Пристрій для пошуку максимального (мінімального) з n=2r чисел

Реферат: Винахід належить до обчислювальної техніки. Пристрій для пошуку максимального r (мінімального) з n=2 чисел, де r - ціле число, r>1, що містить яруси блоків вибору, в які введено r-z-1 r-z-u r-1 груп по 2 ярусів в z-й групі та по 2 комутаторів в u-му ярусі, z=1,…, r-1, u=1,…, r-z. Технічним результатом є забезпечення обчислення номера першого найбільшого (найменшого) числа та зменшення розрядності збереженої інформації. UA 115747 C2 (12) UA 115747 C2 UA 115747 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід, що пропонується, належить до обчислювальної техніки, а саме до арифметичних цифрових пристроїв, і може бути використаний в машинобудівних технологіях. Відомий порівнювальний пристрій на основі блока порівняння, при цьому розряди першого та другого входів пристрою підключено відповідно до входів першого та другого чисел блока порівняння, виходи "більше", "менше" та "дорівнює" якого є виходами пристрою [1]. Недоліки аналога: пристрій визначає, але не вибирає найбільше або найменше число, що обмежує його функціональні можливості. Найбільш близьким до запропонованого винаходу по технічній суті та результату, що r досягається, є пристрій для пошуку максимального (мінімального) з n=2 чисел, де r - ціле r-i число, r>1, який містить r ярусів по 2 блоків вибору в i-му ярусі, і=1,…, r, при цьому переший та другий входи j-го блока вибору першого ярусу підключено відповідно до (2j-1)-го та 2j-го входів r-1 пристрою, j=1,…, 2 , виходи числа (2k-1)-го та 2k-го блока вибору z-го ярусу, z=1,…, r-1, k=1,…, r-z-1 2 , підключено відповідно до першого та другого входів k-го блока вибору (z+1)-го ярусу, вихід числа блока вибору r-го ярусу підключено до виходу числа пристрою [2]. Недоліки прототипу: пристрій не визначає номера першого найбільшого (найменшого) числа, що обмежує його функціональні можливості. r Задача винаходу - створення пристрою для пошуку максимального (мінімального) з n=2 чисел, в якому шляхом введення груп комутаторів забезпечено обчислення номера першого найбільшого (найменшого) числа, що розширює функціональні можливості пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій для пошуку максимального r r-i (мінімального) з n=2 чисел, де r - ціле число, r>1, що містить r ярусів по 2 блоків вибору в i-му ярусі, і=1,…, r, при цьому перший та другий входи j-го блока вибору першого ярусу підключено r-1 відповідно до (2j-1)-го та 2j-го входів пристрою, j=1,…, 2 , виходи числа (2k-1)-го та 2k-го блока r-z-1 вибору z-го ярусу, z=1,…, r-1, k=1,…, 2 , підключено відповідно до першого та другого входів k-го блока вибору (z+1)-го ярусу, вихід числа блока вибору r-го ярусу підключено до виходу r-z-u числа пристрою, згідно винаходу введено: r-1 груп по r-z ярусів в z-й групі та по 2 комутаторів в u-му ярусі, u=1,…, r-z, при цьому виходи порівняння (2k-1)-го та 2k-го блока вибору z-го ярусу підключено відповідно до першого та другого входів k-го комутатора першого ярусу z-ї групи, r-h-g-1 виходи (2d-1)-го та 2d-го комутатора g-го ярусу h-ї групи, h=1,…, r-2, g=1,…, r-h-1, d=1,…,2 , підключено відповідно до першого та другого входів d-го комутатора (g+1)-го ярусу h-ї групи, r-z вихід порівняння х-го блока вибору, x=1,…, 2 , (z+1)-го ярусу підключено до входу управління kго комутатора (z-h+1)-го ярусу кожної групи hz, вихід комутатора останнього ярусу z-ї групи та вихід порівняння блока вибору останнього ярусу підключено відповідно до z-го та r-го розрядів виходу номера числа пристрою. Технічний ефект від запропонованого рішення полягає в тому, що шляхом введення r-1 груп r-z-1 r-z-u по 2 ярусів в z-й групі та по 2 комутаторів в u-му ярусі, z=1,…, r-1,u=1……r-z, забезпечено обчислення номера першого найбільшого (найменшого) числа, що розширює функціональні можливості пристрою. Таке розширення функціональних можливостей можна оцінити позитивно, враховуючи, що для широкого кола задач може бути достатнім зберігати не саме максимальне або мінімальне число, а тільки його номер із значно меншою розрядністю. Суть винаходу пояснюється кресленням, де зображено пристрій для пошуку максимального г r-i (мінімального) з n=2 чисел для r=3, n=8, що містить r ярусів по 2 блоків вибору в i-му ярусі, і=1,…, r: блоки 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3, 1.1.4 вибору в першому ярусі, 1.2.1, 1.2.2 в другому ярусі та r-z-u 1.3.1 в третьому ярусі, r-1 груп по r-z ярусів в z-й групі та по 2 комутаторів в u-му ярусі, u=1,…, r-z: комутатори 2.1.1, 2.1.2 першого ярусу та комутатор 2.2.1 другого ярусу першої групи та комутатор 3.1.1 першого ярусу другої групи, n входів 1,…, 8 пристрою, вихід S числа пристрою та розряди Ν1, N2, Ν3, виходу номера числа пристрою, при цьому переший і другий входи j-го блока вибору першого ярусу підключено відповідно до (2j-1)-го та 2j-го входів r-1 пристрою, j=1,…, 2 , тобто перші і другі входи блоків1.1.1, 1.1.2, 1.1.3, 1.1.4 першого ярусу підключено відповідно до входів 1 і 2, 3 і 4, 5 і 6, 7 і 8 пристрою, виходи В числа (2k-1)-го та 2k-го r-z-1 блока вибору z-го ярусу, z=1,…, r-1, k=1,…,2 , підключено відповідно до першого та другого входів k-го блока вибору (z+1)-го ярусу, тобто виходи В числа блоків 1.1.1 і 1.1.2 та 1.1.3 і 1.1.4 першого ярусу підключено відповідно до першого і другого входів блоків 1.2.1 та 1.2.2 другого ярусу, а виходи В числа блоків 1.2.1 і 1.2.2 другого ярусу підключено відповідно до першого та другого входів блока 1.3.1 третього ярусу, вихід В числа блока 1.3.1 r-го, тобто третього ярусу підключено до виходу S пристрою, виходи Π порівняння (2k-1)-го та 2k-го блока вибору z-го ярусу підключено відповідно до першого та другого входів k-го комутатора першого ярусу z-ї групи, тобто виходи Π порівняння блоків 1.1.1 і 1.1.2 та 1.1.3 і 1.1.4 першого ярусу підключено відповідно до першого і другого входів комутаторів 2.1.1 та 2.1.2 першого ярусу першої групи, а виходи Π порівняння блоків 1.2.1 та 1.2.2 другого ярусу підключено відповідно до першого і 1 UA 115747 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 другого входів комутатора 3.1.1 першого ярусу другої групи, виходи (2d-1)-го та 2d-го r-h-g-1 комутатора g-го ярусу h-ї групи, h=1,…, г-2, g=1,…,r-h-1, d=1,…, 2 , підключено відповідно до першого та другого входів d-го комутатора (g+1)-го ярусу h-ї групи, тобто виходи комутаторів 2.1.1 та 2.1.2 першого ярусу першої групи підключено відповідно до першого та другого входів r-z комутатора 2.2.1 другого ярусу першої групи, вихід Π порівняння х-го блока вибору, х=1,…, 2 , (z+1)-го ярусу підключено до входу С управління k-го комутатора (z-h+1)-го ярусу кожної групи hz, тобто виходи Π порівняння блоків 1.2.1 та 1.2.2 другого ярусу підключено відповідно до входів С управління комутаторів 2.1.1 та 2.1.2 першого ярусу першої групи, а вихід Π порівняння блока 1.3.1 третього ярусу підключено до входів С управління комутатора 2.2.1 другого ярусу першої групи та комутатора 3.1.1 першого ярусу другої групи, виходи комутаторів 2.2.1 і 3.1.1 останніх ярусів груп та вихід Π порівняння блока вибору останнього, третього ярусу підключено відповідно до розрядів N1, N2, N3 виходу пристрою. Пристрій працює у такий спосіб: На входи 1 і 2, 3 і 4, 5 і 6, 7 і 8 пристрою та далі на перші і другі входи блоків 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3, 1.1.4 першого ярусу подаються числа, з яких необхідно виділити найбільше (найменше). Кожний з блоків порівнює два числа, формуючи на виході Π результат порівняння: "0", якщо число на першому вході більше чи дорівнює (менше чи дорівнює при пошуку найменшого числа) числа на другому вході, і "1" у противному випадку, а також вибирає за результатом порівняння та видає на вихід В числа найбільше (найменше) з двох чисел або число з меншим номером, якщо вони однакові. Таким чином, на виходах В числа блоків 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3, 1.1.4 першого ярусу вибираються для кожної пари вхідних чисел найбільші (найменші) з них і подаються на перші та другі входи блоків 1.2.1, 1.2.2 наступного, другого ярусу. Ці блоки також вибирають найбільші (найменші) числа та подають їх на перший та другий входи третього, останнього ярусу, з виходу В числа якого число, що є найменшим (найбільшим) з усіх вхідних чисел, видається на вихід S пристрою. Результат порівняння, що обчислюється на виході Π блока, є номером найбільшого (найменшого) з двох чисел, що порівнюються, або найменшим номером цих чисел, якщо вони однакові. Перша група комутаторів вибирає такий номер серед результатів порівняння блоків 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3, 1.1.4 першого ярусу та видає його за молодший розряд номера першого найбільшого (найменшого) з вхідних чисел. Для цього результати порівняння подаються з виходів Π порівняння блоків 1.1.1 і 1.1.2 та 1.1.3 і 1.1.4 першого ярусу на перші і другі входи комутаторів 2.1.1 та 2.1.2 першого ярусу першої групи, на управляючі входи яких приходять результати порівняння з виходів Π порівняння блоків 1.2.1 та 1.2.2 наступного, другого ярусу, відповідно. З виходів комутаторів 2.1.1 та 2.1.2 першого ярусу першої групи вибрані результати порівняння подаються відповідно на перший та другий входи комутатора 2.2.1 другого ярусу першої групи, на управляючий вхід якого приходить результат порівняння з виходу Π порівняння блока 1.3.1 наступного, третього ярусу. З виходу комутатора 2.2.1 останнього, другого ярусу першої групи обчислений молодший розряд номера першого найбільшого (найменшого) з вхідних чисел видається на розряд N1 виходу пристрою. Друга група комутаторів вибирає другий розряд номера найбільшого (найменшого) з вхідних чисел серед результатів порівняння блоків 1.2.1, 1.2.2 другого ярусу. Для цього результати порівняння подаються з виходів Π порівняння блоків 1.2.1 і 1.2.2 другого ярусу на перший і другий входи комутатора 3.1.1 першого ярусу другої групи, на, управляючий вхід якого приходить результат порівняння з виходу Π блока 1.3.1 третього ярусу. З виходу комутатора 3.1.1 першого ярусу другої групи обчислений другий розряд номера найбільшого (найменшого) з вхідних чисел видається на розряд N2 виходу пристрою. Комутатори груп вибирають на свій вихід число з його першого або другого входу відповідно при значенні "0" та "1" на вході управління. Результат порівняння з виходу Π порівняння блока 1.3.1 третього ярусу є третім розрядом номера найбільшого (найменшого) з вхідних чисел, який видається на розряд N 3 виходу пристрою. r Таким чином, пристрій для пошуку максимального (мінімального) з n=2 чисел дозволяє не тільки знайти значення цього числа, а й визначити його номер або номер першого з них, якщо таких чисел декілька. Пристрій може бути використаний для побудови комп'ютерних систем зі схемами сортування даних. 2 UA 115747 C2 5 ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ: 1. Основи цифрових систем / І.П. Барабаш, М.П. Благодатний, В.Я. Жихарев та ін. Підручник - Харків: Нац. Аерокосмічний ун-т "Харк. авіац. ін-т", 2002. - 672 с, C. 160, рис. 5.20; 2. Мельник А.О. Архітектура комп'ютера. Наукове видання. - Луцьк: Волинська обласна друкарня, 2008. - 470 с, C. 232, рис. 6.28. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ r 10 15 20 Пристрій для пошуку максимального (мінімального) з n=2 чисел, де r-ціле число, r>1, що r-i містить r ярусів по 2 блоків вибору в i-му ярусі, і=1,…, r, при цьому переший та другий входи jго блока вибору першого ярусу підключено відповідно до (2j-1)-го та 2j-го входів пристрою, r-1 r-z-1 j=1,…, 2 , виходи числа (2k-1)-го та 2k-го блока вибору z-го ярусу, z=1,…, r-1, k=1,…, 2 , підключено відповідно до першого та другого входів k-го блока вибору (z+1)-го ярусу, вихід числа блока вибору r-го ярусу підключено до виходу числа пристрою, який відрізняється тим, r-z-u що введено r-1 груп по r-z ярусів в z-й групі та по 2 комутаторів в u-му ярусі, u=1,…, r-z, при цьому виходи порівняння (2k-1)-го та 2k-го блока вибору z-го ярусу підключено відповідно до першого та другого входів k-го комутатора першого ярусу z-ї групи, виходи (2d-1)-го та 2d-го r-h-g-1 комутатора g-го ярусу h-ї групи, h=1,…, r-2, g=1,…, r-h-1, d=1,…, 2 , підключено відповідно до першого та другого входів d-го комутатора (g+1)-го ярусу h-ї групи, вихід порівняння х-го блока r-z вибору, x=1,…, 2 , (z+1)-го ярусу підключено до входу управління k-го комутатора (z-h+1)-го ярусу кожної групи hz, вихід комутатора останнього ярусу z-ї групи та вихід порівняння блока вибору останнього ярусу підключено відповідно до z-го та r-го розрядів виходу номера числа пристрою. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3