Пристрій для визначення екстремальних чисел

Пристрій для визначення екстремальних чисел, який містить групу елементів І, вхідний елемент І, лічильники, вихідний лічильник, забороняючі елементи І, m-вхідний елемент АБО-НІ, причому 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 забороняючих елементів І і входом додавання вихідного лічильника, виходи забороняючих елементів І з'єднані з входами віднімання відповідних лічильників, виходи вихідного лічильника порозрядно з'єднані з другими входами елементів І групи, інверсні виходи ознаки нуля лічильників з'єднані відповідно з першими входами забороняючих елементів І та входами m-вхідного елемента АБОНІ, вхід скиду пристрою підключений до входів скиду лічильників і вихідного лічильника, входи лічильників підключені до інформаційних входів пристрою відповідно, який відрізняється тим, що в нього введено вхідний RS-тригер, m RS-тригерів, m дозволяючих елементів І, m елементів АБО-НІ, U 2 (11) 1 3 чому інверсний вхід вхідного елемента І з'єднаний з виходом елемента І-НІ, інверсні виходи ознаки нуля лічильників з'єднані відповідно з першими входами забороняючих елементів І та входами елемента І-НІ, вихід якого з'єднаний з першими входами елементів І групи, вхід скиду пристрою підключений до входів скиду лічильників і вихідного лічильника, входи лічильників підключені до інформаційних входів пристрою відповідно, а вихід елемента І-НІ є виходом сигналу „Кінець" пристрою. Недоліком даного пристрою є його обмежені функціональні можливості через те, що він виконує тільки вибір мінімального числа і не може визначити місцерозташування екстремальних чисел. Найбільш близьким за технічною суттю є пристрій для вибору максимального числа (патент України №44974, кл. G 06 F 7/06, 2009р., Бюл. №20), що містить групу елементів І, вхідний елемент І, лічильники, вихідний лічильник, забороняючі елементи І, елемент АБО-НІ, в дальшому mвхідний елемент АБО-НІ, причому 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 забороняючих елементів І і входом додавання вихідного лічильника, виходи забороняючих елементів І з'єднані з входами віднімання відповідних лічильників, виходи вихідного лічильника порозрядно з'єднані з другими входами елементів І групи, причому інверсний вхід вхідного елемента І з'єднаний з виходом mвхідного елемента АБО-НІ, інверсні виходи ознаки нуля лічильників з'єднані відповідно з першими входами забороняючих елементів І та входами mвхідного елемента АБО-НІ, вихід якого з'єднаний з першими входами елементів І групи, вхід скиду пристрою підключений до входів скиду лічильників і вихідного лічильника, входи лічильників підключені до інформаційних входів пристрою відповідно, а вихід m-вхідного елемента АБО-НІ є виходом сигналу „Кінець" пристрою. Недоліком даного пристрою є його обмежені функціональні можливості через те, що він виконує тільки вибір максимального числа і не може визначити місцерозташування екстремальних чисел. В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для визначення екстремальних чисел, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків розширюються його функціональні можливості через визначення не тільки екстремальних чисел, але й їх місцерозташування. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій для визначення екстремальних чисел, що містить групу елементів І, вхідний елемент 1, лічильники, вихідний лічильник, забороняючі елементи І, m-вхідний елемент АБО-НІ, причому 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 забороняючих елементів І і входом додавання вихідного лічильника, виходи забороняючих елементів І з'єднані з входами віднімання відповідних лічильників, виходи вихідного лічильника порозрядно з'єднані з други 51593 4 ми входами елементів І групи, інверсні виходи ознаки нуля лічильників з'єднані відповідно з першими входами забороняючих елементів І та входами m-вхідного елемента АБО-НІ, вхід скиду пристрою підключений до входів скиду лічильників і вихідного лічильника, входи лічильників підключені до інформаційних входів пристрою відповідно, введено вхідний RS-тригер, m RS-тригерів, m дозволяючих елементів І, m елементів АБО-НІ, дві групи з m елементів І, m елементів АБО, m - вхідний елемент І-НІ і три елементи І-НІ, причому перший і третій входи вхідного елемента І з'єднані з виходом першого і другого елементів І-НІ відповідно, виходи яких з'єднані також з входами третього елемента І-НІ, виходи m - вхідних елементів АБОНІ та І-НІ з'єднані з першими входами першого і другого елементів І-НІ відповідно, а вихід третього елемента І-НІ з'єднаний з першими входами елементів І групи, виходи m елементів АБО-НІ з'єднані відповідно з першими входами елементів І першої групи, другі входи яких з'єднані з прямим виходом RS-тригера, який з'єднаний з другим входом першого елемента І-НІ, інверсний вихід RS-тригера з'єднаний з другим входом другого елемента І-НІ та другими входами елементів І другої групи, а його S-вхід з'єднаний з входом вибору режиму пристрою, інверсні виходи ознаки нуля лічильників з'єднані відповідно з першими входами m елементів АБО-НІ, m дозволяючих елементів І та відповідними входами m - вхідного елемента І-НІ, вихід якого з'єднаний з другими входами m дозволяючих елементів І, виходи яких з'єднані відповідно з першими входами елементів І другої групи, другі вході m елементів АБО-НІ з'єднані з виходом mвхідного елемента АБО-НІ, виходи елементів І першої та другої груп з'єднані з входами m елементів АБО відповідно, виходи яких з'єднані з Rвходом m RS-тригерів відповідно, прямі виходи m RS-тригерів з'єднані з відповідними виходами ознак пристрою, вхід скиду пристрою підключений до R-входу RS-тригера і S-входів m RS-тригерів, а вихід третього елемента І-НІ є виходом сигналу „Кінець" пристрою. На кресленні зображено структурну схему пристрою для визначення екстремальних чисел. Пристрій для визначення екстремальних чисел містить лічильники 11,...,1m (де m - кількість елементів у масиві чисел), вихідний лічильник 2, RS-тригери 31,...,3m, вхідний елемент І 4, забороняючі елементи І 51,...,5m, групу елементів І 61,...,6n (де n - розрядність чисел масиву), елементи АБОНІ 71,...,7m, дозволяючі елементи І 81,...,8m, елементи АБО 91,...,9m, елемент АБО-НІ 10, елементи ІНІ 11, 12, 13 та 14, елементи І 151,..., 15m і 161,...,16m, вхідний RS-тригер 17, виходи 181,...,18m ознак та вихід 19 пристрою, вхід 20 скиду, вихід 21 сигналу „Кінець" і вхід 22 вибору режиму пристрою, інформаційні входи 231,...,23m пристрою, вхід 24 тактових імпульсів пристрою. Перший і третій входи вхідного елемента І 4 з'єднані з виходами елементів І-НІ 12 і 13 відповідно, його другий вхід з'єднаний з входом 24 тактових імпульсів пристрою, а його вихід з'єднаний з другими входами забороняючих елементів І 51,...,5m і входом додавання вихідного лічильника 5 2, виходи якого порозрядно з'єднані з другими входами елементів І 61,...,6n групи. Виходи забороняючих елементів І 51,...,5m з'єднані з входами віднімання відповідних лічильників 11,...,1m, інверсні виходи 251,...,25m ознаки нуля яких з'єднані відповідно з першими входами забороняючих елементів І 51,...,5m, елементів АБОНІ 71,...,7m, дозволяючих елементів І 81,...,8m, а також з відповідними входами елементів АБО-НІ 10 та І-НІ 11. Другі входи елементів АБО-НІ 71,...,7m та дозволяючих елементів І 81,...,8m з'єднані з виходами елементів АБО-НІ 10 та І-НІ 11 відповідно, виходи яких з'єднані також з першими входами елементів І-НІ 12 і 13 відповідно, виходи яких з'єднані з входами елемента І-НІ 14. Виходи елементів АБО-НІ 71,...,7m з'єднані з першими входами елементів І 151,...,15m відповідно, а виходи дозволяючих елементів І 81,...,8m з'єднані з першими входами елементів І 161,...,16m відповідно. Виходи елементів І 151,...,15m та 161,...,16m з'єднані з входами відповідних елементів АБО 91,...,9m, виходи яких з'єднані відповідно з R-входами RS-тригерів 31,...,3m, прямі виходи яких є виходами 181,...,18m ознак пристрою відповідно, а їх S-входи з'єднані з входом 20 скиду пристрою. Вихід елемента АБО-HI 14 з'єднаний з першими входами елементів І 61,...,6n групи, виходи яких є виходами 19 пристрою. Прямий вихід RS-тригера 17 з'єднаний з другими входами елементів І-НІ 12 та І 151,..., 15m, його інверсний вихід з'єднаний з другими входами елемента І-НІ 13 та елементів І 161,...,16m, а його S-вхід з'єднаний з входом 22 вибору режиму пристрою. Вхід 20 скиду пристрою підключений до входів скиду лічильників 11,...,1m, вихідного лічильника 2 і R-входу вхідного RS-тригера 17, входи 231,...,23m лічильників 11,...1m підключені до інформаційних входів пристрою відповідно, а вихід елемента І-НІ 14 є виходом 21 сигналу „Кінець" пристрою. Пристрій для визначення екстремальних чисел працює таким чином. Спочатку лічильники 11,...,1m, вихідний лічильник 2 і вхідний RS-тригер 17 встановлюють у початковий (нульовий) стан за одиничним сигналом, який подають на їх входи скиду, а RS-тригери 31,...,3m встановлюють в одиничний стан за одиничним сигналом, який подають на їх S-входи, зі входу 20 скиду пристрою. Потім у лічильники 11,...,1m по їх входах 231,...,23m записують масив m чисел відповідно. На виходах елементів АБО-Н1 71,...,7m, дозволяючих елементів І 81,...,8m, елементів АБО-НІ 10 та І-НІ 11 присутні нульові сигнали, так як вміст лічильників 11,...,1m не дорівнює нулю і на їх інверсних виходах 251,...,25m ознаки нуля зафіксовані одиничні сигнали. В результаті на виходах елементів І-НІ 12 і 13 встановлюються одиничні сигнали. Таким чином, вхідний елемент І 4 і забороняючі елементи І 51,...,5m відкриті. На вхід 24 пристрою подають тактові імпульси, які через відкритий вхідний елемент І 4 поступають на вхід додавання вихідного лічильника 2 і через відкриті забороняючі елементи І 51,...,5m на входи віднімання лічильників 11,...,1m відповідно. При цьому вміст лічильників 11,...,1m 51593 6 зменшується, а вміст вихідного лічильника 2 - збільшується одночасно на одиницю з надходженням кожного тактового імпульсу. У режимі визначення мінімального числа на вході 22 вибору режиму пристрою відсутній одиничний сигнал, а отже, вхідний RS-тригер 17 знаходиться у нульовому стані. Коли на вхід 24 пристрою буде подано кількість тактових імпульсів, що відповідає значенню мінімального числа серед чисел, що були записані в лічильниках 11,...,1m, а тепер сформоване у вихідному лічильнику 2, вміст лічильника 1і, де і=1, 2,..., m, в якому записане мінімальне число, стане дорівнювати нулю, на його інверсному виході 25і ознаки нуля з'являється нульовий сигнал, що закриває забороняючий елемент І 5i і відповідно вхід віднімання лічильника 1i. Одночасно нульовий сигнал з інверсного виходу 25i ознаки нуля лічильника 1і подається на відповідний вхід елементів АБО-НІ 7і, дозволяючого елемента І 8і, елемента ІНІ 11 та елемента АБО-НІ 10. В результаті на виходах дозволяючого елемента І 8і та елемента АБО-НІ 10 нульові сигнали не змінюються, а на виходах елементів АБО-НІ 7і та І-НІ 11 з'являються одиничні сигнали. Одиничний сигнал з входу елемента І-НІ 11 подається на відповідний вхід елемента І-НІ 13. Таким чином, на входах і виході елемента АБО-НІ 12 сигнали не змінюються, а на обох входах елемента І-НІ 13 присутні одиничні сигнали. Отже, на виході елемента І-НІ 13 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 14, сформує на його виході одиничний сигнал. На виходах елементів АБО-НІ 71,...,7m, крім елемента АБО-НІ 7і, присутні нульові сигнали, оскільки хоча би на одному з їх входів присутній одиничний сигнал з інверсних 251,...,25m виходів ознаки нуля всіх лічильників 11,...,1m, крім лічильника 1і. Таким чином на виходах всіх дозволяючих елементів І 81,...,8m, крім дозволяючого елемента І 8і, формуються одиничні сигнали, оскільки на їх входах присутні одиничні сигнали, і тільки на виході дозволяючого елемента І 8і присутній нульовий сигнал. Тоді на виходах всіх елементів АБО 91,...,9m, крім елемента АБО 9і, формуються одиничні сигнали, оскільки на одному з їх входів присутній одиничний сигнал з виходу елементів І 161,...,16m, крім елемента І 16і, тому що на одному з їх входів присутній одиничний сигнал з інверсного виходу вхідного RS-тригера 17. Одночасно нульовий сигнал з прямого виходу вхідного RSтригера 17 не дозволяє проходження одиничного сигналу з виходу елемента АБО-НІ 7i на вихід елемента І 15і. Отже, нульовий сигнал з виходу елемента АБО 9і подається на R-вхід RS-тригера 3і і залишає його в одиничному стані. Таким чином, на виході 18і ознаки пристрою формується одиничний сигнал. Всі інші RS-тригери 31,...,3m скидаються у нульовий стан за одиничним сигналом на їх R-входах з виходів відповідних елементів АБО 91,...,9m. 7 Одночасно нульовий сигнал з виходу елемента I-НІ 13 припинить надходження тактових імпульсів через вхідний елемент I 4, будучи поданий на один з його входів. Тактові імпульси на входи віднімання лічильників 11,...,1m через закриті забороняючі елементи І 51,...,5m і на вхід додавання вихідного лічильника 2 не поступають. При цьому у вихідному лічильнику 2 зафіксовано значення мінімального числа серед чисел масиву. Отже, на виході елемента І-НI 14 присутній одиничний сигнал, який будучи поданий на перші входи елементів 61,...,6n групи, дозволяє проходження через них на виходи 19 пристрою інформації з виходів вихідного лічильника 2, тобто мінімального числа серед масиву чисел. Таким чином здійснюється визначення не тільки мінімального числа, але й його місцерозташування за одиничним сигналом на виході 18і ознаки, де і=1, ..., m при відповідному режимі роботи пристрою. На виході 21 пристрою присутній одиничний сигнал „Кінець", що свідчить про закінчення процесу визначення мінімального числа серед масиву чисел. У режимі визначення максимального числа на вході 22 вибору режиму пристрою присутній одиничний сигнал, а отже, вхідний RS-тригер 17 знаходиться в одиничному стані. Коли на вхід 24 пристрою буде подано кількість тактових імпульсів, що відповідає значенню мінімального числа серед чисел, що були записані в лічильниках 11,...,1m, а тепер сформоване у вихідному лічильнику 2, вміст лічильника 1і, де і=1, 2, ..., m, в якому записане мінімальне число, стане дорівнювати нулю, на його інверсному виході 25і ознаки нуля з'являється нульовий сигнал, що закриває забороняючий елемент І 5; і відповідно вхід віднімання лічильника 1i. Одночасно нульовий сигнал з інверсного виходу 25і ознаки нуля лічильника 1i подається на відповідний вхід елемента АБО-НІ 7і, дозволяючого елемента І 8і елементів ІНІ 11 та АБО-НІ 10. На виходах дозволяючого елемента І 8і та елемента АБО-НІ 10 нульовий сигнал не змінюється, а на виходах елементів І-НІ 11 та АБО-НІ 7і з’являється одиничний сигнал. Одиничний сигнал на виході елемента І-НІ 11 не змінить нульовий сигнал на виході дозволяючого елемента І 8і та одиничний сигнал на виході елемента І-НІ 13. Одиничний сигнал з виходу елемента АБО-НІ 7і разом з одиничним сигналом з прямого виходу RS-тригера 17 викликає появу одиничного сигналу на виході елемента І 15і, а отже, і на виході елемента АБО 9і. Одиничний сигнал з виходу елемента АБО-НІ 9і подається на Rвхід RS-тригера 3і і встановлює його в нульовий стан. Таким чином, на виході 18і ознаки пристрою формується нульовий сигнал. Всі інші RS-тригери 31,...,3m, крім RS-тригера 3і, залишаються в одиничному стані. 51593 8 Аналогічний процес відбувається при обнуленні кожного з лічильників 11,...,1m у певній послідовності, крім останнього 1k, в якому ще залишається інформація. Коли всі лічильники 11,...,1m обнуляться, нульові сигнали з їх інверсних виходів 251,...,25m ознаки нуля подаються на відповідні входи елементів АБО-НІ 71,...,7m, дозволяючих елементів І 81,...,8m, елемента І-НІ 11 та елемента АБО-НІ 10, на виході якого сформується одиничний сигнал, який подається на другі входи елементів АБО-НІ 71,...,7m. В результаті на виходах всіх елементів АБО-НІ 71,...,7m, включаючи елемент АБО-НІ 7k, де k=1, ..., m, який відповідає останньому обнуленому лічильнику 1k, з'являються нульові сигнали, які подаються на відповідний вхід елементів І 151,...,15m і формують на їх виходах нульові сигнали. Отже, на виходах всіх елементів АБО 91,...,9m, включаючи елемент АБО 9k, формуються нульові сигналі, які подаються на R-входи RS-тригерів 31,...,3m, і не змінюють їх стан. Таким чином, RSтригер 3k залишається в одиничному стані і на його виході 18k ознаки пристрою присутній одиничний сигнал. Одночасно одиничний сигнал елемента АБОНІ 10 подається на відповідний вхід елемента І-НІ 12, на виході якого з'являється нульовий сигнал, оскільки на його другий вхід подається одиничний сигнал з прямого виходу RS-тригера 17. Таким чином, нульовий сигнал з виходу елемента I-НІ 12 припинить надходження тактових імпульсів через вхідний елемент І 4, будучи поданий на один з його входів. Тактові імпульси на входи віднімання лічильників 11,...,1m через закриті забороняючі елементи І 51,...,5m 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 14 присутній одиничний сигнал, який, будучи поданий на перші входи елементів 61,...,6n групи, дозволяє проходження через них на виходи 19 пристрою інформації з виходів вихідного лічильника 2, тобто значення максимального числа серед масиву чисел. Таким чином здійснюється визначення не тільки величини максимального числа, але й його місцерозташування за одиничним сигналом на виході 18k, k=1, ..., m ознаки пристрою. Отже, роботу пристрою закінчено, на виході 21 сигналу „Кінець" пристрою, який з'єднаний з виходом елемента І-НІ 14, присутній одиничний сигнал. Запропонований пристрій для визначення екстремальних чисел має розширені функціональні можливості за рахунок здатності визначення не тільки величини мінімального або максимального чисел, але й їх місцерозташування серед чисел масиву. 9 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 51593 Підписне 10 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