Пристрій для визначення екстремальних чисел

Пристрій для визначення екстремальних чисел, який містить першу групу елементів І, вхідний елемент І, лічильники, перший вихідний лічильник, групу забороняючих елементів І, m-вхідний елемент АБО-НІ, m-вхідний елемент І-НІ, першу групу з m RS-тригерів, m дозволяючих елементів І і m елементів АБО-НІ, причому виходи елементів І першої групи є першими виходами пристрою, перший вхід вхідного елемента І з'єднаний з входом тактових імпульсів пристрою, вихід вхідного елемента І з'єднаний з першими входами групи забороняючих елементів І, виходи першого вихідного лічильника порозрядно з'єднані з другими входами елементів І першої групи, виходи групи забороняючих елементів І з'єднані з входами віднімання відповідних лічильників, входи лічильників підключені до інформаційних входів пристрою відповідно, інверсні виходи ознаки нуля лічильників з'єднані відповідно з другими входами групи забороняючих елементів І, відповідними входами m-вхідного елемента АБО-НІ, першими входами m елементів АБО-НІ, першими входами m дозволяючих елементів І та відповідними входами m-вхідного елемента І-НІ, вихід якого з'єднаний з другими входами m дозволяючих елементів І, вихід m-вхідного елеме U 2 (11) 1 3 елементів І з'єднані з входами віднімання відповідних лічильників, виходи вихідного лічильника порозрядно з'єднані з другими входами елементів І групи, перший і третій входи вхідного елемента І з'єднані з виходом другого і третього елементів ІНІ відповідно, виходи елементів АБО-НІ та І-НІ з'єднані з першими входами третього і другого елементів І-НІ відповідно, виходи яких з'єднані з входами четвертого елемента І-НІ, прямий вихід RS-тригера з'єднаний з другим входом третього елемента І-НІ, його інверсний вихід з'єднаний з другим входом другого елемента І-НІ, а його S-вхід з'єднаний з входом вибору режиму пристрою, інверсні виходи ознаки нуля лічильників з'єднані відповідно з першими входами забороняючих елементів І та входами елемента АБО-НІ і першого елемента І-НІ, вихід четвертого елемента І-НІ з'єднаний з першими входами елементів І групи, вхід скиду пристрою підключений до входів скиду лічильників, вихідного лічильника і R-входу RSтригера, входи лічильників підключені до інформаційних входів пристрою відповідно, а вихід четвертого елемента І-НІ є виходом сигналу "Кінець" пристрою. Недоліком даного пристрою є його обмежені функціональні можливості через те, що він виконує тільки вибір або мінімального або максимального чисел, але не може виконати вибір мінімального і максимального чисел одночасно. Найбільш близьким за технічною суттю є пристрій для визначення екстремальних чисел [патент України на корисну модель № 51593, кл. G 06 F 7/06, бюл. № 14, 2010], який містить групу елементів І, вхідний елемент І, лічильники, вихідний лічильник, забороняючі елементи І, m-вхідний елемент АБО-НІ, вхідний RS-тригер, m RS-тригерів, m дозволяючих елементів І, m елементів АБО-HI, дві групи з m елементів І, m елементів АБО, т-вхідний елемент І-НІ і три елементи І-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 АБО-НІ, вхід скиду пристрою підключений до входів скиду лічильників і вихідного лічильника, входи лічильників підключені до інформаційних входів пристрою відповідно, 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 АБО-НІ 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 вхо 63196 4 дом першого елемента І-НІ, інверсний вихід RSтригера 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 входи m елементів АБО-НІ з'єднані з виходом m-вхідного 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. Недоліком даного пристрою є його обмежені функціональні можливості через те, що він виконує тільки визначення або мінімального або максимального чисел, але не може виконати визначення мінімального і максимального чисел одночасно. 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 здатність виконання визначення мінімального і максимального чисел одночасно. Поставлена задача досягається тим, що у пристрій для визначення екстремальних чисел, який містить першу групу елементів І, вхідний елемент І, лічильники, перший вихідний лічильник, групу забороняючих елементів І, m-вхідний елемент АБО-НІ, m-вхідний елемент І-НІ, першу групу з m RS-тригерів, m дозволяючих елементів І і m елементів АБО-НІ, причому виходи елементів І першої групи є першими виходами пристрою, перший вхід вхідного елемента І з'єднаний з входом тактових імпульсів пристрою, вихід вхідного елемента І з'єднаний з першими входами групи забороняючих елементів І, виходи першого вихідного лічильника порозрядно з'єднані з другими входами елементів І першої групи, виходи групи забороняючих елементів І з'єднані з входами віднімання відповідних лічильників, входи лічильників підключені до інформаційних входів пристрою відповідно, інверсні виходи ознаки нуля лічильників з'єднані відповідно з другими входами групи забороняючих елементів І, відповідними входами т-вхідного елемента АБО-НІ, першими входами m елементів АБО-НІ, першими входами m дозволяючих елементів І та відповідними входами m-вхідного елемента І-НІ, вихід якого з'єднаний з другими входами m дозволяючих елементів І, вихід m-вхідного елемента АБО-НІ з'єднаний з другими входами m елементів АБО-НІ, вхід скиду пристрою підключений до входів скиду лічильників, першого вихідного лічильника та S-входів першої групи з m RSтригерів, прямі виходи яких з'єднані з відповідними першими виходами ознак пристрою, згідно з кори 5 сною моделлю введено забороняючий елемент І, вихід котрого з'єднаний з входом додавання першого вихідного лічильника, а перший вхід - з виходом вхідного елемента І, другий вихідний лічильник, другу групу елементів І, другу групу з m RSтригерів та два елементи НІ, причому вихід mвхідного елемента І-НІ з'єднаний з першими входами елементів І першої групи та входом першого елемента НІ, вихід котрого з'єднаний з другим входом забороняючого елемента І, вихід mвхідного елемента АБО-НІ з'єднаний з першими входами елементів І другої групи та входом другого елемента НІ, вихід котрого з'єднаний з другим входом вхідного елемента І, вихід котрого з'єднаний з входом додавання другого вихідного лічильника, виходи котрого з'єднані з другими входами елементів І другої групи, причому виходи елементів І другої групи є другими виходами пристрою, вхід скиду пристрою підключений до входу скиду другого вихідного лічильника та S-входів другої групи з m RS-тригерів, прямі виходи яких з'єднані з відповідними другими виходами ознак пристрою, виходи m дозволяючих елементів І підключені до R-входів першої групи з m RS-тригерів відповідно, виходи m елементів АБО-НІ підключені до Rвходів другої групи з m RS-тригерів відповідно, вихід m-вхідного елемента АБО-НІ є виходом сигналу "Кінець" пристрою. На фіг. зображено структурну схему пристрою для визначення екстремальних чисел. Пристрій для визначення екстремальних чисел містить лічильники l1,...,lm (де m - кількість елементів у масиві чисел), перший та другій вихідні лічильники 2 та 13, першу групу з m RS-тригерів 31...,3m, вхідний елемент І 4, групу забороняючих елементів І 51, ..., 5m, першу групу елементів І 61,... ,6k (де k - розрядність чисел масиву), m елементів АБО-HI 71,...,7m, m дозволяючих елементів І 81...,8m, другу групу з m RS-тригерів 91,...,9m, mвхідний елемент АБО-НІ 10, m-вхідний елемент ІНІ 11, два елементи НІ 12 та 15, другу групу елементів І 141,...,14k, забороняючий елемент І 16, інформаційні входи пристрою 171,...,17m, інверсні виходи 181,...,18m ознаки нуля лічильників 11,...,1m, перші та другі виходи ознак пристрою 191 ,..,19m, та 201,..., 20m, перший та другий виходи пристрою 21 та 22, вхід скиду 23, вхід тактових імпульсів 24 та вихід 25 сигналу „Кінець" пристрою. Виходи елементів І першої групи 61, ..., 6k є першими виходами пристрою 21 для мінімального числа, перший вхід вхідного елемента І 4 з'єднаний з входом тактових імпульсів пристрою 24, вихід вхідного елемента І 4 з'єднаний з першими входами групи забороняючих елементів І 51,...,5m, виходи першого вихідного лічильника 2 порозрядно з'єднані з другими входами елементів І першої групи 61, ..., 6k, виходи групи забороняючих елементів І 51, ..., 5m з'єднані з входами віднімання відповідних лічильників 11,...,1m, входи лічильників 11,..., 1m підключені до інформаційних входів пристрою 171,..., 17m відповідно. Інверсні виходи 181...,18m ознаки нуля лічильників 11...,1m з'єднані відповідно з другими входами групи забороняючих елементів І 51...,5m, відповідними входами m-вхідного елемента АБО-НІ 10, 63196 6 першими входами m елементів АБО-НІ 71...,7m, першими входами т дозволяючих елементів І 81...,8m та відповідними входами m-вхідного елемента І-НІ 11, вихід якого з'єднаний з другими входами m дозволяючих елементів І 81...,8m, вихід mвхідного елемента АБО-НІ 10 з'єднаний з другими входами m елементів АБО-НІ 71...,7m, вхід скиду пристрою 23 підключений до входів скиду лічильників 11,...,1m, першого вихідного лічильника 2 та S-входів першої групи з m RS-тригерів 31...,3m, прямі виходи яких з'єднані з відповідними першими виходами ознак пристрою 191...,19m для мінімального числа. Вихід т-вхідного елемента І-НІ 11 з'єднаний з першими входами елементів І першої групи 6 1,...,6k та входом першого елемента НІ 12, вихід котрого з'єднаний з другим входом забороняючого елемента І 16, вихід т-вхідного елемента АБО-НІ 10 з'єднаний з першими входами елементів І другої групи 141...,14k та входом другого елемента НІ 15, вихід котрого з'єднаний з другим входом вхідного елемента І 4, вихід котрого з'єднаний з входом додавання другого вихідного лічильника 13, виходи котрого з'єднані з другими входами елементів І другої групи 141,..., 14k, причому виходи елементів І другої групи 141,..., 14k є другими виходами пристрою 22 для максимального числа, вхід скиду пристрою 23 підключений до входу скиду другого вихідного лічильника 13 та S-входів другої групи з m RS-тригерів 91,...,9m, прямі виходи яких з'єднані з відповідними другими виходами ознак пристрою 201...,20m для максимального числа, виходи m дозволяючих елементів І 81,...,8m підключені до Rвходів першої групи з m RS-тригерів 31,...,3m відповідно, виходи т елементів АБО-НІ 71,...,7m підключені до R-входів другої групи з m RS-тригерів 91,...,9m відповідно, вихід m-вхідного елемента АБО-НІ 10 є виходом сигналу "Кінець" пристрою 25. Пристрій для вибору екстремальних чисел працює таким чином. Спочатку лічильники 11,...,1m і вихідні лічильники 2 і 13 встановлюють у початковий (нульовий) стан за одиничним сигналом, який подають на їх входи скиду, а RS-тригери 31,...,3m та 91,...,9m встановлюють в одиничний стан за одиничним сигналом, який подають на їх S-входи, зі входу 23 скиду пристрою. Потім у лічильники 11,...,1m по їх входах 171,...,17m записують масив m чисел відповідно. На виходах m-вхідних 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 181,..., 18m ознаки нуля зафіксовані одиничні сигнали. В результаті на виходах елементів НІ 12 та 15 встановлюються одиничні сигнали. Таким чином, вхідний елемент І 4 і забороняючи елементи І 51,...,5m, 16 відкриті. На вхід 24 пристрою подають тактові імпульси, які через відкритий вхідний елемент І 4 поступають на вхід додавання вихідного лічильника 13 і через відкриті забороняючи елементи І 51,...,5m, 16 на входи віднімання лічильників 11,...,1m та на вхід додавання вихідного лічильника 2 відповідно. При цьому вміст лічильників 11,...,1m зменшується, а вміст вихідних лічильників 7 2 та 13 - збільшується одночасно на одиницю з приходом кожного тактового імпульсу. 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 її, де і=1,...,m, в якому записане мінімальне число, стане дорівнювати нулю, на його інверсному виході 18j ознаки нуля з'являється нульовий сигнал, що закриває забороняючий елемент І 5f і відповідно вхід віднімання лічильника 1;. Одночасно нульовий сигнал ознаки нуля лічильника 1 і подається на відповідний вхід m-вхідних елементів АБО-НІ 10 та І-НІ 11. При цьому на виході елемента І-НІ 11 з'являється одиничний сигнал, який подається на вхід елемента НІ 12. Отже, на виході елемента НІ 12 сформується нульовий сигнал, який припинить надходження тактових імпульсів через забороняючий елемент 116, будучи поданий на один з його входів. В результаті тактові імпульси на входи віднімання лічильника 1; і на вхід додавання вихідного лічильника 2 не поступають. При цьому у вихідному лічильнику 2 зафіксовано значення мінімального числа серед чисел масиву. Разом з тим, одиничний сигнал з виходу m-вхідного елемента І-НІ 11, будучи поданий на перші входи елементів І 61,..., 6k групи, дозволяє проходження через них на виходи 21 пристрою інформації з виходів вихідного лічильника 2, тобто мінімального числа серед масиву чисел. Одночасно нульовий сигнал з інверсного виходу 18i ознаки нуля лічильника 1; подається на відповідний вхід дозволяючого елемента І 8;. Отже, на виходах всіх дозволяючих елементів І 81,...,8m, крім дозволяючого елемента І 8i, формуються одиничні сигнали, оскільки на їх входах присутні одиничні сигнали, і тільки на виході дозволяючого елемента І 8; присутній нульовий сигнал, який подається на R-вхід RS-тригера 8і і залишає його в одиничному стані. Таким чином, на першому виході 19; ознаки пристрою формується одиничний сигнал. Всі інші RS-тригери 3і,..,3m скидаються у нульовий стан за одиничним сигналом на їх Rвходах. Таким чином здійснюється визначення не тільки величини мінімального числа, але й його місце розташування за одиничним сигналом на першому виході 19i, і=1,...,m ознаки пристрою. Одночасно нульовий сигнал з інверсного виходу 18; ознаки нуля лічильника 1j подається на відповідний вхід елемента АБО-НІ 7; та вхід mвхідного елемента АБО-НІ 10, на виході якого нульовий сигнал не змінюється. Отже, лише на виході елемента АБО-НІ 7, з'являється одиничний сигнал, оскільки на обох його входах присутні нульові сигнали. Одиничний сигнал з виходу елеме 63196 8 нта АБО-НІ 7i подається на R-вхід RS-тригера 9i і встановлює його в нульовий стан. Таким чином, на другому виході 20; ознаки пристрою формується нульовий сигнал. Аналогічний процес відбувається при обнуленні кожного з лічильників 11,...,1m у певній послідовності, крім останнього 1i, в якому ще залишається інформація. Коли всі лічильники 11,...,1m обнуляться, нульові сигнали з їх інверсних виходів 181...,18m ознаки нуля подаються на відповідні входи елементів АБО-НІ 71,...,7m та на входи m-вхідного елемента АБО-НІ 10, на виході якого сформується одиничний сигнал, який подається на інші входи елементів АБО-НІ НІ 71,...,7m. В результаті на виходах всіх елементів АБО-НІ 71,...,7m, включаючи елемент АБО-НІ 7j де j=1,...,m, який відповідає останньому обнуленому лічильнику j, з'являються нульові сигнали, які подаються на R-входи RSтригерів 91,...,9m, і не змінюють їх стан. Таким чином, тільки RS-тригер 9j залишається в одиничному стані і на його другому виході 20 j ознаки пристрою присутній одиничний сигнал. Одночасно одиничний сигнал з виходу елемента АБО-НІ 10 подається на 7 вхід елемента НІ 15. Нульовий сигнал з виходу елемента НІ 15 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, на вхід додавання вихідного лічильника 2 через закритий забороняючій елемент І 16 і на вхід додавання вихідного лічильника 13 не поступають. При цьому у вихідному лічильнику 13 зафіксовано значення максимального числа. Отже, на виході елемента АБО-НІ 10 зафіксований одиничний сигнал, який, будучи поданий на перші входи елементів І 14і,...,14m групи, дозволяє проходження через них на виходи 22, пристрою інформації з виходів вихідного лічильника 13, тобто значення максимального числа. Таким чином здійснюється визначення не тільки величини максимального числа, але й його місце розташування за одиничним сигналом на другому виході 20j, j=1,...,m ознаки пристрою. Таким чином здійснюється визначення мінімального та максимального чисел. Отже, роботу пристрою закінчено, на виході 25 сигналу „Кінець" пристрою, який з'єднаний з виходом m-вхідного елемента АБО-НІ 10, присутній одиничний сигнал. Запропонований пристрій для визначення екстремальних чисел має, розширені функціональні можливості за рахунок здатності виконання вибору мінімального і максимального чисел одночасно (з точністю до різниці часів роботи лічильника, в якому записано мінімальне число, і лічильника, у якому записано максимальне число) та визначення їх місце розташування серед чисел масиву. 9 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 63196 Підписне 10 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601