезаписи , выходы которого подключены к информационным входам реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ и с информационными входами второго уэла перезаписи, выходы которого подклю .чены к входам второго узла пам ти, выходы которого соединены с первыми выходными шинами устройства, вход управлени  устройства.подключен к входу первого коммутатора, первый выход которого соединен с вторым уходом первого элемента И, второй.

третий вь1ходы первого коммутат ура ,. подключены к входам управлени  вого и второго узлов перезаписи, чеЧ вертый выход первого коммутатора сое динен с входом управлени  записью первого узла соответственно, п тый выход первого коммутатора подключен к входу управлени  реверсив10 ного счетчика, м первому входу- второ-. го элемента ИЛИ и к входу формировател  импульсов, первый, и второй выходы которого соединены с первым входом третьего элемента И и с информационл ным входом счетчика, выходы которого с

IS : Йойключены к информационным входам третьегЪ узла перезаписи, выходам кол торого соединены с информационными входами третьего узла пам ти, выход первого элемента ИЛИ подключен к вто20 рым входам третьего элемента И и второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента и, выход которого подк.пючей к информационному входу реверсивного

25 счетчика, вход сброса устройства соединен с входами установки в нулевое состо ние узлов пам ти, счетчика, реверсивного счетчика, выход третьего элемента И подключен к управл ю30 щему входу т ретьего узла перезаписи

кроме того, выход первого узла пам ти соединен с информационными входами етвертого узла перезаписи но. ходами первой группы входов компаратора , шестой и седьмой выходы первого-коммутатора подключены к .управ- 5 л ющим входам компаратора и четвер- TOiO- узла перезаписи соответственно, выход четвертого узла,, перезаписи соединен с информационным входом четвертого узла пам ти,выходы которого 10 подключены к входам второй группы входов компаратора и к входам первой группы входовраспределител , входы второй ГРУППЫ входов которого соединены с выходами счетчика,; а выходы - «с с входами блока пам ти, выходы компаратора подключены к информационным входам второго коммутатора, вход управлени  которого соединен с вхоом управлени  устройства, а выходаа с входами управлени  распределител , 20 входы установки в нулевое состо ниа компаратора, четвертого узла пам ти и блока пам ти подключены к входу сброса устройства. Устройство позвол ет определить максимальное число из 25 р да чисел, а также все локальные максимумы и их пор дковые номера flj.

Однако при автоматизированной обработке данных с помощью известного устройстванеобходимо знать значени  30 и пор дковые номера только тех локальных максимумов, которые превышат определенный наперед заданный поог . Например, при анализе совокупности спектральных компонент,; полу- З5в ченных в результате дискретного преобразовани  Фурье смеси сигнала с умом, некоторые локальные максимумы с невысоким уровнем обусловлены возействием флуктуационных шумов. При / этом полученные с помощью известного устройства результаты приходитс  подвергать дополнительной обработке,что снижает производительность.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей уст, 45 ройства за счет определени  макси- мальных значений, превышающих заданный ПОРОГ.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что. в устройство дл  определе- 50 ни  максимального числа из р да чи- сел введены п тый узел пам ти и второй компаратор, причем выход п того узлала  ти соединен с первым информационным входом второго компаратора,второй ин- ее формационный вход которого подключен к вьтходу четвертого элемента пам ти, ; правл ющий вход-второго компаратора «Соединен с дополнительным выходом первого компаратора-, вйход подключен к полнительному входу компаратора О управл ющий вход п того элемента пам ти соединен с входом установки порога устройства.

На. фиг.1 представлена структурна  схема предлагаемого устройства, на . 65

фиг.2 и 3 - варианты структурных схем компараторов.

Устройство содержит элементы И 1 и, 2, реверсивный счетчик 3, узел пам ти 4, узлы перезаписи 5 и б, узел пам ти 7, элементы ИЛИ 8 и 9, комму-г татор 10, формирователь импульсов 11 счетчик 12, элемент И 13, узел перезаписи 14, узел пам ти 15, информационный вход устройства 16, управл ющий вход 17 устройства, вход 18 сброса, выходы 19 и 20 устройства, узел перезаписи 21, компаратор 22, узел пам ти 23, коммутатор 24, распределитель 25, блок пам ти 26, введенный узел пам ти 27, компаратор 28 вход 29 установки порога.

Компаратор 22 (фиг.2) содержит схему сравнени  30, узлы перезаписи 31 и 32, триггер 33, элемент задержки 34, элемент И 35, формирователь 36.

, Компаратор 28 .(фиг.З} содержит узлы перезаписи 37; и 372., схему срав. нени  38.

Устройство работает следующим образом .

Каждому числу, поступающему на вход элементов И 1 .и 2, предшествует импульс, поступающий на входы коммутаторов 10 и 24, при этом коммутатор 10 формирует на выходах импульсы, управл ющие работой устройства.

Импульсом, поступающим на вход элмента И 2, последний о.ткрываетс  и пропускает число с входа 16 устройства на вход узла пам ти 4. Элемент И 1 при этом-закрыт, так как в реверсивном счетчике 3 записан код, соответствующий нулю, поз1тому направл ние на выходе элемента ИЛИ В (т.е. на первом входе элемента ИЛИ Э) равно нулю. Напр жение на втором входе элемента ИЛИ 9 при этом также отсутствует, поэтому число через закрытый элемент И 1 на вход реверсивного счетчика 3 не проходит. Коммутатор 10 формирует импульс на управ- л ющем входе узла 5, которым он открываетс , и. код числа, записанного в узел пам ти 4, переписываетс  в реверсивный счетчик 3, последний в это врем  работает на сложение, так как с коммутатора 10 на управл ющий вход счетчика 3 поступает импульс Сложение. На управл ющий вход узла

перезаписи 6 с .выхода коммутатора 10 поступает импульс, открывающий его, при этом код числа,

:,записанного в счетчике 3, перепи ьшаетс  в узел пам ти 7 и

по вл етс  на выходе устройства. Одновременно на управл ющий вход узла пам ти 4 подаетс  импульс, сбрасыварэщий наполненное в нем число. По пос туплении импульса Сложение на вход формировател  11 на его выходах по в .л ютс  импульсы, поступающие на счетчик 12 и элемент И 13. Дл  обеспечени  устойчивой работы устройства импульс на входе элемента Н 13 несколь ко отстает от импульса на входе счет чика 12, -В счетчик 12 записываетс , код, соответствующий единице. На вхрде элемента И 13, соединенном с выхо дом элемента ИЛИ 8, нулевое напр жение , так как в реверсивный счетчик 3 число из узла пам ти 4 переписываетс , ив нем сохран етс  код, соответ ствующий нулю. Элемент И 13 пропускает импульс с выхода формировател  импульсов 11 только лри нулевом напр же нии на его втором входе, поэтому импуль с формировател  импульсов 11 проходи через элемент И 13 на управл ющий вход узла перезаписи 14, последний открываетс , обеспечива  перепись со держимого счетчика 12 в узел пам ти 15. На выходе узла пам ти 15 по вл етс  код, соответствующий единице. С приходом-на входы элементов И 1 и 2 следующего числа, представленного последовательностью импуль.сов, и предшествующего ему импульса на вход коммутатора перечисленные операции повтор ютс . Реверсивный счет 1ик 3 при отсутствии на управл ющем входе напр жени  с выхода коммутатор 10 работает на :вычитаниё, а при нали , чии напр жени  - на сложение. Так ка в счетчике 3 записано предыдущее (или максимальное из всех поступивших число, на входах элемента ИЛИ 8, а следовательно и на его выходе присутствует напр жение, проход щее через элемент ИЛИ 9 на вход элемента И 1. При поступлении очередного чис ла оно через элемент И 2 поступает н узел пам ти 4 и через элемент И 1 на вход реверсивного счетчика 3, i oторый при этом работает на вычитание Если поступившее число меньше чем содержимое реверсивного счетчика 3, в последующем формируетс  код, соответствуюший разности поступившего числа и содержимого счетчика 3. Если же поступившее число больше чем содержимое счетчика 3, в нем формируетс  код нул . По поступлении импульса на управл ющий вход узла перезаписи 5 код :-: числа, записанного в узле пам ти 4, переписываетс  в счетчик 3, который при этом работает на сложение, поэтому в нем формируетс  код либо cyMNb вновь поступившего числа с числом, оставшимс  в счетчике 3 после рычита ни , либо вновь поступившего числа, которое в этом случае  вл етс  максимальным от начала р да. По поступлении импульса Сложение с выхода коммутатора -10 на вход формировател  импульсов 11 последний каждый раз Формирует на выходах импульсы, сумма которых от начала р да чисел накап ..ливаетс  в счетчике 12, т.е. в счетчике 12 записан код числа, соответствующего пор дковому номеру последнего поступившего числа. Если число в реверсивном счетчике 3 отлично от нул  ((т.е. вновь поступившего числа на самое максимальное , на выходе элемента ИЛИ 8 единичное напр жение, элемент И 13 не пропускает импульсы с выхода формировател  11 на управл ющий вход узла перезаписи 14, т.е. в узле.пам ти-15 сохран етс  ранее записанное число, соответствующее пор дковому номеру максимального числа . Если же число в счетчике 12 в момент поступлени  импульса Сложен; ние равно нулю, что соответствует поступлению на вход устро йства максимального от начала р да числа, элемент И 13 пропускает импульс с выхода формировател  11 на управл ющий вход узла 14, при этом в узел 15 из счетчика 12 переписываетс  пор дковый номер последнего поступившего числа. Работа устройства по-определению частных максимумов и соответствующих им номеров чисел от начала р да в случае, если в узел пам ти 27 занесен код, соответствующий н-улю, осуществл етс  следующим образом. Втечение длительности импульса Сравнение 2, пос.гупившего на управл ющие входы узлов 32 и 31 компаратора 22, коды чисел, содержащихс  в узле пам ти 4 и узле пам ти 23, пос|тупают соответственно на первый и |второй входы схемы сравнени  30, выполн ющей операцию последовательного поразр дного сравнени  состо ний лов пам ти 4 и 28. В случае, число, поступившее на первый вход схе мы 30 больше, чем число, поступающее на второй вход, единичное напр жение формируетс  на выходе схемы 30, в обратном случае тоже на выходе схемы 30. В момент поступлени  импульса Сравнение 2 в узел пам ти 4 записа-но первое число входной последовательности , а в узле пам ти 23 записан код, соответствующий условному нулю, поэтому напр жение формируетс  на выходе схемы 30, соединенном с входом сброса триггера 33. При этом на выходе схемы 30, соединенном с первым входом элемента. И 35, сохран етс  нулевое напр жение, а на выходе триггера 33, соединенном с вторым входом элемента И 35, сохран етс  единичное напр жение. На выходе формировател  импульса 36 сохран ет-, с  нулевое напр жение. Схема сравнени  38 компаратора . 28 формирует на выходе нулевое напр жение , если число, поступающее на ее первый вход (т.е. число, равное порогу сравнени  с выхода узла пам ти 27 больше, чем число, поступающее на второй вход, т.е. число с выхода узла пам ти 23, Если числа, поступающие на входы, равны, или число, поступающее.на второй вход превышает порог, схема 38 формирует на выходе единичное напр жение/ В случае, когда порог равен нулю, работа предлагал егдаго устройства ничем не отличаетс  от работы известного устройства, так как на выходе компаратора .28, т.е. на третьем входе элемента И 35, когда осуществл етс  сравнение, формиг руетс  единичное напр жение.

При поступлении импульса Перезапись 3 на. управл ющий вход узла перезаписи 21 код числа, содержащегос  в узле пам ти 4, переписываетс  в элемент пам ти 23. При поступлении очередного импульса Сравнение 2 ко ды чисел, занесенных в 4 (второе число от начала р да)/ и узел пам ти 23 . f первое число} поступают на первый и второй входы схемы сравнени  30. Есл второе число р да больше чем первое, единичное напр жение как и ранее (в предыдущем такте) формируетс  на выходе схемы сравнени  30, при этом на выходе формировател  36 сохран етс  нулевое напр жение. же . вто рое число р да меньше, чем первое, т.е. первое число  вл етс  частным максимумом, единичное напр жение фор мируетс  на выходе схемы сравнени  30, Это напр жение поступает на тпер-вый вход элемента И 35 и через элемент з-адержки 341 - на счетныйвход триггера 33,. Триггер 33 при этом перебрасываетс , а на его выходе напр жение становитс  равньпи нулю, однако перепад напр жени  с выхода .триггера 33 задержан на врем  задерж ки Т элементом 34. На выходе элемента И 35 по вл етс  импулвс длительноетью Т,, поступающий на вход формировател  36. Пвследний при этом формирует импульс .Перезапись ,поступа оощий на вход Bjoporo коммутатора 24, который в свою оч-эредь . формирует импульс , совпадающий по времени с им-... пульсом формировател  36, на первом

выходе, соединенном с управл ющими

входами узлов перезаписи распределител  25. На их информационных входах узлов в это врем  присутстгвует код числа, занесенного в уэел; пам ти 23, ,т.е. первого числи р да. На информа1ционных входах второй группы узлов распределител  25 - код1 номера этого числа, т.е. единицы. Число, записанное в узле 23 и срответствующий ему Номер, записанный в счеТчике 12, занос тс  соответственно в узлы пам ти блока пам ти 26и по вл ютс  на его выходах.. .

Если при очередном сравнении чйсЯо, содержащее в узле 23,Т4в. второе число от начала р да oп ть превышает число, записанное в узел пам ти 4

i

т.е. третье от начала р да), единич

ное напр жение оп т1з по вл етс  на выходе схемы 30, однако на выходе формировател  36 импу ьс не формируетс , так как на выходе триггера 33 нулевое напр жение. Иквгульс на выходе компаратора 22 (формировател  36) будет формироватьс  только в том случае , если при предыдущем сравнении (в предыдущем такте длительностью Т триггер был подготовлен к перебросу, т.е. если на его вход сброса, соедигненный с выходом схемы 30 поступало единичное напр жение

При по влении на выходе компаратора второго, третьего и т.д. импульсов коммутатор 24 формирует импульсы соответственно на втором, третьем и т.д. выходах, при этом сочетани  чи .сел и соответствующих им номеров от начала р да занос тс  в узлы пам ти блока 26, Число К узлов пам ти, т.е. максимальное число частотных максимумов, выбираетс  из услови 

К--Б(

гУ I

где Е(х5 - цела  часть числа х.

Работа устройства по определению локальных максимумов и соответствующих им номеров чисел от начала р да в ,случае, если в узел пам ти 27 занесен код, не равный нулю, осуществл етс  следующим образом.

Начало импульса Сравнение 1, . поступающего на управл ющие входы узлов перезаписи 37.., 372 (фиг.З), несколько опережает начало импульса Сравнение .2, поступающего на уп1равл ющие входы узлов перезаписи 31, 32 компаратора 22 фиг.2). Если число содержащеес  в узле пам ти 23 и поступающее на второй вход схемы сравнени  38 компаратора 28, равно или превышает пороговое число, занесенное в узел пам ти 27 и поступающее на первый вход схемы сравнени  38, на выходе схемы 38 по вл етс  единичное напр жение, поступающее на третий вход элемента И 35 компаратора 22. При этом работа предлагаемого устройства не отличаетс  от работы известного устройства.

Если, число, занесенное в узел пам ти 23, меньше числа, хран щегос  в узле пам ти 27, на выходе схемы ,:; сравнени  38 компаратора 28 в тече .ние всего интервала сравнени  сохран етс  нулевое напр жение, блокирующее формирование -импульса длительностью на выходе элемента И 35. При этомна входе фopмиix5вaтeл  36 компаратора 22 сохран етс  нулевое напр жение , поэтому коды чисел, поступающие на информационные входа распределител  25 не занос тс  в узлы пам ти блока пагл ти 26.

Предлагаемое устройство по-прежнему обеспечивает выделение на первом

и втором выходах (т.е. на выходах узлов пам ти 7 и 15) максимального числа и соответствующего ему номера начала р да. Предлагаемое устройство обеспечивает запоминание в узлах пам ти блока 26 всех значений локальных максимумов и соответствующих м номе , ров от начала р да, в елv чае, если в узел пам ти 27 занесен код, соответствующий нулю. Кроме того, предлагаемое устройство позвол ет обеспечить селекцию только тех значений локалы ных максимумов и соответствующих им номеров от начала  да, которые превышают порог, код которого занесен перед началом анализа в узел пам ти 27, что расшир ет функциональные возможности и позвол ет автоматизировать результаты обработки последовательности чисел.

Изобретение позвол ет за счет вве.дени  последовательно соединенных узла пам ти и компаратора с соответствующим включением обеспечить сравнение каждого из локальных максимумов с пороговым уровнем, задаваемым перед началом анализа, и блокировать занесение в блок пам ти локальных максимумов и соответствующих им номеров от начала р да, значени  которах меньше порогового уровн . Это дает возможность избежать дополнительной .ручной обработки результатов анализа последовательности чисел по вы влению

.лоЕсальных максимумов, превышающих пороговое значение, и сократить врем  анализа, что особенно важно при автб;матизации процессов обработки результатов .

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР 928341, кл. G06F 7/04, 1980 ( про тотип ).

crrfpfiOfifaM

L.