SU682893A1 - Устройство дл сравнени чисел - Google Patents

Description

(45)УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ

НЕ с первыми входами третьего и четвертого элементов И. Выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И, к первому входу п того элемента И, к вторым входам третьего и етзертого элементов И, выход третьего элемента ИЛИ - к второму входу п того элемента И и первому входу шестого элемента И, выход четвертого элемента ИЛР1- к вторым входам второго и шестого элементов И, к входу регистра наибольшего числа и через второй элемент НЕ к третьему входу третьего элемента И. Выход первого элемента И соединен с третьими входами t-x блоков коммутации, выход второго элемента И - с информационным входом регистра максимальной разности, выходы третьего и четвертого элементов И - с управл ющим входом регистра максимальной разности и с входом регистра наименьшего числа соответственно. Выход п того элемента И подключен ко входу установки в единичное состо ние три1тера, инверсный выход которого соединен с третьим входом п того элемента И, выход шестого элемента И - к третьим выходам {i+n)-x блоков коммутации. Выход п того элемента И соединен с четвертыми входами блоков коммутации, п тые вхОх ы которых и вход установки нулевое состо ние триггера подключены к упр рл юш.ей шине устройства.

Кроме того, каждый блок коммутации содержит элементы И, элемент ИЛИ и триггер. Первые входы первого и второг.о элементов И соединены с первым входом блока коммутации, второй вход первого элемента И подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход первого элемента И соединен с первым входом триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу второго элемента И и первому входу третьего элемента И, выходы которых соединены е первым и вторым выходами блока коммутации соответственно. Второй вход третьего элемента И подключен к второму входу блока коммутации, первый и второй входы элемента ИЛИ соединены с третьим и четвертым входами блока коммутации соответственно, второй вход триггера подключен к п тому входу блока коммутации.

На чертеже представлена схема устройства .

Устройство содержит кольцевые сдвигающие регистры (сравниваемых чисел ) /ь /2, ..., /„Г кольцевой сдвигающий регистр 2 максимальной разности, выполненный в виде вычитающего счетчика с соответствующими цеп ми разв зки сдвига и вычитани  с использованием в качестве вычитаюш,его информационного входа, регистра счетного входа его старшего разр да; кольцевые сдвигающие речисел соответственно; блоки 5i, 2, ..., 5„. 5| „, 52-f и, ... ., 52д коммутации, состо щие каждый из элемента ИЛИ 6, первого 7, второго 8 и третьего 9 эле.ментов И « триггера JO; первый //, второй 12, третий 13 и четвертый М элементы ИЛИ; первый 15, второй 16, третий /7, четвертый 18, п тый- 19 и шестой 20 элементы И; триггер 21; первый 22 и второй 23 элементы НЕ (инверторы); клемму К установки всех триггеров устройства в исходное состо нне .

Работает устройство следующим образом .

В исходном состо нии в регистрах /ь /2, . . ., /п записаны сравниваемые числа, имеютс  сигналы на выходах триггеров 10 и 21, регистры 2, 3 и 4 очищены.

В том случае, если в анализируемом разр де всех чисел записаны единицы либо нули, по вл ютс  сигналы на вторых входах элементов 9 одних, например i-x (г 1,2, ...,  ), коммутационных блоков и отсутствуют сигналы на вторых входах s/лементов 9 (i+n)- коммутационных блоков . Следовательно, нет сигнала на выходе элемента 13, на одном из входов и поэтому на выходе элемента 19.

Поскольку имеютс  сигналы на вторых входах элементов 8 (1+п}-к коммутационных блоков и сигнал на выходе элемента 14, следовательно, есть сигналы и на одном из входов элемента 16, на входе элемента 22 и на выходе установки в единичное состо ние триггера старшего рл; ) да регистра 3. В результате в этот рлз ) д данного регистра затесываетс  единица .

Поскольку имеетс  сигнал на входе элемента 22, отсутствует ситал на его выходе. Следовательно, нет сигнала на одном из входов элемента 17 н сигнала на вычитающем входе регистра 2. На входе установки в единичное состо ние триггера старшего разр да этого же регистра сигнала с выхода элемента 16 также не наблюдаетс , так как отсутствуют сигналы на выходах элементов 8 i-x коммутационных блоков.

На обоих входах элемента /5 оказываютс  сигналы; один - с выхода элемента 12, другой - с выхода элемента 23. Поэтому в старший разр д регистра 4 наи .меньшего числа записываетс  единица. В итоге, на первом такте получаем естественный результат: поскольку все числа в зтом разр де равны, в регистрах наибольшего и наименьшего чисел записаны в данном разр де единицы, в регистре максимальной разности - нуль. Состо ние индикаторных триггеров не измен етс .

Пусть при анализе очередного разр да обнаружено неравенство сравниваемых чисел. В схеме устройства при этом прол ютс  сигналы на вторых входах элементов 8 блоков 5 i (,2, ,.., n) коммутации и вторых входах элементов 9 блоков тех регистров чисел, у которых в анализируемом разр де записан нуль, а также элементов 9 блоков 5,- и элементов 9 блоков 5i+,; регистров чисел , у которых в анализируемом разр де записана единица. В результате хот  бы на одном из входов элементов 11-14, а значит и на их выходах, имеютс  сигналы.

Сигналом с выхода элемента 14 записываетс  единица в анализируемый разр д регистра 3. На выходе элемента 18 сигнала нет, так как лосле элемента 23 исчезает сигнал на входе элемента 18. Поэтому Состо ние регистра 4 не измен етс . Поскольку с выхода элемента 25 нет сигнала на входе элемента ./7, отсутствует Сигнал на вычитающем входе регистра 2. Однако сигналом с выхода элемента 16 в анализируемый разр д регистра 2 записьшаетс  единица .

На всех трех входах элемента 19 имеютс  сигналы. По вл ющийс  на выходе элемента/5 сигнал через элемент б перебрасывает индикаторные триггеры 10 блоков 5; (i 1,2,... ,п) регистров чисел с единицей в анализируемоМ разр де, в результате чего исчезают сигналы на вторых входах элементов S и 9 блоков 5j этих регистров. В итоге, до окончани  процесса сравнени  эти регистры посредством первых коммутационных блоков отключаютс  от элементов 11 1:1 12 -ц подключаютс  через коммутационные блоки 5,+/; к элементам 13 и 14. Аналогичные переключени  происход т в блоках регистров с нулем в анализируемом разр де, в результате чего эти регистры отключаютс  от элементов 13 и 14 и подключаютс  к элементам .// и 12. Сигнал с выхода элемента 19 также перебрасывает триггер 2,1, i.B результате чего исчезает один вход элемента 19 и сигнал на его выходе до окончани  процесса сравнени .

Первый этап процесса сравнени  на этом заканчиваетс . Массив сравниваемых чисел ра.здел етс  на два подмассива. Регистры подмассива чисел с единицей в данном разр де, т. е. те, среди которых находитс  наибольшее число, подключаютс  к элементам 11 п 12 и последующий анализ Б этом полмассиве проводитс . Индикаторные триггеры 10 цри помощи элементов 11,12ц 15 всех блоков коммутации регистров этого подмассива из состо ни  «11 переход т в состо ние «01. Соответственно регистры подмассива чисел с наименьщим числом подключаютс  к элементам 13 и 14, состо ние индикатор.ных триггеров этих регистров с «И измен етс  на «10.

После продвижени  сравниваемых чисел и результатов сравнени  на одну позицию в сторону старших разр дов возможны

следующие четыре варианта представлени  информации.

Первый вариант. На выходах элементов 15 и 20 сигналы отсутствуют. Это означает, что в анализируемом разр де каждого из подмассивов сравниваемые числа равны.

Этому варианту соответствуют следующие четыре случа .

В анализируемом разр де обоих подмассивов записаны нули. В этом случае имеютс  сигналы на выходах эле ментов 11 и 13 и отсутствуют сигналы на выходах элементов 12 ,и 14. Следовательно, состо ние регистров 2, 3 }i4 це измен етс .

В анализируемом разр де обоих подмассивов записаны единицы. При этом есть сигналы ,на выходах элементов 14 и 12 и нет сигналов на выходах элементов // и 13. Сигналом с выхода элемента 14 записываетс  единица в анализируемый разр д регистра 3. Единица в анализируемый разр д регистра 4 записываетс  с выхода элемента /8, на обоих входах которого имеютс  сигналы: один с выхода элемента 12, другой - с .выхода элемента 23, на входе которого отсутствует сигнал с выхода элемента 11. Состо ние регистра 2 не измен етс , так |Как нет сигналов с выходов элементов /б и 17.

В анализируемом разр де подмассива чисел, среди которых, содержитс  наибольщее число, записана единица, второго подмасснва - нуль. В этом случае имеютс  сигналы на выходах элементов 14 и 11 и отсутствуют сигналы на выходах элементов

13и 12. Сигналом с выхода элемента 14 записываетс  единица в анализируемый разр д регистра 3 наибольщего числа. Поскольку отсутствуем сигнал на выходе элемента /2, т. е. на одном входе элемента /S, не оказываетс  сигнала на выходе элемента /8. Поэтому состо ние регистра 4 наименьшего числа .не измен етс . На обоих входах элемента 16 с выходов элементов и VL 14 имеютс  сигналы. Сигналом с выхода элемента 16 записываетс  единица в анализируемый разр д регистра 2 максимальной разности. Поскольку сигнал, поступающий с выхода элемента 11 на вход элемента 23, исчезает на выходе элемечта 23, сигнал на выходе элемента 17 и на вычитающем входе регистра 2 отсутствует.

В анализируемом разр де лодмассива чисел, среди которых содерлштс  наибольшее число, записан нуль, второго подмассива - единица. В этом сл},чае имеютс  сигналы на выходах элементов 13 и 12 и ие по вл ютс  сигналы на выходах элементов

14и п. Поскольку нет сигнала на выходе элемента 14, состо ние регистра 3 наибольшего числа не измен етс . Сигналом с выхода элемента 18 записываетс  единица в анализируемый разр д регистра 4 наименьшего числа. Сигнал записи единицы в регистр 2 максимальной разности отсутствуef , так как нет сигналов на обоих входах элемента 16. Однако имеютс  все три входных сигнала элемента 17, поэтому подаетс  сигнал на вычитающий вход регистра 2, ,в результате чего из содержимого это-го регистра вычитаетс  единица.

Второй .вариант. На выходе элемента 15 сигнала не оказываетс , но есть сигнал на выходе элемента 20. Это означает, что в анализируемом разр де подмаосива с наименьшим числом сравниваемые числа равны , но не равны сравниваемые числа в подмассиве с наибольшим числом. Этому варианту соответствуют два случа , определ емые содержимым анализируемого разр да подмассива с наименьшим числом.

В анализируемо.м разр де падмассива с наименьшим числом записан нуль. В этом случае имеютс  сигналы на выходах элементов 11, J3 н М к отсутствует сигнал на выходе элемента 12. Сигналом с выхода элемента М записываетс  единица в анализируемый разр д регистра 3. Состо ние регистра не измен етс , так как ,на выходе элемента 18 нет сигнала с выхода элемента 12, лоэтому отсутствует сигнал на выходе элемента . Сигналом с выхода элемента 16, на обоих входах которого имеютс  сигналы с выходов элементов // и 14, записываетс  единица в анализируемый разр д регистра 2. На вычитающем входе регистра

2сигнал с выхода элемента 17 не по вл етс .

Посколыку имеютс  сигналы на выходах элементов 13   14, по вл етс  сигнал на выходе элемента 20, .который через элементы 6 блоков 5,-+„ перебрасывает индикаторные триггеры 10 тех регистров подмассива с наибольшим числом, у которых в анализируемом разр де записан нуль. В итоге индикаторные триггеры этих регистров из состо ни  «01 переход т в состо ние «00, а сами эти регистры, таким образом , отключаютс  до окончани  лроцесса сравнени  как от элементов // и 12, так и от элементов 13 и М. Следовательно, записанные в них числа сохран ютс , но из последующего сравнени  исключаютс . Та же ситуаци  имеет место и в следующем случае.

В анализируемом разр де подмассива с наименьшим числам записана единица. В этом случае имеютс  сигналы на выходах элементов 12, 13 и 14 и отсутствует сигнал на выходе элемента //. Сигналами с выходов элементов 14 и 18, на обоих входах которого теперь есть сигналы, записываютс  единицы в анализируемый разр д регистров

3-  4. На выходах элементов 16 и 17 сигналы не по вл ютс , поэтому состо ние регистра 2 не измен етс .

Третий вариант. На выходе элемента 15 имеетс  сигнал, но не оказываетс  сигнала на выходе эле.мента 20. Это означает, что в анализируе.мом разр де подмассива с наибольщим число.м сравниваемые числа равны , но не равны сравниваемые числа в подмасси1ве с наи.меньщи-м числОМ. Этому варианту также соответствуют два случа ,

определ емые содержимым анализируемого

разр да подмассива с наибольшим числом.

В анализируемом разр де подмассива с

наибольшн.м числом записан нуль. В этом

елучае имеютс  сигналы на выходах элементов 11, 12 и 13 и отсутствует сигнал на выходе элемента 14. Состо ни  регистров 2, 3 li 4 не измен ютс , так как нет сигналов на выходах элементов 14, 16, 17 и 18. Сигнал с выхода элемента 15 через элемен

ты 6 блоков 5i перебрасывает индикаторные триггеры 10 тех регистров подмассива с наименьшим числом, у которых в анализируемом разр де записана единица. В итоге индикаторные триггеры этих регистров

из состо ни  «10 переход т в состо ние «00, а сами эти регистры, таким образом, отключаютс  до окончани  процесса сравнени  от элементов 11, 12, 13 и 14. Следовательно , записанные в них числа сохран ютс , но из последующего сравнени  исключаютс . Аналогична  ситуаци  имеет место и в следующем случае данного варианта .

В анализируемом разр де подмассива с

наибольшим числом Записана единица. В это.м случае имеютс  сигналы на выходах элементов 11, 12 и 14 и отсутствует сигнал на выходе элемента 13. Сигналами с выходов элементов 14 и 16 записываютс  единвцы в анализируемый разр д регистров 3 и 2. Состо ние регистра 4 не измен етс . На вычитающем входе регистра 2 сигнал с выхода элемента 17 отсутствует.

Четвертый вариант. На выходах элементов 11-14 есть сигналы. Это означает, что в анализируемом разр де обоих . подмассивов сравниваемые числа не равны. На выходах всех эле.ментов //-14 имеютс  сигналы. Сигналом с выхода элемента

14 записываетс  единица в алализируе.мый разр д регистра 3. На выходе элемента 18 сигнал отсутствует, поэтому состо ние регистра 4. не измен етс . На обоих входах элемента 16 имеютс  сигналь , в св зи с эти.м сигналом с выхода элемента 16 записываетс  единица в анализируемый разр д регистра 2. Сигнал на вычитающем входе регистра 2 с выхода элемента 17 отсутствует.

Аналогично описанному происход т переключени  индикаторных триггеров тех регистров обоих подмассивов, содержимое анализируемого разр да Которых не удовлетвор ет требз емому дл  данного подмассива .

Claims (2)

1. Сравнение продолжаетс  до тех пор, пока не будет произведен полный цикл продвижени  чисел и результатов сравнени  по кольцевым регистрам. 9 Б итоге в регистре 3 записываетс  нaE большее число, в регистре 4 - иаименьшее число, в регистре 2 - .максимальна  разность . Регистры (либо один регистр), в которых записано наибольшее число, индицируютс  комбинацией -состо ний индикаторных триггеров «01, наименьшее число - комбинацией «10. Введение новых св зей между элементами устройства, а также реализаци  блоков коммутации Ба элементах И, ИЛИ и триггерах с соответствуюши ми св з ми позвол ет расширить его функциональные возможности , что выгодно отличает его от известных устройств, поскольку дает возможность лри сравнительной схемной простоте получить за то же самое врем  комплексное решение задачи сравнени , сохранить информацию , индицировать положение экстремальных чисел в массиве. Формула изобретени  1. Устройство дл  сравнени  чисел, содержаш ,ее 2л блоков коммутации, п кольцевых сдзигаюших регистров, причем пр мой и инверсный выходы каждого t-ro кольцевого сдвигающего регистра соединены с первым и вторым входами i-ro и (t + n)-ro блоков коммутации, где ,2 ..., п, регистр максимальной разности, регистр наибольшего числа, регистр наименьшего числа , элементы И, ИЛИ, НЕ, триггер, о т л ичающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей Б чагти получени  значени  максимальной разности нар ду с наибольшим и наименьшим числами , в нем первые и вторые выходы каждого t-ro блока коммутации соединены с входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно , выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами первого и второго элементов И и через первый элемент НЕ с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И, к первому входу п того элемента И, к вторым входам третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым входом п того элемента И и с первым входом шесто68 го элемента И, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к вторым входам второго и шестого элементов И, к входу регистра наибольшего числа и через второй элемент НЕ к третьему входу третьего элемента PI, выход первого элемента Pi соединен с третьими входами 1-х блоков коммутации, выход второго элемента 1-1 подключен к информациолному входу регистра максимальной разности, выходы третьего и четвертого элементов И соединены с управл ющим входом регистра максимальной разности и с входом регистра наименьшего числа соответственно , выход п того элемента И подключен к входу установки в единичное состо ние триггера, инверсный выход которого соединен с третьим входом п того элемента И, выход шестого элемента И подключен к третьим выходам (i + n)-x блоков коммутации, выход п того элемента И соединен с четвертыми входами блоков коммутации , п тые входы которых и вход установки .в пулевое состо ние триггера подключены к управл ющей шине устройства. 2. Устройство по п. 1, о т л п чающеес   тем, что в нем каждый блок коммутации содержит элементы И, элемент ИЛИ и триггер, причем первые входы первого и второго элементов И соединены с первым входом блока коммутации, второй вход первого элемента И подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход первого элемента И соединен с первым входом триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу второго элемента И и первому входу третьего элемента И, выходы которых соединены с первым и вторым выходами блока коммутации соответственно, второй вход третьего элемента И подключен к второму входу блока коммутации, первый п второй входы элемента ИЛИ соединены с третьим и четвертым входами блока коммутации соответственно , второй вход триггера подключен к п тому входу блока коммутации. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР ЛГо 444180, кл. G Об F 7/04, 11.08.72
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 328450, кл. G Об F 7/00, 06.11.70 (прототип ) .