Пристрій для вибору екстремальних чисел

Пристрій для вибору екстремальних чисел, що містить групу елементів І, вхідний елемент І, m лічильників, де m - кількість елементів у масиві чисел, вихідний лічильник, m забороняючих елементів І, виходи елементів І групи є виходами пристрою, другий вхід вхідного елемента І з'єднаний з входом тактових імпульсів пристрою, вихід вхідного елемента І з'єднаний з другими входами m забороняючих елементів І і входом додавання вихідного лічильника, виходи m забороняючих елементів І з'єднані з входами віднімання відповідних m лічильників, виходи вихідного лічильника порозрядно з'єднані з другими входами елементів І групи, який відрізняється тим, що в нього введено mx(n-1) лічильників, де n - кількість стовпців у матричному масиві, mx(n-l) забороняючих елемен U 2 (19) 1 3 матричного масиву з призупиненням подальшого процесу вибору, або тільки максимального числа. Найбільш близьким за технічною суттю є пристрій для сортування чисел (а.с. СРСР №993251, кл. G 06 F 7/08, 1983р., Бюл. №4), який містить групу елементів І, вхідний елемент І, лічильники, в подальшому m лічильників, де m - кількість елементів у масиві чисел, вихідний лічильник, елементи АБО, диференціюючі елементи, забороняючі елементи І, в подальшому m забороняючих елементів І, причому виходи m лічильників порозрядно з'єднані з входами відповідних елементів АБО, виходи яких з'єднані з входами відповідних диференціюючих елементів, першими входами відповідних ш забороняючих елементів І і відповідними входами першого елемента АБО, виходи диференціюючих елементів з'єднані з відповідними входами другого елемента АБО, вихід якого з'єднаний з першими входами елементів І групи, виходи яких є виходами пристрою, вихід першого елемента АБО з'єднаний з першим входом вхідного елемента І, другий вхід якого з'єднаний з входом тактових імпульсів пристрою, вихід вхідного елемента І з'єднаний з другими входами m забороняючих елементів І і входом додавання вихідного лічильника, виходи m забороняючих елементів І з'єднані з входами віднімання відповідних m лічильників, виходи вихідного лічильника порозрядно з'єднані з другими входами елементів І групи. Недоліком даного пристрою є обмежена область застосування через неможливість вибору або тільки мінімального числа серед елементів матричного масиву з призупиненням подальшого процесу вибору, або тільки максимального числа. В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для вибору екстремальних чисел, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків між ними розширюється область застосування, наприклад, при кореляційній обробці за рахунок вибору тільки максимального числа серед елементів матричного масиву або для обробки та аналізу зображень за рахунок вибору тільки мінімального числа серед елементів матричного масиву. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій для вибору екстремальних чисел, який містить групу елементів І, вхідний елемент І, m лічильників, де m - кількість елементів у масиві чисел, вихідний лічильник, m забороняючих елементів І, виходи елементів І групи є виходами пристрою, другий вхід вхідного елемента І з'єднаний з входом тактових імпульсів пристрою, вихід вхідного елемента І з'єднаний з другими входами m забороняючих елементів І і входом додавання вихідного лічильника, виходи m забороняючих елементів І з'єднані з входами віднімання відповідних m лічильників, виходи вихідного лічильника порозрядно з'єднані з другими входами елементів І групи, введено mx(n-1) лічильників, де n - кількість стовпців у матричному масиві, mx(n-l) забороняючих елементів І, RS-тригер, елемент АБО-НІ та чотири елементи І-НІ, причому перший і третій входи вхідного елемента І з'єднані з виходом другого і третього елементів І-НІ відповідно, виходи елемента АБО-НІ та першого елемента І-НІ з'єд 48601 4 нані з першими входами другого і третього елементів І-НІ відповідно, виходи яких з'єднані з входами четвертого елемента І-НІ, прямий вихід RSтригера з'єднаний з другим входом другого елемента І-НІ, його інверсний вихід з'єднаний з другим входом третього елемента І-НІ, а його S-вхід з'єднаний з входом вибору режиму пристрою, інверсні виходи ознаки нуля mxn лічильників з'єднані відповідно з першими входами mxn забороняючих елементів І, входами елемента АБО-НІ та першого елемента І-НІ, вихід четвертого елемента І-НІ з'єднаний з першими входами елементів І групи, вихід вхідного елемента І з'єднаний з другими входами mx(n-1) забороняючих елементів І, виходи яких з'єднані з входами віднімання відповідних mx(n-1) лічильників, вхід скиду пристрою підключений до входів скиду mxn лічильників, вихідного лічильника і R- входу RS-тригера, входи mxn лічильників підключені до інформаційних входів пристрою відповідно, а вихід четвертого елемента І-НІ є виходом сигналу „Кінець" пристрою. На кресленні зображено структурну схему пристрою для вибору екстремальних чисел. Пристрій для вибору екстремальних чисел містить лічильники 111, ,1mn (де mxn - кількість елементів у матричному масиві чисел), вихідний лічильник 2, елемент І-НІ 3, вхідний елемент І 4, забороняючі елементи І 511,...,5mn, групу елементів I 61,..., 6k (де k - розрядність чисел масиву), елемент АБО-НІ 7, елементи І-НІ 8, 9 та 10, RS-тригер 11, інформаційні входи 1211,...,12mn пристрою, виходи 13 пристрою, вхід 14 скиду, вхід 15 тактових імпульсів, вихід 16 сигналу „Кінець" і вхід 17 вибору режиму пристрою. Перший і третій входи вхідного елемента І 4 з'єднані з виходами елементів І-НІ 8 і 9 відповідно, його другий вхід з'єднаний з входом 15 тактових імпульсів пристрою, а його вихід з'єднаний з другими входами забороняючих елементів І 511,…,5mn і входом додавання вихідного лічильника 2, виходи якого порозрядно з'єднані з другими входами елементів I 61,..., 6k групи. Виходи забороняючих елементів І 511,...,5mn з'єднані з входами віднімання відповідних лічильників 111...1mn інверсні виходи 1811,...,18mn ознаки нуля яких з'єднані відповідно з першими входами забороняючих елементів І 511,...,5mn. Інверсні виходи 1811,...,18mn ознаки нуля лічильників 111,...,1mn з'єднані також з входами елементів АБО-НІ 7 та ІНІ 3. Виходи елементів АБО-НІ 7 та І-НІ 3 з'єднані з першими входами елементів І-НІ 8 і 9 відповідно, а їх виходи з'єднані з входами елемента І-НІ 10. Вихід елемента І-НІ 10 з'єднаний з першими входами елементів I 61,..., 6k групи, виходи яких є виходами 13 пристрою. Прямий вихід RS- тригера 11 з'єднаний з другим входом елемента І-НІ 8, його інверсний вихід з'єднаний з другим входом елемента І-НІ 9, а його S - вхід з'єднаний з входом 17 вибору режиму пристрою. Вхід 14 скиду пристрою підключений до входів скиду лічильників 111,…,1mn вихідного лічильника 2 і R- входу RS- тригера 11, входи 1211,...,12mn лічильників 111,...,1mn підключені до інформаційних 5 входів пристрою відповідно, а вихід елемента І-НІ 10 є виходом 16 сигналу „Кінець" пристрою. Пристрій для вибору екстремальних чисел працює таким чином. Спочатку лічильники 111,...,1mn, вихідний лічильник 2 і RS-тригер 11 встановлюють у початковий (нульовий) стан за одиничним сигналом на вході 14 скиду пристрою, який подають на їх входи скиду. Потім у лічильники 111,..., 1mn по їх інформаційних входах 1211,..., 12mn записують масив mxn чисел відповідно. На виходах елементів АБО-НІ 7 та І-НІ 3 присутні нульові сигнали, так як вміст лічильників 111,..., 1mn не дорівнює нулю і на їх інверсних виходах 1811,...,18mn ознаки нуля зафіксовані одиничні сигнали. В результаті на виходах елементів І-НІ 8 і 9 встановлюються одиничні сигнали. Таким чином, вхідний елемент І 4 і забороняючі елементи І 511,...,5mn відкриті. На вхід 15 пристрою подають тактові імпульси, які через відкритий вхідний елемент І 4 поступають на вхід додавання вихідного лічильника 2 і через відкриті забороняючі елементи І 511,...,5mn на входи віднімання лічильників 111,...,1mn відповідно. При цьому вміст лічильників 111,...,1mn зменшується, а вміст вихідного лічильника 2 - збільшується одночасно на одиницю з приходом кожного тактового імпульсу. У режимі вибору мінімального числа на вході 17 вибору режиму пристрою відсутній одиничний сигнал, а отже, RS-тригер 11 знаходиться у нульовому стані. Коли на вхід 15 пристрою буде подано кількість тактових імпульсів, що відповідає значенню мінімального числа серед чисел, що були записані в лічильниках 111,..., 1mn, а тепер сформоване у вихідному лічильнику 2, вміст лічильника 1ij, де i = 1, ..., m, j=1,...,n, в якому записане мінімальне число, стане дорівнювати нулю, на його інверсному виході 18IJ ознаки нуля з'являється нульовий сигнал, що закриває забороняючий елемент І 5 ij і відповідно вхід віднімання лічильника 1ij. Одночасно нульовий сигнал ознаки нуля лічильника 1и подається на відповідний вхід елементів АБО-НІ 7 та ІНІ 3. При цьому лише на виході елемента І-НІ 3 з'являється одиничний сигнал, який подається на відповідний вхід елемента І-Ш 9. Таким чином, на входах і виході елемента І-НІ 8 сигнали не змінюються, а на обох входах елемента І-НІ 9 присутні одиничні сигнали. Отже, на виході елемента І-НІ 9 сформується нульовий сигнал, який припинить надходження тактових імпульсів через вхідний елемент І 4, будучи поданий на один з його входів, а також, будучи поданий на один з входів елемента І-НІ 10, сформує на його виході одиничний сигнал. В результаті тактові імпульси на входи віднімання лічильників 111,...,1mn і на вхід додавання вихідного лічильника 2 не поступають. При цьому у вихідному лічильнику 2 зафіксовано значення мінімального числа серед чисел масиву. Разом з 48601 6 тим, одиничний сигнал з виходу елемента І-НІ 10, будучи поданий на перші входи елементів І 6 1...,6k групи, дозволяє проходження через них на виходи 13 пристрою інформації з виходів вихідного лічильника 2, тобто значення мінімального числа серед масиву чисел. Таким чином здійснюється вибір мінімального числа. На виході 16 пристрою присутній одиничний сигнал „Кінець", що свідчить про закінчення процесу вибору мінімального числа. У режимі вибору максимального числа на вході 17 вибору режиму пристрою присутній одиничний сигнал, а отже, RS-тригер 11 знаходиться в одиничному стані. Коли на вхід пристрою буде подано кількість тактових імпульсів, що відповідає значенню максимального числа серед чисел, що були записані в лічильниках 111...,1mn, а тепер сформоване у вихідному лічильнику 2, вміст лічильника 1ij, де і = 1, ..., m, j=1,...,n, в якому записане максимальне число, стане дорівнювати нулю. При цьому всі інші лічильники 111,..., 1mn вже обнулені, тобто на їх інверсних виходах 1811,...18mn ознаки нуля присутні нульові сигнали. Тоді на виході елемента АБО-НІ 7 сформується одиничний сигнал, який подається на відповідний вхід елемента І-НІ 8. Отже, на входах і виході елемента І-НІ 9 сигнали не змінюються, а на обох входах елемента І-НІ 8 присутні одиничні сигнали, в результаті на його виході з'являється нульовий сигнал, який подається на один з входів елемента І-НІ 10. Одночасно нульовий сигнал з виходу елемента І-НІ 8 припинить надходження тактових імпульсів через вхідний елемент І 4, будучи поданий на один з його входів. Тактові імпульси на входи віднімання лічильників 111,...,1 mn через закриті забороняючі елементи І 511,...,5mn і на вхід додавання вихідного лічильника 2 не поступають. При цьому у вихідному лічильнику 2 зафіксовано значення максимального числа серед чисел масиву. Отже, на виході елемента І-НІ 10 зафіксований одиничний сигнал, який, будучи поданий на перші входи елементів І 61...,6k групи, дозволяє проходження через них на виходи 13 пристрою інформації з виходів вихідного лічильника 2, тобто значення максимального числа серед масиву чисел. Таким чином здійснюється вибір максимального числа. Отже, роботу пристрою закінчено, на виході 16 сигналу „Кінець" пристрою, який з'єднаний з виходом елемента І-НІ 10, присутній одиничний сигнал. Запропонований пристрій для вибору екстремальних чисел має розширену область застосування за рахунок можливості роботи пристрою у двох режимах, а саме, для вибору тільки мінімального числа, що знайде застосування, наприклад, при обробці та аналізі зображень або для вибору тільки максимального числа, що знайде застосування при кореляційній обробці зображень. 7 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 48601 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601