Пристрій для визначення у системі залишкових класів числа, найближчого до заданого

Пристрій для визначення у системі залишкових класів числа, найближчого до заданого, що містить в собі схему порівняння та п+1 вузлів аналізу, кожний із яких складається із суматора, регістра, схеми порівняння, першого елемента І, елемента АБО, причому виходи регістра з'єднані з першими входами своєї схеми порівняння та другими входами суматора, перші входи якого підключені до виходу першого елемента І, перші виходи суматора подані до входів регістра, а другі виходи суматора підключені до першого входу елемента АБО, вихід якого поданий до других входів схеми порівняння, а другий вхід з'єднаний із управляючою шиною, перший вхід першого елемента І зв'язаний із виходом схеми порівняння пристрою, входи якої зв'язані із виходами схем порівняння кожного вузла аналізу, який відрізняється тим, що кожен вузол аналізу додатково оснащений елементом АБО-НІ , другим елементом І та тригером, пристрій також оснащений регістрами найближчого більшого числа із своїми суматором та елементом І, найближчого меншого числа, заданого числа із своїми суматором та елементом І, першим, другим, третім, четвертим, п'ятим та шостим елементами І, першим та другим елементами І 1 - , першим та другим елементами — 11 АБО, елементом АБО-НІ, першим і другим тригерами та установчою шиною, причому в вузлі аналізу заданого числа інформаційний вхід тригера пов'язаний із виходом другого елемента АБО пристрою, установчий вхід цього тригера пов'язаний із установчою шиною, прямий вихід цього тригера поданий до другого входу четвертого елемента І пристрою, інверсний вихід цього тригера поданий до других входів першого та другого елементів І даного вузла аналізу та другого входу елемента І регістра заданого числа, а перший вхід другого елемента І вузла аналізу заданого числа підключений до виходу свого елемента АБО-НІ, в кожному вузлі аналізу порівнюваних чисел інформацій ний вхід тригера пов язании із виходом свого другого елемента І, другий вхід якого зв'язаний із другим входом першого елемента І та інверсним виходом свого тригера, а перший вхід свого другого елемента І підключений до виходу свого елемента АБО-НІ, на входи якого подані виходи свого регістра, інформаційний вхід тригера вузла аналізу також пов'язаний із входом першого елемента АБО пристрою, а установчий вхід - із установчою шиною, інверсний вихід цього тригера зв'язаний із входом елемента АБО-НІ, вихід якого поданий до перших входів елементів І регістрів найближчого більшого та заданого чисел і на другі входи регістра найближчого більшого числа, треті входи яких пов'язані із виходом схеми порівняння пристрою, другий вхід елемента І регістра найближчого більшого числа підключений до інверсного виходу першого тригера пристрою, вихід цього елемента І зв'язаний із першим входом свого суматора, другі входи якого та перші входи першого, другого та третього елементів І пристрою підключені до виходів регістра найближчого більшого числа, перші входи якого пов'язані із виходами свого суматора, а другі входи першого, другого та третього елементів І пристрою підключені до виходу шостого елемента І, а виходи цих елементів І подані до входів регістра найближчого меншого числа, виходи регістра заданого числа подані до других входів свого суматора, виходи якого зв'язані із входами свого регістра, а перший вхід цього суматора пов'язаний із виходом свого елемента І, вихід першого елемента АБО пристрою поданий до перших входів елементів НІ-І пристрою та до перших входів четвертого, п'ятого, шостого елементів І пристрою, другий вхід останнього підключений до виходу другого елемента НІ-І, а виходи п'ятого елемента І та першого елемента НІ-І пристрою подані до входів другого елемента АБО пристрою, вихід четвертого елемента І пристрою пов'язаний із інформаційним входом першого тригера пристрою, установчий вхід якого та установчий вхід другого тригера пристрою підключені до установчої шини, а інформаційний вхід другого тригера пристрою підключений до виходу п'ятого елемента І пристрою о СО (О 47630 Винахід відноситься до автоматики та обчислювальній техніки і може бути використаний для оброблення даних у схемах цифрової автоматики та цифрових обчислювальних машинах, що працюють в системі залишкових класів (СЗК) Відомий пристрій для порівняння чисел, які представлені у СЗК, що містить в собі регістри, суматори, елементи І, АБО, НІ [1] Недоліком цього пристрою є те, що він дозволяє встановлювати лише співпадіння чи неспівпадшня двох чисел по величині, але не дозволяє визначити найближчі числа до заданого числа Недоліком пристрою для порівняння чисел, представлених у СЗК [2], що містить в собі регістри, суматори, елементи І, АБО, НІ, схеми порівняння та п вузлів аналізу, є його невисока швидкодія, обумовлена тим, що для отримання результату порівняння необхідно витратити КІЛЬКІСТЬ тактів, що дорівнює абсолютному значенню максимального числа, та неможливість визначити числа, найближчі до заданого числа Найбільш близькім по технічній суттєвості до винаходу є пристрій для порівняння чисел у СЗК, що містить в собі схему порівняння та п + 1 вузлів аналізу, кожний із яких складається із суматора, регістра, схеми порівняння, першого елемента І, елемента АБО, причому виходи регістра з'єднані із першими входами своєї схеми порівняння та другими входами суматора, перші входи якого підключені до виходу першого елемента І, перші виходи суматора подані до входів регістра, а другі виходи суматора підключені до першого входу елемента АБО, вихід якого поданий до других входів схеми порівняння, а другий вхід з'єднаний із управляючою шиною, перший вхід першого елемента І зв'язаний із виходом схеми порівняння пристрою, входи якої зв'язані із виходами схем порівняння кожного вузла аналізу [3] Недоліком цього пристрою, який має по відношенню до пристроїв [1] та [2] підвищену швидкодію, є те, що цей пристрій не має можливості визначити числа, найближчі до заданого числа В основу винаходу поставлено задачу пристрій для порівняння чисел у системі залишкових класів шляхом введення додаткових елементів та встановлення ВІДПОВІДНИХ ЗВ'ЯЗКІВ МІЖ елементами пристрою забезпечити досягнення в результаті порівняння чисел визначення найближчого більшого, найближчого меншого чисел до заданого числа або рівного заданому числу Для цього кожен вузол аналізу додатково устаткований елементом АБО-НІ , другим елементом І та тригером, пристрій також устаткований регістрами найближчого більшого числа із своїми суматором та елементом І, найближчого меншого числа, заданого числа із своїми суматором та елементом І, першим, другим, третім, четвертим, п'ятим та шостим елементами І, першим та другим елементами І 1 - , першим та другим елементами — 11 АБО, елементом АБО-НІ, першим і другим тригерами та установчою шиною, причому в вузлі аналізу заданого числа інформаційний вхід тригера пов'язаний із виходом другого елемента АБО пристрою, установчий вхід цього тригера пов'язаний із установчою шиною, прямий вихід цього тригера поданий до другого входу четвертого елемента І пристрою, інверсний вихід цього тригера поданий до других входів першого та другого елементів І даного вузла аналізу та другого входу елемента І регістра заданого числа, а перший вхід другого елемента І вузла аналізу заданого числа підключений до виходу свого елемента АБО-НІ, в кожному вузлі аналізу порівнюємих чисел інформаційний вхід тригера пов'язаний із виходом свого другого елемента І, другий вхід якого зв'язаний із другим входом першого елемента І та інверсним виходом свого тригера, а перший вхід свого другого елемента І підключений до виходу свого елемента АБО-НІ, на входи якого подані виходи свого регістра, інформаційний вхід тригера вузла аналізу також пов'язаний із входом першого елемента АБО пристрою, а установчий вхід - із установчою шиною, інверсний вихід цього тригера зв'язаний із входом елемента АБО-НІ, вихід якого поданий до перших входів елементів І регістрів найближчого більшого та заданого чисел і на другі входи регістра найближчого більшого числа, треті входи яких пов'язані із виходом схеми порівняння пристрою, другий вхід елемента І регістра найближчого більшого числа підключений до інверсного виходу першого тригера пристрою, вихід цього елемента І зв'язаний із першим входом свого суматора, другі входи якого та перші входи першого, другого та третього елементів І пристрою підключені до виходів регістра найближчого більшого числа, перші входи якого пов'язані із виходами свого суматора, а другі входи першого, другого та третього елементів І пристрою підключені до виходу шостого елемента І, а виходи цих елементів І подані до входів регістра найближчого меншого числа, виходи регістра заданого числа подані до других входів свого суматора, виходи якого зв'язані із входами свого регістра, а перший вхід цього суматора пов'язаний із виходом свого елемента І, вихід першого елемента АБО пристрою поданий до перших входів елементів НІ-І пристрою та до перших входів четвертого, п'ятого, шостого елементів І пристрою, другий вхід останнього підключений до виходу другого елемента НІ-І, а виходи п'ятого елемента І та першого елемента НІ-І пристрою подані до входів другого елемента АБО пристрою, вихід четвертого елемента І пристрою пов'язаний із інформаційним входом першого тригера пристрою, установчий вхід якого та установчий вхід другого тригера пристрою підключені до установчої шини, а інформаційний вхід другого тригера пристрою підключений до виходу п'ятого елемента І пристрою На кресленні (Фіг) зображена функціональна схема пристрою Пристрій містить п вузлів аналізу 1-і, 1 П порівнюємих чисел та вузла аналізу 1о заданого числа, що складаються із суматорів 2-і, , 2П, 2о, схем порівняння 3-і, , Зп, Зо, регістрів 4-і, ,4П, 4о, еле 5 47630 ментів АБО-НІ 5-і, , 5П, 5о, елементів І 6і, , 6П, бо, тригерів 7-і, , 7П, 7о, елементів І 8і, , 8П, 8о, АБО 9-і, , 9П, 9о, схему порівняння 10 пристрою, регістри найближчого більшого числа 11, найближчого меншого числа 12, заданого числа 13, суматори 14, 15 , елементи І 16, 17 пристрою, перший 18, другий 19, третій 20, четвертий 21, п'ятий 22 та шостий 23 елементи І, перший 24 та другий 25 елементи НІ-І пристрою, перший 26 та другий 27 елементи АБО пристрою, елемент 28 АБО-Ш пристрою, перший 29 та другий ЗО тригери пристрою, управляючу 31 та установчу 32 шини Пристрій працює слідуючим чином До моменту початку порівняння у регістрах 4-і, ,4П записани порівнюванні числа, у регістрі 40 записане задане число, усі тригери сигналом по шині 32 установлені у стан, коли на їх прямих виходах відсутні сигнали, регістри найближчого більшого, найближчого меншого та заданого чисел очищені Після включення сигналом по шині 31 через елементи АБО 9-і, , 9П, 9о здійснюється визначення ЧИСеЛ amaxPmaxKmax Та ПЄрЄЗЗПИС IX ДО СХЄМИ порівняння 10 Схема порівняння 10 визначає мінімальне із цих чисел (г т ) та подає його значення через елементи І 8-і, , 8П, 8о до перших входів суматорів 2-і, , 2П, 2о величина rm віднімається із усіх порівнюємих чисел Одночасно величина rm із виходу схеми порівняння 10 подається через елементи І 16 та 17 до входу суматорів 14 та 15 Після віднімання величини rm із усіх порівнюємих чисел та додання цієї величини у регістри 11 та 13 суматори 2-і, , 2П, 2о встановлюються у нульовий стан, та управляючий сигнал з виходів суматорів 2-і, , 2П, 2о через ВІДПОВІДНІ елементи АБО 9-і, , 9П, 9о поступає до входів схем порівняння 3-і, , Зп, Зо, дозволяючи здійснення наступного такту У наступному такті також здійснюється визначення amaxPmaxKmax ДЛЯ ПОріВНЮЄМИХ ЧИСЄЛ, ЗМЄНшених на величину rm, вибір величин rm = {amaxPmaxKmax}, ВІДНІМЗННЯ ВЄЛИЧИНИ Г т ІЗ ЧИСЄЛ ТЭ її додання до регістрів 11 та 13 Процес віднімання триває до тих пір, доки всі числа не стануть дорівнювати нулю В кожний момент, коли чергове число дорівнюється нулю, з'являється сигнал на виході ВІДПОВІДНОГО елемента АБО-НІ 5-і, , 5П, який проходить через відкритий сигналом з інверсного виходу свого тригера із 7-і, , 7П, ВІДПОВІДНИЙ елемент І 6-і, , 6П X Цей сигнал, по-перше, з'являється на вході елементу АБО-НІ 28, а по-друге, переключає свій тригер із 7-і, , 7П у стан, при якому з'являється сигнал на його прямому виході та зникає сигнал на його інверсному виході Внаслідок цього зачиняються ВІДПОВІДНІ елементи І із 6-і, , 6П та із 8-і, 8П, завдяки чому відключається від подальшої роботи ВІДПОВІДНИЙ вузол аналізу із 1-і, 1 П Крім того, після кожного обнуління сигнал з виходу ВІДПОВІДНОГО елемента І 6-і, , 6П з'являється на виході елемента АБО 26 Коли ж сигнал з'являється на виході елемента АБО-НІ 5о, він також проходить через відкритий сигналом з інверсного виходу свого тригера 7о елемент І бо Розглянемо всі можливі ситуації, які обу 6 мовлені черговістю моментів обнуління порівнюємих чисел та заданого числа Нехай найпершим такий момент з'являється для заданого числа Сигнал з виходу елемента І бо проходить через відкритий елемент І 24, далі через елемент АБО 27, переключає тригер 7о у стан, при якому з'являється сигнал на його прямому виході та зникає сигнал на його інверсному виході Внаслідок цього зачиняються елементи І бо та 8о, завдяки чому відключаються від подальшої роботи вузол аналізу 1о та регістр заданого числа 13, в який здійснився запис цього числа Наступний такий момент з'являється для одного з порівнюємих чисел, яке, істотно, має бути найближчим більшим до заданого При цьому сигнал з виходу елемента АБО 26 проходить через відкритий сигналом з прямого виходу тригера 7о елемент І 21 Цей сигнал переключає тригер 29 у стан, при якому з'являється сигнал на його прямому виході та зникає сигнал на його інверсному виході, внаслідок чого відключається регістр 11, в який здійснився запис найближчого більшого числа Якщо ж такий момент з'являється одночасно для одного або декількох із порівнюваємих чисел та для заданого числа, то сигнали з виходів елементів І бо та АБО 26 подаються до входів елемента І 22 Сигнал з виходу І 22 переключає тригер ЗО, і сигнал на його прямому виході є індикацією того, що відповідне число дорівнює заданому При наступному моменті, який з'являється для одного з порівнюємих чисел, сигнал з виходу елемента АБО 26 проходить через відкритий сигналом з прямого виходу тригера 7о елемент І 21 Цей сигнал переключає тригер 29 у стан, при якому з'являється сигнал на його прямому виході та зникає сигнал на його інверсному виході, внаслідок чого відключається регістр 11, в який здійснився запис найближчого більшого числа Якщо ж спочатку такий момент з'являється для одного або декількох із порівнюваємих чисел, а потім для заданого числа, відбуваються слідуючи переключення Сигнал з виходу АБО 26 проходить через елементи І 25 та І 23 на входи елементів І 18, 19, 20 Внаслідок цього до регістра 12 перезаписується інформація регістра 11 Отже, у регістрі 12 записане найближче менше число Далі, коли момент обнуління наступає для заданого числа, відбуваються описані вище переключення, завдяки чому відключаються від подальшої роботи вузол аналізу 10 та регістр заданого числа 13, в який здійснився запис цього числа Після ЦЬОГО наступає момент обнуління одного чи декількох порівнюємих чисел При цьому сигнал з виходу елемента АБО 26 проходить через відкритий сигналом з прямого виходу тригера 7о елемент І 21 Цей сигнал переключає тригер 29 у стан, при якому з'являється сигнал на його прямому виході та зникає сигнал на його інверсному виході, внаслідок чого відключається регістр 11, в який здійснився запис найближчого більшого числа При подальшому відніманні rm із порівнюваних чисел не відбуваються переключень, які б змінили стан регістрів 11, 12, 13 Якщо ж останнім момент обнуління наступає для заданого числа, то в процесі попередніх мо 47630 ментів обнуління порівнюваних чисел відбувається перезапис інформації регістра 11 у регістр 12 Таким чином, в регістрі 12 записане останнє із порівнюваних чисел, яке і є найближчим меншим числом до заданого Після того, як усі порівнюваних числа обнулились, на всіх входах елемента АБОНІ 28 зникають сигнали, внаслідок чого з'являється сигнал на виході 28, який обнуляє регістр 11, бо в цьому випадку найближчого до заданого числа більшого числа немає На цьому робота пристрою закінчується В 8 підсумку у регістрах 11, 12, 13 записані ВІДПОВІДНО найближче до заданого більше число, найближче до заданого менше число та задане число Бібліографія 1 Авторське свідоцтво СРСР №242435, кл G06F7/04, 13 05 69 2 Авторське свідоцтво СРСР №234003, кл G06F7/04, 04 01 69 3 Авторське свідоцтво СРСР №618739, кл G06F7/04, 28 06 78 Фіг ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71