SU1124319A1 - Устройство дл перебора сочетаний,размещений и перестановок - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕБОРА СОЧЕТАНИЙ , РАЗМЕЩЕНИЙ И ПЕРЕСТАНОВОК, содержащее первую группу регистров, блок управлени , генератор тактовых импульсов, переключатель, коммутатор , выходной регистр, элемент ИЛИ, причем группа информационных входов коммутатора соединена с выходами регистров первой группы, выход выходного регистра  вл етс  выходом устройства , отличающеес  тем, что, с целью сокращени  количества оборудовани , оно содержит вторую группу регистров, две группы элементов И, две группы элементов ИЛИ, группу элементов сравнени , счетчик, дещифратор, делитель, три элемента задержки, причем блок управлени  содержит группу регистров сдвига, группу триггеров, группу элементов И, группу элементов ИЛИ, группу элементов запрета, элемент ИЛИ, причем управл ющие входы коммутатора соединены соответственно с выходом перво- го регистра сдвига, выходами элементов запрета группы, выходом предпоследнего регистра сдвига блока управлени  и выходом первого элемента .задержки , вход которого соединен с выходом делител , входами размещени  приема регистров первой группы и входом первого регистра сдвига блока управлени , первые входы элементов ИЛИ группы которого соединены с первым входом элемента ИЛИ, входом установки последнего регистра сдвига блока управлени  и входом начальной установки устройства, который соединен с входом установки счетчика, тактовый вход которого соединен с входом делител  и выходом генератора (Л тактовых импульсов, управл ющие входы коммутатора, начина  с второго, соединены соответственно с группой входов переключател , группа выходов которого соединена с соответствующими входами элементов ИЛИ первой груп-; пы, выходы которых соединены с первыми входами элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих регистров первой группы, а выходы  вл ютс  выходами сочетаний устройства, входы k-ro элемента ИЛИ второй группы соединены соответственно с (k-l)-M выходом первой группы, k-м выходом второй группы, (k+1)-M выходом третьей группы коммутатора и k-м входом устройства, (где , ..., п, п количество элементов перебора), выходы элементов ИЛИ второй группы соединены с входами.соответствующих регистров второй группы, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих регистров пер

Description

вой группы, первыми входами еоответ ствующих элементов сравнени  группы и первыми входами соответствукщих :элементов И второй группы, выходы ;которых соединены с соответствую- щими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом выходного регистра, выход счетчика соединен, с входом дешифратора, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов второй группы, выходы перестановок устройства соединены с выходами элементов сравнени  группы, вторые входы которых соединены с выходом счетчика, выход первого элемента задержки соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соеданен с входом третьего элемента задержки (и первыми входами элементов И группы блока управлени , выход третьего элемента задержки соединен с вторым входом

24319

элемента ИЛИ блока управлени , причем в блоке управлени  выход элемента ИЛИ соединен с нулевыми входами триггеров группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов И группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ группы , выходы которых соединены с установочными входами соответствующих соединенных последовательно регистров сдвига группы, единичными входами соответствующих триггеров груп -пы и информационными входами соответствующих элементов запрета группы , управл ющие .входа которых соединены соответственно с выходами всех регистров сдвига с большими номерами , кроме последнего , выход которого соединен с выходом окончани , генерировани  устройства ,

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  построени  спедаализированных вычислительных устройств, пре назначенных дл  решени  задач автоматизированного конструировани  ради . электронной и вычислительной аппарат туры. Известно устройство дл  перебора перестановок, содержащее в каждом разр де регистр, счетчик, элемент ШШ четыре элемента И, элемент задержки и один вспомогательный регистр на все устройство ij . Однако это устройство характеризуетс  низким быстродействием. Кроме того, оно не позвол ет получать размещени  и сочетани . Известно устройство дл  перебора перестановок, содержащее первую и вторую группы циклически соединенных регистров, первую группу элементов И, через которые каждый регистр первой группы соединен с соответствующим регистром второй группы, элемент запрета, группу элементов запрета группу элементов ШШ и вторую группу элементов И, через которые осуществл етс  св зь между регистрами первой группы по длинным либо коротким циклам, последовательно соединенные .счетчики, дешифратор, соединенный с выходами первого счетчика, элементы И, соединенные с выходами дешифратора и с выходами последующих счетчиков, элементы. ШШ, соединенные с одним из выходов дешифратора и выходами упом нутых элементов И, третью группу элементов И, каждый из которых входами соединен с выходами генератора тактовых импульсов и с выходом ;соответствующего элемента ШШ, а выходом - с входом соответствующего регистра первой группы 21, Недостатками известного устройства  вл ютс  низка  функциональна  надежность и невозможность получени  сочетаний и размещений. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  перебора сочетаний, размещений и перестановок, содержащее запоминающую матрицу, регистр сдвига, два элемента И, два триггеpa , генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, блок регистров, выходной регистр, переключатель, коммутатор , блок делени  и блок управлени , причем горизонтальные шины задоминающей матрицы соединены с выходами регистра сдвига, а еевертикаль ные шины через последовательно соеди ненные блок регистров, коммутатор и блок делени  подключены к выходному регистру, выходы блока управлени  соединены с управл ющими входами бло ка делени  и коммутатора, вход запуска устройства соединен с первьм входом первого триггера,второй вход которого подключен к первому выходу регистра сдвига,выход первого триггера подключен к первым входам второго триггера, злемента ИЛИ и первого эле мента И, второй вход которого подклю чен к первому выходу генератора импульсов , выход первого злемента И подключен к пр мому входу регистра сдвига, второй выход генератора импульсов подключен к первому входу второго злемента И, второй вход кото рого подключен к выходу второго триг гера и второму входу злемента ИЛИ, выход которого подключен к входу генератора импульсов, третьи входы первого и второго триггеров через переключатель соединены с соответствующими входами регистра сдвига, выход второго элемента И соединен с инверсным входом регистра сдвига з Недостатком этого устройства  вл  етс  сложность его реализации, а при числе элементов, участвующих в перестановках , больше шести оно оказываетс  практически нереализуемым. Это вызвано тем, что число разр дов регистра сдвига и соответственно число горизонтальных шин запоминающей матрицы представл ют величину-кгде п - число элементов в перестанов ках. Цели изобретени  --сокращение количества оборудовани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  перебора сочетаний, размещений и перестановок содержащее первую группу регистров, блок управлени , генератор тактовых импульсов, переключатель, коммутатор ., выходной регистр, элемент ИЛИ, причем группа информационных входов коммутатора соединена с выходами репп гистров первой группы, выход выходного регистра  вл етс  выходом устройства , включает в себ  вторую группу регистров, две группы элементов И, две группы элементов ИЛИ, группу элементов сравнени , счетчик, дешифратор , делитель, три элемента задержки, причем блок управлени  содержит группу регистров сдвига, группу триггеров, группу элементов И, группу элементов ИЛИ, группу элементов запрета и элемент ИЛИ, причем управл ющие входы коммутатора соединены , соответственно с выходом первого регистра сдвига, выходами эле1ментов запрета группы, выходом предпоследнего регистра сдвига блока управлени  и выходом первого злемента задержки, вход которого соединен с выходом делител ,входами размещени  приема регистров первой группы и входом первого регистра сдвига блока управлени , первые входы элементов ИЛИ группы которого соединены с первым входом элемента ИЛИ, входом установки последнего регистра сдвига блока управлени  и входом начальной установки устройства, который соединен с ВХОДОМ установки счетчика, тактовый вход которого соединен с входом делител  и выходом генератора тактовых импульсов, управл ющие входы коммутатора, начина  с второго, соединены соответственно с группой входов переключател , группа входов которого соединена, с соответствующими входами элементов ИЛИ первой группы , выходы которых соединены с первыми входами элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих регистров первой группы, а выходы  вл ютс  выходами сочетаний устройства , входы k-ro злемента ИЛИ второй группы соединены соответственно с ( k-l)-M выходом первой группы, k-м выходом второй группы, (k+1)-M выходом третьей группы коммутатора и k-M входом устройства (где , ..., п, п - количество элементов перебора ) , выходы элементов ИЛИ второй группы соединены с входами соответствующих регистров второй группы, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих регистров первой группы, первыми входами соответствующих элементов сравнени  группы и первыми входами соответствующих элементов И второй группы, выходы которых соединены с соответст вующими входами элемента ШШ, выход которого соединен с входом выходного регистра, выход счетчика соединен с входом дешифратора, выходы которого соединены с вторыми входами соот- . ветствующих элементов И второй группы , выходы перестановок устройства соединены с выходами элементов срав нени  группы, вторые входы которых соединены с выходом счетчика, выход первого элемента задержку соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом третьего элемента задержки и первыми входами элементов И группы блока управлени , выход третьего элемента задержки соединен с вторьм входом элемента ИЛИ блока 5гаравлений причем в блоке управлени  выход элемента ИЛИ соединен с нулевыми входами триггеров группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответ ствующих элементов И группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов ШШ группы , выходы которых соединены с установочными входами соответствующих последовательно соединенных регистров сдвига группы, единичными входами соответствующих триггеров групп и информационными входами соответствующих элементов-запрета группы, управл ющие входы которьпс соединены соответственно с выходами всех регис ров сдвига с большими номерами, кроме последнего, выход которого соединен .с выходом окончани  генерировани  устройства,. На фиг. 1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства дл  перебора сочетаний, размещений и перестановок дл  случа  п ти переставл емых элементов; на фиг. 2 - струк- турнач схема блока управлени . Устройство дл  перебора сочетаний размещений и перестановок содержит первую группу регистров, комму татор 2, состо щий из групп элементов И и групп элементов ИЖ, блок 5 управлени , блок 6 переключателей, первую группу ) элементов ШШ, первую группу 8j-8 элементовИ, вторую группу эле ментов ИЛИ с входами , вторую группу 11,-115 регистров, вторую группу 12,-125 элементов И, групп , элементов -сравнени  с выходами , счетчик 15, дешифратор 16, элемент ИЛИ 17, выходной регистр 18, генератор 19 тактовых импульсов, делитель 20, элементы 21, 22 и 23 задержки, вход 24 установки исходного состо ни , выход 25 окончани  генерировани . Блок 5 управлени  содержит последовательно соединенные регистры 26|А 26 сдвига, триггеры , элементы , запрета, элементы И 29,-293, элементы ШШ 30,-30з и ИЛИ 31, причем число разр дов в регистре 26 сдвига равно двун, а в каждом последующем ца единицу больше, чем в предьщущем-(входы и выходы блока 5 управлени  на фиг. 2 расположены в строгом соответствии с их расположением на фиг. 1). Устройство дл  перебора сочетаний , размещений и перестановок может работать в трех режимах: генерирование перестановок,, генерирование размещений и генерирование сочетаний. Дл  генерировани  перестановок по входам 10 в регистре 11 записываютс  исходные элементы, например числа 1, 2, 3, 4, 5, причем запись этих чисел в регистре 1 может производитьс  в любом пор дке. Дл  удобства будем считать, что эти числа записаны в возрастающем пор дке, начина  с верхнего регистра 11. На вход 24 подаетс  сигнал установки в исходное состо ние блока 5 и счетчи-ка 15. Первый тактовый импуйьс с выхода делител  20 производит перепись элементов , т.е. чисел 1, 2, 3, 4и5, из регистров 11 в соответствующие регистры 1 и одновременно устанавливает единицу на первом выходе блока 5. Благодар  этому задержанный элементом 21 первый тактовый импульс, поступа  на входы всех групп элементов И коммутатора 2, переписывает числа из регистра 1,j в регистр 11U, из регистра 1 в регистр 11, из регистра 1 в регистр 11, из регистра 1д в регистр 1Ц и из регистра 1 в регистр 11j. Задержанный эле ментами 22 и 23 первьй тактовый импульс , поступа  на второй и третий входы блоков 5, никаких изменений не производит. Тактовые импульсы с генератора 19 тактовых импульсов, частота кото

71

рых в п раз вьппе, чем с выхода делител  20 (п - число элементов в перестановках ) , поступа  на счетчик 15, суммируютс . Так как выходы счетчика 15 соединены со всеми элементами 13 сравнени , то при поступлении каждого тактового импульса на этот счетчик, в одном из элементов 13 сравнени  проис: одит сравнение кодов счетчику 15 и соответствующего регистра 11. На выходе 14 той схемы 13 сравнени , где произошло сравнение , по вл етс  сигнал. Кроме того, производитс  перепись содержимого соответствующего регистра 11 через элементы И 12 и ИЛИ 17 на выходной регистр 18.

После этого на выходе делител  20 по вл етс  второй импульс, который переписывает числа из регистров 11,j1Ц в регистры соответственно. Этот же импульс проходит на выход . регистра 26 блока 5 и по вл етс  на втором его выходе, переводит в единичное состо ние триггер 27 и поступает с выхода регистра 2в на вход регистра 2б2.

В соответствии с этим задержанный второй импульс с выхода элемента 21 переписывает числа 2, 3, 1, 4, 5 из регистров регистры соответственно. Этот же импульс, пройд  через элемент 22 задержки, поступает на второй вход блока 5 и через открытый элемент И 291 и элемент ИЛИ 30 сбрасывает регистр 26 в исходное состо ние, а пройд  через элемент 23 задержки, поступает на третий вход блока 5 и через элемент ИЛИ 31 устанавливает в исходное состо ние триггер 27.

. Далее, аналогичным образом,, по тактовым импульсам генератора 19 начт.чаетс  сравнение чисел в элементах сравнени  и сигнал последовательно по вл етс  на выходах

14- 2 4 5 Одновремен но по сигналам с дешифратора 16 пере писываютс  числа 2, 3, 1, 4, 5 из ре гйстров Ц в регистр 18. Таким образом, параллельна  форма представ лени  перестановок в регистрах 114 llj преобразуетс  в последовательную форму в регистре 18 и пространственно-временную форму последовательности по влени  сигналов на выходах элементов срав нени .

243198

.После перебора всех 120 перестановок на выходе 25 регистра 264 по вл етс  сигнал, который  вл етс  сигналом окончани  работы в режиме 5 генерировани  перестановок.

При генерировании размещений работа не отличаетс  от режима генерировани  перестановок. Различие заключаетс  лишь в том, что перед

10 началом работы числа, отличные от нул , нужно занести не во все регистры 11, а лишь в некоторые. Так, например, при генерировании размещений из 5 по 2 в л.обые два регистра

15 необходимо .записать числа,, отличные от нул . Сравнение чисел происходит лишь в тех элементах 13 сравнени , на которые поступают, из регистров 11 не нулевые числа. Поэтому

20 за каждый цикл пересчета счетчиком 15 тактовых импульсов с генератора 19 сигнал по вл етс  на выходах только двух схем 13 сравнени  из п ти . Но поскольку числа в регистрах

5 11 в каждом цикле мен ютс , то к моменту по влени  сигнала конца работы устройства (на выходе 25 блока 5) перебираютс  всевозможные комбинации пар элементов 13 сравнени ,

0 в которых происходит сравнение чисел , и на соответствующих выходах 14 по вл ютс  сигналы. Все эти комбинации пар элементов сравнени   вл ютс  размещени ми из 5 по 2. Таким образом, получаем все размещени  из 5 по . в форме пространственновременной последовательности по влени  сигналов- на выходах 14.

В режиме генерировани  сочетаний

Q информаци  снимаетс  с выходов элементов И .. Исходна  установка така  же, как и в режиме генерировани  перестановок. Переключателем 6 задаетс  число элементов из общее ГО числа, которые должны участвовать в формировании сочетаний. Так, если замкнут первьп контакт переключател  6, то формируютс  сочетани  из 5 по 4, если второй - из 5 по 3,

Q если третий - из 5 по 2.

Принцип формировани  сочетаний основан на периодическом исключении из перестановок лишних комбинаций. Так, при замкнутом третьем контакте 5 переключател  6 на выходах, элементов И 8, и 82 по вл ютс  через одну комбинацию все сочетани  элементов из 5 по 2. При замкнутом втором контакте 9112А3 ka выходе элементов И 8, Sg, 83 по вл ютс  через шесть комбинаций все сочетани  из 5 по 3 и т.д. /Таким образом, предлагаемое устройство дл  перебора сочетаний, раз- 5 мещений и перестановок позвол ет генерировать перестановки, размещени  и сочетани , причем перестановки представл ютс  в форме не только парал9 лельных но и последовательных кодов, форме пространственно-временной последовательности по влени  .сигналов на выходах элементов сравнени . Исключение из устройства сдвигового регистра, запоминающей матрицы, блока делени  и замена их группами элементов И, 1ШИ, обуславливает сокращение количества оборудовани .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕБОРА СОЧЕТАНИЙ, РАЗМЕЩЕНИЙ И ПЕРЕСТАНОВОК, содержащее первую группу регистров, блок управления, генератор тактовых импульсов, переключатель, коммутатор, выходной регистр, элемент ИЛИ, причем группа информационных входов коммутатора соединена с выходами регистров первой группы, выход выходного регистра является выходом устройства, отличающее ся тем, что, с целью сокращения количества оборудования, оно содержит вторую группу регистров, две группы элементов И, две группы элементов ИЛИ, группу элементов сравнения, счетчик, дешифратор, делитель, три элемента задержки, причем блок управления содержит группу регистров сдвига, группу триггеров, группу элементов И, группу элементов ИЛИ, группу элементов запрета, элемент ИЛИ, причем управляющие входы коммутатора соединены соответственно с выходом перво- . го регистра сдвига, выходами элементов запрета группы, выходом предпоследнего регистра сдвига блока управления и выходом первого элемента за держки, вхоп которого соединен с выходом делителя, входами размещения приема регистров первой группы и входом первого регистра сдвига блока управления, первые входы элементов ИЛИ группы которого соединены с первым входом элемента ИЛИ, входом установки последнего регистра сдвига блока управления и входом начальной установки устройства, который соеди нен с входом установки счетчика, тактовый вход которого соединен с входом делителя и выходом генератора' тактовых импульсов, управляющие входы коммутатора, начиная с второго, соединены соответственно с группой входов переключателя, группа выходов g которого соединена с соответствующими входами элементов ИЛИ первой труп-: пы, выходы которых соединены с первыми входами элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих регистров первой группы, а выходы являются выходами сочетаний устройства, входы к-го элемента ИЛИ второй группы соединены соответственно с (к-1)-м выходом первой группы, к-м выходом второй группы, (к+1)-м выходом третьей группы коммутатора и к-м входом устройства, (где к=1, ...., η, η количество элементов перебора), выходы элементов ИЛИ второй группы соединены с входами.соответствующих регистров второй группы, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих регистров пер вой группы, первыми входами соответствующих элементов сравнения группы и первыми входами соответствующих элементов И второй группы, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом выходного регистра, выход счетчика соединен, с входом дешифратора, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов второй группы, выходы перестановок устройства соединены с выходами элементов сравнения группы, вторые входы которых соединены с выходом счетчика, выход первого элемента задержки соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом третьего элемента задержки |и первыми входами элементов И группы блока управления, выход третьего элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ блока управления, причем в блоке управления выход элемента ИЛИ соединен с нулевыми входами триггеров группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответ· ствующих элементов И группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с установочными входами соответствующих соединенных последовательно регистров сдвига группы, единичными входами соответствующих триггеров труп· пы и информационными входами соответствующих элементов запрета группы , управляющие входы которых соединены соответственно с выходами всех регистров сдвига с большими номерами , кроме последнего , выход которого соединен с выходом окончания, генерирования устройства .