Пристрій для порівняння чисел у системі залишкових класів

Пристрій для порівняння чисел у системі залишкових класів, що містить в собі суматори, елементи І, регістри найбільшого, найменшого із порівнюваних чисел та максимальну різницю, схему порівняння та п 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 перший 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, входи кожного із регістрів найбільшого, найменшого чисел та максимальної різниці підключені до виходів своїх суматорів, другі входи яких з'єднані із виходами цих регістрів, а перші входи суматорів регістра найменшого числа та максимальної різниці підключені до виходів своїх елементів І, другі входи яких та вхід суматора найбільшого числа пов'язані із виходом схеми порівняння пристрою, який відрізняється тим, що кожен вузол аналізу додатково устаткований елементом АБО-НІ, другим елементом І та тригером, пристрій також устаткований регістром мінімальної різниці, першим робочим регістром із своїми суматором та схемою порівняння, другим робочим регістром із своїм суматором, першим, другим, третім, четвертим, п'ятим, шостим, сьомим, восьмим, дев'ятим та десятим елементами І, першим, другим, третім, четвертим, п'ятим, шостим та сьомим елементами АБО, першим та другим елементами АБО-НІ, першим і другим тригерами та установчою шиною, причому в кожному вузлі аналізу 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 елемента АБО-НІ, на входи якого подані виходи свого регістра, інформаційний вхід тригера вузла аналізу також пов'язаний із входом другого елемента АБО пристрою, а установчий вхід - із установчою шиною, прямий вихід цього тригера зв'я-заний із входом першого елемента АБО, а вихід першого елемента АБО зв'язаний через перший елемент АБО-НІ пристрою із першим входом елемента І регістра максимальної різниці та першим входом першого елемента І пристрою, вихід якого поданий до входу схеми порівняння пристрою, а другий вхід з'єднаний із виходом схеми порівняння першого робочого регістра, входи якої, другі входи свого суматора та входи другого елемента АБО-НІ пристрою підключені до виходу цього регістра, на входи якого подані виходи третього, четвертого та п'ятого елементів АБО, треті входи котрих пов'язані із виходами суматора першого робочого регістра, їх другі входи зв'язані із виходами сьомого, восьмого та дев'ятого елементів І, а перші входи цих елементів АБО та входи регістра мінімальної різниці підключені до виходів четвертого, п'ятого та шостого елементів І, перші входи яких та другий вхід сьомого елемента АБО пов'язані із виходом другого елемента І пристрою, другі входи четвертого, п'ятого та шостого елементів І зв'язані із виходами другого робочого регістра та другими входами його суматора, перший вхід якого підключений до виходу елемента І регістра максимальної різниці, а виходи цього суматора подані до одних входів цього регістра, на другі входи якого поданий вихід сьомого елемента АБО, перший вхід якого та перший вхід шостого елемента АБО підключені до виходу десятого елемента І та до других входів сьомого, восьмого та дев'ятого елементів І пристрою, на перші входи котрих подані виходи регістра мінімальної різниці, другий вхід шостого елемента АБО пов'язаний із установчою шиною та установчим входом першого тригера пристрою, вихід якого підключений до другого входу третього елемента І пристрою, вихід якого зв'язаний із першим входом суматора першого робочого регістра, перший вхід цього елемента І пов'язаний із виходом схеми порівняння пристрою, а його третій вхід та перший вхід другого елемента І підключені до виходу другого тригера пристрою, інформаційний вхід якого пов'язаний із виходом другого елемента АБО-НІ, а установчий вхід - із виходом шо (О 42649 стого елемента АБО, а другий вхід другого елемента І пристрою та перший вхід десятого елемента І пристрою підключені до виходу другого елемента АБО пристрою Винахід відноситься до автоматики та обчислювальній техникі 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 дає уяви про їх якісне співвідношення 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 Найбільш близькім по техничній суттєвості до винаходу є пристрій для порівняння чисел у СЗК, що містить в собі суматори, елементи І, регістри найбільшого, найменшого із порівнюємих чисел та максимальну різницю, схему порівняння та п 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 перший 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, входи кожного із регістрів найбільшого, найменшого чисел та максимальної різниці підключені до виходів своїх суматорів, другі входи яких з'єднані із виходами цих регістрів, перші входи суматорів регістра найменшого числа та максимальної різниці підключені до виходів своїх елементів І, а другі входи яких та вхід суматора найбільшого числа пов'язані із виходом схеми порівняння пристрою [3] Недоліком цього пристрою, який має по відношенню до пристроїв [1] та [2] підвищену швидкодію, є те, що цей пристрій не дає повного комплексу результатів порівняння, бо не має можливості поряд із найбільшим, найменшим числами та максимальною різницею отримати найменшу різницю порівнюємих чисел зницею отримати найменшу різницю порівнюємих чисел Для цього кожен вузол аналіза додатково устаткований елементом АБО-НІ, другим елементом І та тригером, пристрій також устаткований регістром мінімальної різниці, першим робочим регістром із своїми суматором та схемою порівняння, другим робочим регістром із своїм суматором, першим, другим, третім, четвертим, п'ятим, шостим, сьомим, восьмим, дев'ятим та десятим елементами І, першим, другим, третім, четвертим, п'ятим, шостим та сьомим елементами АБО, першим та другим елементами АБО-НІ, першим і другим тригерами та установчою шиною, причому в кожному вузлі аналізу 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 елемента АБО-НІ, на входи якого подані виходи свого регістра, інформаційний вхід тригера вузла аналізу також пов'язаний із входом другого елемента АБО пристрою, а установчий вхід - із установчою шиною, прямий вихід цього тригера зв'язаний із входом першого елемента АБО, а вихід першого елемента АБО зв'язаний через перший елемент АБО-НІ пристрою із першим входом елемента І регістра максимальної різниці та першим входом першого елемента І пристрою, вихід якого поданий до входу схеми порівняння пристрою, а другий вхід з'єднаний із виходом схеми порівняння першого робочого регістра, входи якої, другі входи свого суматора та входи другого елемента АБО-НІ пристрою підключені до виходу цього регистра, на входи якого подані виходи третього, четвертого, та п'ятого елементів АБО, треті входи котрих пов'язані із виходами суматора першого робочого регістра, їх другі входи зв'язані із виходами сьомого, восьмого та дев'ятого елементів І, а перші входи цих елементів АБО та входи регістра мінімальної різниці підключені до виходів четвертого, п'ятого та шостого елементів І, перші входи яких та другий вхід сьомого елемента АБО пов'язані із виходом другого елемента І пристрою, другі входи четвертого, п'ятого та шостого елементів І зв'язані із виходами другого рабочого регістра та другими входами його суматора, перший вхід якого підключений до виходу елемента І регістра максимальної різниці, а виходи цього суматора подані до одних входів цього регістра, на другі входи якого поданий вихід сьомого елемента АБО, перший вхід якого та перший вхід шостого елемента АБО підключені до виходу десятого елемента І та до других входів сьомого, восьмого та дев'ятого елементів І пристрою, на перші входи котрих подані виходи регістра мінімальної різниці, другий вхід шостого елемента АБО пов'язаний із установчою шиною та установчим входом першого тригера пристрою, вихід якого підключений до другого входу третього елемента І пристрою, вихід якого зв'язаний із першим входом суматора першого робочого регістра, перший вхід цього елементу І по 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 комплексу результатів порівняння чисел, тобто поряд із найбільшим, найменшим числами та максимальною рі 42649 вязании із виходом схеми порівняння пристрою, а його третій вхід та перший вхід другого елемента І підключені до виходу другого тригера пристрою, інформаційний вхід якого пов'язаний із виходом другого елемента АБО-НІ, а установчий вхід - із виходом шостого елемента АБО, а другий вход другого елемента І пристрою та перший вхід десятого елемента І пристрою підключені до виходу другого елемента АБО пристрою На кресленні ( ф і г ) зображена функціональна схема пристрою Пристрій містить п вузлів аналізу 1-і, І2, , 1 П , що складаються із суматорів 2-і, 2г, , 2 П , схем порівняння 3-і, Зг, , З п , регістрів 4-і, 4г, , 4 П , елементів АБО-НІ 5-і, 5г, , 5 П , І 6-і, 6г, , 6 П , тригерів 7-і, 72, , 7 П , елементів І 8 і , 8 2 , , 8 П , АБО 9 і , 9 2 , , 9 П , схему порівняння 10 пристрою, регістри найменшого числа 1 1 , найбільшого числа 12, максимальної різниці 13, мінімальної різниці 14, перший 15 та другий 16 робочі регістри, суматори 172 1 , схему порівняння 22 першого робочого регістра, елементи І 23, 24 пристрою, перший 25, другий 26, третій 27, четвертий 28, п'ятий 29, шостий ЗО, сьомий 3 1 , восьмий 32, дев'ятий 33 та десятий 34 елементи І, перший 35 елемент АБО, перший 36 елемент АБО-НІ пристрою, другий 37, третій 38, четвертий 39, п'ятий 40, шостий 41 та сьомий 42 елементи АБО, другий елемент АБО-НІ пристрою, перший 44 та другий 45 тригери пристрою, управляючу 46 та установчу 47 шини Пристрій працює слідуючим чином До моменту початку порівняння у регістрах 4-і, 4г, , 4 П записани порівнюваємі числа, усі тригери сигналом по шині 47 установлені у стан, коли на їх прямих виходах відсутні сигнали, регістри найменшого, найбільшого чисел, максимальної та мінімальної різниці, а також перший та другий робочі регістри очищені Після включення сигналом по шині 46 через елементи АБО 9-і, 9г, , 9 П здійснюється визначення ЧИСеЛ (Хтах, Ртах, k m a x ТЭ 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, 82, , 8 П до перших входів суматорів 2-і, 2г, , 2 П Величина rm віднімається із усіх порівнюємих чисел Одночасно величина rm із виходу схеми порівняння 10 подається безпосередньо до входу суматора 18, а через відкритий елемент І 23 до входу суматора 17 Після віднімання величини rm із усіх порівнюємих чисел та додання цієї величини у регістри 11 та 12 суматори 2-і, 2г, , 2 П встановлюються у нульовий стан, та управляючий сигнал з виходів суматорів 2-і, 2г, , 2 П через ВІДПОВІДНІ елементи АБО 9-і, 9г, , 9 П поступає до входів схем порівняння 3-і, Зг, , З п , дозволяючи здійснення наступного такту У наступному такті також здійснюється визначення (Xmax, Pmax, k m a x ДЛЯ ПОріВНЮЄМИХ ЧИСЄЛ, ЗМЄншених на величину гт, вибір величин rm-{ctmax,Pmax,kmax}, ВІДНІМЗННЯ ВЄЛИЧИНИ Г т ІЗ ЧИСЄЛ та и додання до регістрів 11 та 12 Процес віднімання триває до тих пір, доки одне із чисел не стане дорівнювати нулю При цьому з'являється сигнал на виході ВІДПОВІДНОГО елемен ту АБО-НІ 5-і, 5г, , 5П який проходить через відкритий сигналом з інверсного виходу свого тригера із 7-і, 7г, , 7П ВІДПОВІДНИЙ елемент І 6-і, 62, , 6П Цей сигнал, по-перше, з'являється на вході елементу АБО 37, а по-друге, переключає свій тригер із 7-і, 7г, , 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, 62, , 6П та із 8-і, 82, 8П завдяки чому відключається від подальшої роботи ВІДПОВІДНИЙ вузол аналізу із 1-і, І2, , 1 П та регістр 11, в якому буде записане найменше із порівнюваємих чисел В процесі подальшого віднімання rm із порівнюваємих чисел ця величина додається через відкритий сигналом із виходу 35 елемент 24 до регістру 13, до регістру 16, а також, як і раніше, додається до регістру 12 Розглянемо ситуацію, коли перед початком чергового циклу віднімань чисел rm, в регістрі 14 записана мінімальна на даний момент різниця, яка також перезаписана у регістр 15, а регістр 16 обнулений В процесі чергового віднімання величини rm із чисел та із другого робочого регістру має скластися одна з двох ситуацій При першій, коли величина, що записана у регістрах 14 та 15, менше найменшого із чисел, записаних до початку цього циклу у регістрах 4-і, 4г, , 4П сигнал на виході 43 з'явиться раніше сигналу на виході 37 Це свідчить про те, що поточна мінімальна різниця залишається такою і на даному циклі Сигнал з виходу 43 переключає тригер 45 у одиничний стан, завдяки чому регістр 15 відключається від подальшого віднімання із нього чисел rm Після появи сигналу на виході 37, який відкриває елемент 34, сигнал з прямого виходу 45 через елементи І 31 -33 та АБО 38-40 здійснює перезапись найменшої різниці із регістра 14 до регістра 15, а через елемент АБО 42 - обнуления регістру 16 та через елемент АБО 41 - установку тригерів пристрою до ісходного стану При другій ситуації величина, що записана у регістрах 14 та 15, більше найменшого із чисел, записаних до початку цього циклу у регістрах 4-і, 4г, , 4П Це свідчить про те, що принаймні одне із чисел регістрів менше поточної мінімальної різниці і воно має тепер стати мінімальною різницею і бути записане у регістр 14 та перезаписане у регістр 15 При даній ситуації сигнал на виході 37 з'явиться раніше сигналу на виході 43, і у регістрі 16 буде записане саме це число Сигнал з виходу 37 через відкритий інверсним сигналом тригера 45 елемент І 26 перезаписує число із регістра 16 через елементи І 28-30 у регістр 14, а через елементи АБО 38-40 - у регістр 15, потім через елемент АБО 42 обнуляє регістр 16 Процес триває до тих пір, доки найбільше із чисел не стане дорівнювати нулю При цьому робота пристрою закінчується В підсумку у регістрах 11, 12, 13 та 14 записані ВІДПОВІДНО найменше, найбільше із порівнюваємих чисел, максимальна та мінімальна різниця Джерела інформації 1 Авторське свідоцтво СРСР № 242435, кл G06F7/04, 13 05 1969 2 Авторське свідоцтво СРСР № 234003, кп G06F7/04, 04 01 1969 З Авторське свідоцтво СРСР № 618739, кп G06F7/04, 28 06 1978 42649 ФІГ. 42649 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22