SU1007099A1 - Устройство дл сортировки чисел - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ ЧИСЕЛ, состо щее из т. чеек, где га количество чисел в выходном множест ве, причем кажда   чейка содержит элемент сравнени  и приемный регист выходы разр дов которого соединены с первой группой информационных входов элемента сравнени , отли чающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , кажда   чейка содержит коммутатор и регист результата, причем выходы регистра результата соединены с второй группой информационных входов элемента сравнени  и первой группой информац онных входов коммутатора, установоч ные входы приемного регистра  вл ютс  информационными входами  чейки , а выходы разр дов приемного регистра соединены с установочными входами регистра результата и с второй группой информационных входов коммутатора, а выходы коммутатора  вл ютс  выходами  чейки, входы ус-, тановки приемного регистра и регистра результата в исходное состо ние соединены с входом установки устройства в исходное состо ние, вход управлени  записью приемного регистра и первый вход управлени  записью регистра результата соединены с входом тактовых сигналов устройства, выход элемента сравнени  соединен с вторым входом управлени  записью регистра результата и управл ющим входом коммутатора, управл ющий вход элемента сравнени  соединен с управл юцим входом устройства, группы информационных входов каждой  чейки, кроме первой, соединены с группой выходов предыдущей  чейки, а группа информационных входов первой  чейки  вл етс  группой информационных входов устройства.

Description

Изобретение относитс  к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано в системах обрабо :ки информации при реализации технических бредств цифровых вычислительных машин и дискретной автоматики . Известно многокаскадное сортировочное устройство, содержащее магазинные пам ти дл  упор дочени  списка входных чисел, состо щее из М каскадов, соединённых ПослеДова те ьно, каждый из которых состоит из межкаскадных средств пам ти, стека, элементов пам ти, Средств сравнени  С :) Недостатками этого устройства  вл ютс  его сложность и неоднородность структуры вследствие использовани  принципа разбиени  сортируемых чисел на группы и многокаска ного сравнени . Известно также устройство дл  сортировки п-разр дных чисел, содер -жащее m  чеек, кажда  из которых содержит элементы сравнени , приемный регистр, переключатели, элемент ИЛИ, элементам, триггер, узлы запре та, регистр результата, причем выходы приемного регистра соединены с первой группой входов элементов сравнени , втора  группа входов которых подключена к выходам регистра результата 2 , Недостатком этого устройства  вл етс  низкое быстродействие, посколь ку дл  сортировки m чисел, каждое из которых содержит п-разр дов, тре буетс  т(п+1)тактов работы, что определ етс  принципом поразр дного формировани  в регистре результата очередного сортируемого числа. Целью изобретени   вл етс  повыше ние быстродействи . Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство, состо щее из m  чеек, где tn - количество чисел в выходном множестве, причем кажда   чейка содержит элемент сравнени  и приемный регисГр, выходы разр дов которого соединены с первой группой информационных входов элемента сравнени , кажда   чейка содержит коммутатор и регистр результата, причем выходы регистра результата соединены с второй группой информационных входов элемента сравнени  и первой группой информационных входов . коммутатора, установочные входы приемного регистра  вл ютс  информационными входами  чейки, а выходы разр дов приемного регистра соедине-i ны с установочными входами регистра результата и с второй группой входов коммутатора, а выходы коммутатора  вл ютс  выходами  чейки, входы установки приемного регистра и регистра результата в исходное состо ние соединены с входом установки устройства в исходное состо ние, вход управлени  записью приемного регистра и первый вход управлени  записью регистра результата соединены с в.хр дом тактовых сигналов устройства, выход элемента сравнени  соединен с вторым входом управлени  записью регистра результата и управл ющим входом коммутатора, управл ющий вход элемента сравнени  соединен с управл ющим входбм устройства, группы информационных входов каждой  чейки, кроме первой, соединены с группой выходов предыдущей  чейки, а группа информационных входов первой  чейки  вл етс  группой информационных входов устройства. ; Это позвол ет уменьшить врем  -сортировки до 2т тактов вследствие применени  конвейерного метода и проведени  операции сравнени  одновременно по всем h разр дам сортируемых чисел. На чертеже представлена схема устройства. Устройство сосгсмг из m одинаковых  чеек Ц,...,1,, где т- крличество чисел в выходном Множестве, причем кажда   чейка содержит приемный регистр 2, регистр 3 результата, элемент k сравнени  и коммутатор 5 при этом выходы приемного регистра 2 соединены с первой группой информационных входов элемента 4 сравнени , втора  группа информационных входов которой подключена к выходам регистра 3 результата, а инф рмационные входы 6  чейки соединены с установочными входами приемного регистра 2, выходы которого соединены с установочными входами регистра 3 результата и с первой группой входов коммутатора 5 втора  группа входов которого подключена к выходам регистра 3 результата, а группа выходов коммутатора 5  вл етс  группой выодов 7  чейки, причем входы установки приемного регистра 2 и регистpa 3 результата в исходное состо ние подключены к входу 8 установки устройства в исходное состо ние, а вход управлени  записью приемного регистр

2и первый вход упраВ |1ени  записью регистра 3.результата соединены с входом 9 тактовых сигналов устройства; второй вход управлени  записью регистра 3 резу/А тата и управл ющий вход коммутатора 5 подключены к выходу элемента k сравнени , управл ющий вход 4 оторого подключен к управл ющему входу 10 устройства, информационные входы б каждой  чейки 1, кроме первой, соединены с выходами

7предыдущей  чейки , , а информационные входы б первой  чейки 1-j  вл ютс  информационными входами устройства.

Устройство работает следующим образом.;

Перед началом сортировки приемные регистры 2 и регистры 3 результата всех  чеек устанавливаютс  в исходное состо ние сигналом на входе

8устройства. На вход 9 устройства поступает последовательность тактовых сигналов. Сортируема  последовательность чисел поступает на информационные входы б первой  чейки 1-|. В каждом такте работы на вход

б поступает одно число из этой последовательности . В зависимости от значени  сигнала на управл ющем входе устройства в регистре 3 результата устройства выдел етс  тнаибольших или наименьших чисел.

Дальнейшее описание работы дл  определенности приведено дл  случа  выделени  наибольших чисел. В этом случае регистры 3 результата всех щ чеек перед началом работы должны быть установлены в нулевое состо ние . По тактовому сигналу очередное число со входов б записываетс  в приемный регистр 2  чейки Ц. Записанное число сравниваетс  элементом 4 сравнени  с содержимым регистра

3результата. Если содержимое приемного регистра 2 больше содержимого регистра 3 результата, то элемент

4сравнени  вырабатывает сигнал, который поступает на второй вход управлени  записью регистра 3 результата и по тактовому сигналу разрешает перезапись числа из приемного регистра 2 в регистр 3 результата. Этот же сигнал поступает на вход коммутатора 5, который перезаписывает

число из регистра 3 результата  чейки Ц в приемный регистр 2  чейки Тл.

В этом случае по очередному тактовому сигналу происходит перезапись чисел из регистра 3 результата  чейки Ц в приемный регистр 2  чейки 1 и из приемного регистра 2  чейки 1 в регистр 3 результата  чейки Ц.

Если же чисгю в приемном регистре 2 не больше числа в регистре 3 ре- зультата, тона группу информационных выходов  чейки поступает число, хран щеес  в приемном регистре 1, и по очередному тактовому сигналу происходит перезапись числа из приемного регистра 2  чейки Ц в приемный регистр 2  чейки 2 По этому же тактовому сигналу происходит запись в приемный регистр 2  чейки Ц следующего числа последовательности.

2 tn Р

Работа в  чейках работе в  чейисходит аналогично ке К-,.

В ртезультате сортировки, из последовательности чисел в регистрах 3 результата устройства выдел ютс  m наибольших чисел, причем они распо ложены в пор дке убывани  величины, начина  с первой  чейки.

Врем  сортировки составл ет 2т тактов, что достигаетс  применением конвейерного метода и проведением операции сравнени  одновременно по всем п-разр дам сортируемых чисел.

Сравнение с известным устройством показывает, что выигрыш в быстродействии у данного устройства составл ет 211 раз, где п- разр дность сравниваемых чисел.

В отличие от известного данное устройство не требует предварительной загрузки в устройство всех copтируемых чисел.

Нар ду с повышением быстродействи  устройство вследствие применени  конвейерного метода и исключени  р да элементов имеет однородную структуру что допускает наращиваемость и, следовательно , возможность унификации и применени  при его изготовлении средств микроминиатюризации.

В отличие от известного устрой.ства не требуютс  дополнительные устройст510070996

ва пам ти дл  хранени  отсортирован- Количество чисел во входной посленых чисел, что сокращает количество довательности не ограничено, при оборудовани .этом из них выбираетс  m наибольших..

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ЧИСЕЛ, состоящее из количество чисел в выходном множестве, причем каждая ячейка содержит элемент сравнения и приемный регистр, выходы разрядов которого соединены с первой группой информационных входов элемента сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, каждая ячейка содержит коммутатор и регистр результата, причем выходы регистра результата соединены с второй группой информационных входов элемента сравнения и первой группой информаци ные входы приемного регистра являются информационными входами ячейки, а выходы разрядов приемного регистра соединены с установочными входами регистра результата и с второй группой информационных входов коммутатора, а выходы коммутатора являются выходами ячейки, входы ус-, тановки приемного регистра и регистра результата в исходное состояние соединены с входом установки устройства в исходное состояние, вход · управления записью приемного регистра и первый вход управления записью регистра результата соединены с входом тактовых сигналов устройства, выход элемента сравнения соединен с вторым входом управления записью регистра результата и управляющим входом коммутатора, управляющий ‘вход элемента сравнения соединен с управляющим входом устройства, группы информационных входов каждой ячейки, кроме первой, соединены с группой выходов предыдущей ячейки, ' а группа информационных входов первой ячейки является группой инфор-