SU1642463A1 - Устройство дл определени экстремальных чисел - Google Patents

Abstract

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

Description

05 4 ГчЭ

4 ОЭ СО

J1

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в информационных вычислительных системах.

Цель изобретени  - расширение фунциональных возможностей устройства путем обеспечени  возможности определени  экстремальных чисел с учетом их абсолютных величин и знака.

На фиг о 1 представлена функциональна  схема устройства, дл  определени  экстремальных чисел; на фиг.2 временна  диаграмма формировани  сигналов записи экстремальных чисел в первый и второй регистры; на фиг.З - функциональна  схема блока записи.

Устройство дл  определени  экстремальных чисел содержит блок 1 сравнени , первый 2 и второй 3 регистры, коммутатор 4, мультиплексор 5, блок

6 записи, Т-триггер 7, элементы ИС- КЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ 8, И 9 и НЕ 10, информационные входы 11.1-11.ti устройства , тактовый вход 12 устройства и выходы максимального 13.1-13.п и минимального 14.1-140п чисел.

Блок 6 записи содержит Т-триггер 15, первый 16, второй М и третий 18 элементы И, первый 19 и второй 20 элементы ИЛИ, элемент НЕ 21, информационный , вход 22, рход 23 запрета, адресный вход 24 и первый 25 и второй 26 выходы.

Устройство дл  определени  экстремальных чисел работает следующим образом.

Перед началом работы на установочный вход триггера 15 блока 6 записи поступает импульс, по которому триггер 15-устанавливаетс  в исходное состо ние (цепь установки не показана ) о Состо ние регистров 2 и 3 и триггера 7 на момент начала работы устройства безразлично Дл  определенности будем считать, что триггер и регистры 3 и 2 наход тс  в исходном состо нии.

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 записио Так как триггер 15 находитс  в исходном состо нии, нулевым сигналом с его пр мого выхода закрыты эле менты И 16 и 18, вследствие чего блок не реагирует на управл ющие

5

0

5

сигналы по входу 23 запрета и адресному входу 24„

Единичный сигнал с инверсного выхода 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 Свход триггера 15, который по заднему Лронту этого импульса устанавливаетс  в единицу, блокиру  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 разреша  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 по вление импульсов на обоих выходах блока записи, которые поступают на С-входы регистров 2 и 3 соответственно и записывают в них одновременно первое число из числовой последовательности, поступающее на входы 11.1-11.11 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 определ етс  сигналом с выхода мультиплексора 5,поступающим через элемент НЕ 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, измен ет свое состо ние на противоположное, а если сигнал на выходе мультиплексора 5 5 - единичный, то сигнал с элемента НЕ 10 блокирует элемент И 9 и триггер

7не мен ет своего состо ни . Значение сигнала на выходе мультиплексора 5 зависит от абсолютной величины и знака первого числа.

Допустим, что число, поступившее в пелвом такте работы, - положительное.

8этом случае, так как регистры 2 и 3 наход тс  в исходном состо нии, триггер 7 не измен ет своего состо ни 

по первому тактовому импульсу. Триггер 7 находитс  в исходном состо нии, и нулевым сигналом с его выхода открыт первый канал коммутатора 4. С выхо0

5

0

0

5

дов коммутатора 4 модуль числа,

ход щегос  в регистре 2, поступает на вторую группу входов блока 1 сравнени . Этот же сигнал с выхода триггера 7 поступает на адресный вход блока 6 записи, подготавлива  к открытию его первый канал, и на адресный вход A3 мультиплексора 50

Дальнейша  работа устройства зависит от знака и модул  числа, поступа щего на информационные входы 11.1- 11„п устройства Открывание соответствующего канала мультиплексора 5 и по вление на его выходе единичного или нулевого сигнала завис т от

знака числа на информационном входе 11 „ 1 устройства, поступающего на его второй адресный вход;

результата сравнени  знака числа на входе 11.1 устройства со знаком числа, наход щегос  в регистре 2 или 3, на элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 (первые разр ды регистров 2 и 3  вл ютс  знаковыми, причем положительному числу соответствует ноль в знакр- вом разр де, отрицательному - единица ) , поступающего на адресный вход А 1 мультиплексора 5;

состо ни  триггера 7, определ ющего сигнал на адресном входе A3 мультиплексора 5, т„е. определ ющего какое число (максимальное или минимальное ) предстоит записать;

результата сравнени  модул  числа на информационных входах 11.2-ll.n устройства, поступающего на первую группу входов блока 1 сравнени , с модулем числа, поступающего на вторую группу входов этого блока с выхода коммутатора 40

Значени  сигналов на выходе мультиплексора 5 в зависимости от перечисленных условий приведены L таблице

Как видно из таблицы, единичный сигнал на выходе мультиплексора 5 при определении наибольшего числа (триггер 7 находитс  в состо нии нул ) по вл етс  в следующих случа х:

число на входе устройства больше числа в регистре 2 по модулю и оба числа положительные;

число на входе устройства положительное , а число в регистре 2 отрицательное;

число на входе устройства меньше числа в регистре 2 по модулю и оба числа отрицательные.

42463

10

15

20

25

При определении наименьшего числа (триггер 7 находитс  в состо нии единицы ) единичный сигнал по вл етс  на выходе мультиплексора 5, если

число на входе устройства меньше числа в регистре 3 по модулю и оба числа положительные;

число на входе устройства отрицательное , а число в регистре 3 положительное;

число на входе устройства больше числа в регистре 3 по модулю и оба числа отрицательные

Следовательно, схема анализа чисел , включающа  блок 1 сравнени , элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 и мультиплексор 5, обеспечивает вы вление наибольшего и наименьшего из чисел, поступивших на вход устройствами наход щихс  в регистрах 2 и 3 соответственно , при любых знаках анализируемых чисел.

Наличию экстремального числа соответствует по вление единичного сигнала на выходе мультиплексора 50

Пусть число, поступившее на ин- формационные входы 11.1-11.П устройное . Тогда за врем  от момента подачи на входы 11.1-11.П числа до переднего фронта второго тактового импульса на тактовом входе 12 устройства на выходе мультиплексора 5 в соответствии с п. 8 таблицы устанав- 5 ливаетс  нулевой сигнал, который поступает на вход запрета блока 6 записи и блокирует его работу, а также через элемент НЕ 10 разблокирует элемент И 9. Второй тактовый импульс поступает на второй вход элемента И 9, а с выхода этого элемента- на тактовый вход триггера 7. По переднему фронту этого импульса триггер 7 переключаетс  в единичное состо ние Единичным сигналом с выхода триггера 7 у коммутатора 4 открываетс  второй канал и на вторую группу входов блока сравнени  поступает модуль первого числа из регистра 3, блок 6 записи подготавливаетс  к открытию второго канала и на адресном входе A3 мультиплексора 5 также устанавливаетс  единица. Так как число на входе устройства отрицательное , а число, наход щеес  в регистре 3, положительное, то в соответствии сп„ 16 таблицы на выходе мультиплексора 5 с некоторой задерж0

0

5

0

5

кон на врем  срабатывани  элементов устанавливаетс  единичный сигнал до окончани  второго тактового импульса на входе 12 устройства.

Единичный сигнал с выхода мультиплексора 5 через элемент НЕ 10 блокирует элемент И 9 и прекращает поступление импульса на тактовый вход триггера 7t Этот же сигнал, поступа  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 переписываетс  в него и поступает через открытый второй канал коммутатора 4 на вторую группу входов блока 1 сравнени  Так как знаки и модули чисел, наход щихс  на входе 11.1-11.ri устройства и в регистре 3, станов тс  равными, на выходе мультиплексора 5 в соответствии сп. 13 таблицы устанавливаетс  нулевой сигнал

Пусть в третьем такте работы на входы 11.1-11.и поступает положительное число, большее, чем число, поступившее в первом такте работы. Так как во втором такте работы триггер 7 осталс  в единичном состо нии, то на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 поступает единица из пер- |Вого разр да регистра 3, а на первый - 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, аналогично описанному, до прихода третьего тактового импульса устанавливаетс  нулевой сигнал и разрешает прохождение третьего тактового импульса на тактовый вход триггера 7 через элемент И 9. По переднему фронту этого импульса триггер 7 устанавливаетс  в нулевое состо ние и вследствие этого на вторую группу входов блока 1 сравнени  поступает модуль числа из регистра 2, а на второй вхо элемента ИС ПЮЧДЮЩЕЕ ИЛИ - ноль - знак этого числа. Так как число на рходе устройства положительное, то на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮ1ЦЕЕ ИЛИ по вл етс  нулевой сигнал, а на выходе мультиплексора 5 в соответствии с п, 3 таблицы - единичный. Вследствие того, что модуль числа

5

5

,.

на втором входе блока 1 сравнени  больше , чем на первом, на выходе этого блока сравнени  формируетс  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 11.1-11оП устройства положительное число, большее числа, поступившего в третьем такте0 Тогда, так как триггер 7 осталс  в нулевом Q состо нии в предыдущем такте работы, после по влени  числа на входах 11.1- 11.п в соответствии с п. 3 таблицы на выходе мультиплексора 5 устанавливаетс  единица и блокирует поступление тактового сигнала на вход триггера 7, который не измен ет своего состо ни  в данном такте работы Тактовый импульс поступает через открытый первый канал блока 6 записи на тактовый вход регистра 2, и по его заднему фронту в регистр 2 записываетс  новое число.

0

,.

5

0

5

5

При совпадении состо ни  триггера 7, определ ющего режим выбора экстремального числа (нулевое состо ние - 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) переключени  триггера 7 в (противоположное состо ние не происходит , так как, если поступившее число оказалось, например, максимальным , анализировать это число на предмет вы влени  минимального числа нет необходимости„

Временна  диаграмма сигналов на информационных входах 11.I-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,

Дальнейша  работа устройства аналогична описанной выше.

Таким образом, устройство дл  определени  экстремальных чисел позвол ет определ ть одновременно максимальное и минимальное числа из после довательно поступающих на вход устройства чисел с учетом их знака.

Кроме того, устройство обеспечивает возможность определени  экстремальных чисел по модулю. Дл  этого необходимо на вход 11.1 знака устройства подать в течение цикла работы посто нный уровень нул , либо единицы . В первом случае в регистре 2 будет выдел тьс  максимальное, а в регистре 3 - минимальное по модулю число, во втором случае - наоборот.

Claims (1)

1. Формула изобретени

   1 Устройство дл  определени  экстремальных чисел, содержащее два регистра, коммутатор, блок сравнени  и триггер, выход которого подключен к управл ющему входу коммутатора, информационные выходы которого подключены к входам первой группы блока сравнени ,, входы второй группы которого соединены с информационными входами первого и второго регистров, выходы разр дов которых соединены соответственно с информационными входами первой и второй групп коммутатора и  вл ютс  соответственно выходами максимального и минимального числа устройства, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем определени  экстремальных чисел с учетом их абсолютной величины и знака, в него введены мультиплексор , блок записи, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент И, элемент НЕ, причем информационные входы первого регистра  вл ютс  входами числа устрой- ства, вход знака числа устройства подключен к входам знака первого и второго регистров, первому управл ющему входу мультиплексора и первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вто- рой вход которого соединен со знаковым выходом коммутатора, а выход - с вторым управл ющим входом мультиплексора , третий управл ющий вход которого подключен к выходу триггера и адресному вхолу блока записи, вход запрета которого соединен с выходом мультиплексора и через элемент НЕ с первым входом элемента I, выход которого соединен со счетным входом триггера , а второй вход  вл етс  тактовым входом устройства и соединен с информационным входом блока записи, первый и второй выходы которого соединены соответственно с тактовыми входами первого и второго регистров, выход Больше блока сравнени  соединен с первым и вторым информационными входами мультиплексора, третий и четвертый информационные входы которого соединены с выходом Меньше блока сравнени , входы логического нул  и логической единицы устройства соединены соответственно с п тым, шестым, седьмым и восьь ым информационными входами мультиплексора.

   2 о Устройство по По 1, отли.- чающеес  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 третьего элемента И и подключен к входу запрета блока, третий вход тре- тъего элемента II подключен к адрес-1 ному входу блока и через элемент НЕ соединен с третьим входом первого элемента И, пр мой выход триггера соединен с четвертыми входами первого и третьего элементов И, 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 вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами блока записи