Пристрій для впорядкування чисел

Реферат: Пристрій для впорядкування чисел містить перший і другий лічильники, перший і другий блоки пам'яті, блок порівняння, перший і другий елементи АБО та комутатор. Додатково введено перший і другий блоки пам'яті індексів. UA 113594 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВПОРЯДКУВАННЯ ЧИСЕЛ UA 113594 U UA 113594 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пропонована корисна модель належить до обчислювальної техніки, а саме до арифметичних цифрових пристроїв, і може бути використана в машинобудівних технологіях. Відомий пристрій для вибору чисел, який містить процесори, блоки пам'яті, блок керування та комутатор, при цьому виходи блоків пам'яті підключено до інформаційних входів комутатора, виходи якого підключено до перших входів процесорів, другі входи яких підключено до виходу блока керування [1]. Недоліки аналога: вибір чисел не забезпечує їх впорядкування, що обмежує функціональні можливості пристрою. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі по технічній суті та результату, що досягається, є пристрій для впорядкування чисел, який містить перший і другий лічильники, перший і другий блоки пам'яті, блок порівняння, перший і другий елементи АБО та комутатор, при цьому тактовий вхід та вхід скидання підключено відповідно до синхровходів та входів скидання першого та другого лічильників, виходи переповнення яких підключено до перших входів відповідно першого та другого елементів АБО, виходи яких підключено до входів блокування рахування відповідно першого та другого лічильників, інформаційні виходи яких підключено відповідно до адресних входів першого та другого блоків пам'яті, виходи яких підключено відповідно до першого та другого інформаційних входів комутатора та відповідно до першого та другого входів блока порівняння, вихід якого підключено до другого інверсного входу першого елемента АБО, другого входу другого елемента АБО та управляючого входу комутатора, вихід якого підключено до виходу пристрою [2]. Недоліки прототипу: перший та другий блоки пам'яті повинні зберігати вже впорядковані послідовності чисел, що обмежує функціональні можливості пристрою. Задача корисної моделі - створення пристрою для впорядкування чисел, в якому шляхом введення першого та другого блоків пам'яті індексів забезпечено довпорядкування чисел, які зберігаються в двох блоках пам'яті у вільному порядку, однак зчитуються впорядкованими за адресами, розташованими в блоках пам'яті індексів, що розширює функціональні можливості пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій для впорядкування чисел, що містить перший і другий лічильники, перший і другий блоки пам'яті, блок порівняння, перший і другий елементи АБО та комутатор, при цьому тактовий вхід та вхід скидання підключено відповідно до синхровходів та входів скидання першого та другого лічильників, виходи переповнення яких підключено до перших входів відповідно першого та другого елементів АБО, виходи яких підключено до входів блокування рахування відповідно першого та другого лічильників, виходи першого та другого блоків пам'яті підключено відповідно до першого та другого інформаційних входів комутатора та відповідно до першого та другого входів блока порівняння, вихід якого підключено до другого інверсного входу першого елемента АБО, другого входу другого елемента АБО та управляючого входу комутатора, вихід якого підключено до виходу пристрою, згідно з корисною моделлю, введено: перший і другий блоки пам'яті індексів, при цьому інформаційні виходи першого та другого лічильників підключено до адресних входів відповідно першого та другого блоків пам'яті індексів, виходи яких підключено до адресних входів відповідно першого та другого блоків пам'яті. Технічний ефект від запропонованого рішення полягає в тому, що шляхом введення першого та другого блоків пам'яті індексів забезпечується впорядкування чисел при їх вільному розташуванні в першому та другому блоках пам'яті, що розширює функціональні можливості пристрою. Розширення функціональних можливостей пристрою можна оцінити позитивно, враховуючи що зберігання чисел впорядкованими не завжди є природним і при зберіганні природного розташування чисел потребує подвоєння пам'яті, що при довгих числах суттєво перевищує обсяг блоків пам'яті індексів, за допомогою яких можна зчитувати числа впорядкованими при вільному розташуванні. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями: на фіг. 1 зображено пристрій для впорядкування чисел, що містить перший 1 та другий 2 лічильники, перший 3 та другий 4 блоки пам'яті індексів, перший 5 та другий 6 блоки пам'яті, блок порівняння 7, перший 8 та другий 9 елементи АБО, комутатор 10, вхід R скидання, тактовий вхід С та вихід S пристрою, при цьому вхід R пристрою підключено до входів R скидання лічильників 1 та 2, вхід С пристрою підключено до синхровходів С лічильників 1 та 2, інформаційні виходи А яких підключено відповідно до адресних входів блоків 3 та 4, а виходи Р переповнення підключено відповідно до перших входів елементів АБО 8 та 9, виходи яких підключено відповідно до входів V блокування рахування лічильників 1 та 2, виходи блоків 3 та 4 підключено відповідно до адресних входів блоків 5 та 6, виходи яких підключено відповідно до першого та другого інформаційних входів 1 UA 113594 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 комутатора 10 і відповідно до першого та другого входів блоку 7, вихід якого підключено до другого інверсного входу елемента АБО 8, другого входу елемента АБО 9 та управляючого входу Y комутатора 10, вихід якого підключено до виходу S пристрою. На фіг. 2 показано часові діаграми роботи блоків пристрою, а саме для входів R, С пристрою, виходів А та Р лічильників 1 та 2, що позначені як "СЧ 1 А", "СЧ 1 V", "СЧ 2 А", "СЧ 2 V", блоків 3-7, що позначені як "БПІ 3", "БШ 4", "БП 5", "БП 6" та "БС 7", а також виходу S пристрою. Числа, що зчитуються з блоків пам'яті 3 та 4 пронумеровано 0, 1,…, N та 0, 1,…, N*, відповідно, де N та N* - обсяги блоків пам'яті, зменшені на одиницю. Для прикладу індекси, що зчитуються з блоків 3 та 4 приймають значення відповідно 15, 7,…, 13 та 11,…, 9. Вони є адресами для блоків 5 та 6. За цими адресами з блоків 5 та 6 зчитуються числа відповідно 3, 8,…, 21 та 6,…, 54, що впорядковані за зростанням їх величини. Пристрій працює у такий спосіб. На вхід R пристрою та відповідно на входи R скидання лічильників 1 та 2 подається сигнал, що встановлює лічильники 1 та 2 у нульове значення. На вхід С пристрою та відповідно на синхровходи С лічильників 1 та 2 подаються синхроімпульси, що тактують їх роботу. В блоках 3 та 4 розміщено послідовності індексів, що є адресами, за якими відповідно в блоках 5 та 6 розташовано послідовності чисел, впорядкованих за величиною значень у напрямку їх збільшення. Послідовності індексів записано за послідовністю зростаючих з кроком 1 адрес на входах блоків 3 та 4. Лічильники 1 та 2 формують послідовності кодів адрес 0, 1,…, N та 0, 1,…, N*, які подаються на адресні входи відповідно блоків 3 та 4. З їх виходів зчитуються індекси, які подаються відповідно на адресні входи блоків 5 та 6, на перший та другий входи блока 7 і перший та другий інформаційні входи комутатора 10. На виходах Р переповнення лічильників 1 та 2 формується нульове значення, що переходить у одиничне значення на останньому коді N та N*, відповідно. Ці значення подаються на перші входи елементів АБО 8 та 9 відповідно. Блок 7 формує одиничне значення, якщо з блока 5 зчитується менше відповідне число, ніж з блока пам'яті 6, і нульове значення у противному випадку. Одиничне значення інвертується, проходячи елемент АБО 8 за інверсним другим входом при нульовому значенні на першому вході, та нульовим значенням на вході V блокування рахування дозволяє лічильнику 1 збільшити код адреси на одиницю. При цьому другий вхід елемента АБО 9 та його вихід приймають одиничне значення, що приходить на вхід V блокування рахування лічильника 2 та забороняє йому змінювати код на виході А На останньому коді N одиничне значення на виході Р переповнення лічильника 1 встановлює елемент АБО 8 у одиничне значення, що блокує подальше рахування, фіксуючи на виході лічильника 1 останній код N, а на виході блока 3 останній індекс числа. Нульове значення з виходу блока 7 приходить на другий вхід елемента АБО 9 і встановлює нульове значення на його виході (при нульовому значенні на першому вході) та вході V блокування рахування лічильника 2, дозволяючи йому збільшити код адреси на одиницю. При цьому другий інверсний вхід елемента АБО 8 та його вихід приймають одиничне значення, що приходить на вхід V блокування рахування лічильника 1 та забороняє йому змінювати код на виході А На останньому коді N* одиничне значення на виході Р переповнення лічильника 2 встановить елемент АБО 9 у одиничне значення, що заблокує подальше рахування, фіксуючи на виході лічильника 2 останній код N*, а на виході блока 4 - останній індекс числа. Комутатор 10 приймає значення з виходу блока порівняння 7 на вхід Y управління, вибирає з виходів блоків 5 та 6 найменше число та видає його на вихід S пристрою, забезпечуючи таким чином формування впорядкованої послідовності чисел. Для наведеного прикладу чисел 3, 8,…, 21 та 6,…, 54, що зчитуються впорядкованими з блоків 5 та 6, на виході S пристрою формується впорядкована послідовність чисел 3, 6,…, 21,…, 54. Пристрій може бути використаний для побудови обчислювальних систем, що виконують сортування числових даних. Джерела інформації: 1. Мельник А.О. Архітектура комп'ютера. Наукове видання. - Луцьк: Волинська обласна друкарня, 2008. - 470 с., стор. 438, рис. 12.16; 2. Патент на корисну модель № 101606 Україна, МПК G 06 F 7/022 (2006.01). Пристрій для впорядкування чисел /О.В. Дрозд, С.А. Нестеренко, Ю.В. Дрозд, Д.В. Щербак. - № u2015 02306; Заявлено 16.03.2015; Опубл. 25.09.2015, Бюл. № 18. 2 UA 113594 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Пристрій для впорядкування чисел, що містить перший і другий лічильники, перший і другий блоки пам'яті, блок порівняння, перший і другий елементи АБО та комутатор, при цьому тактовий вхід та вхід скидання підключено відповідно до синхровходів та входів скидання першого та другого лічильників, виходи переповнення яких підключено до перших входів відповідно першого та другого елементів АБО, виходи яких підключено до входів блокування рахування відповідно першого та другого лічильників, виходи першого та другого блоків пам'яті підключено відповідно до першого та другого інформаційних входів комутатора та відповідно до першого та другого входів блока порівняння, вихід якого підключено до другого інверсного входу першого елемента АБО, другого входу другого елемента АБО та управляючого входу комутатора, вихід якого підключено до виходу пристрою, який відрізняється тим, що введено перший і другий блоки пам'яті індексів, при цьому інформаційні виходи першого та другого лічильників підключено до адресних входів відповідно першого та другого блоків пам'яті індексів, виходи яких підключено до адресних входів відповідно першого та другого блоків пам'яті. 3 UA 113594 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4