SU1156060A1 - Устройство дл выделени экстремального числа - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО ЧИСЛА, содержащее m поразр дных узлов анализа (т - количество разр дов сравниваемых чисел), каждый из которых включает многовходовый элемент ИЛИ, элементы И и НЕ, причем шина каждого -го разр да первого числа устройства, где 1.2, ...,т, соединена с первьм вхо .дом многовходового элемента ИЛИ (т- 1 + 1)-Го поразр дного узла анализа, шина i -го разр да каждого из R остальных чисел соединена с одним из П остальных входов многовходового элемента ИЛИ i -го поразр дного узла анализа, BI -м поразр дном узле анализа выход многовходового элемента ИЛИ подключен к входу элемента НЕ и первому входу первого элемента И, выход которого  вл етс  выходом t-го разр да экстремального числа устройства, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей 5 устройства за счет вь дeJfeни  кроме максимального также минимального числа, в каждый поразр дный узел анализа введены второй и третий элементы И и двухвходовой элемент ИЛИ, 1выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход элемента НЕ соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы вторых элементов И всех поразр дных узлов анализа соединены с шиной разрешени  выделени  максимального числа устройства, подключенной также к первому входу двухвходового элемента ИЛИ и третьему входу второго элемента И первого поразр дного узла анализа, выход вто (Л рого элемента И i-го поразр дного узла анализа, где j 1,2, ...-, (m- t), соединен с первым входом, двухвходового элемента ИЛИ и третьим входом второго элемента И (j + 1)-го поразр дного узла анализа, вторые входы третьих элементов И всех поразр дных узлов анализа соединены с шиной, разрешени  вццелени  минимальСП него числа устройства, подключенной ф также к второму входу двухвходового ср элемента ИЛИ и третьему входу третьеСП го элемента Ит-го поразр дного узла анализа, второй вход двухвходового элемента ИЛИ и третий вход третьего элемента И j-го поразр дного узла анализа подключены к выходу третьего элемента И (J + 1)-го поразр дного узла анализа.

Description

111 Изобретение относитс  к технической кибернетике и может быть использовано дл  построени  технически средств классификации, распознавани  образов, поиска информации и автоматизации прин ти  решений в нечетких услови х. Устройство предназначено дл  реализации операций дизъюнкции, конъюнк ции и импликации Над нечеткими переменными (высказывани ми) в нечетной логике Л.Заде, где результат С опера ции дизъюнкции п нечетных переменных ( 1 1,2, ...п ) вычисл етс  по формуле С max & , результат Ц операции конъюнкции h нечетких переменных 8 вычисл етс  по формуле 1Ги п Bi , а результат D операции импликации А - В; двух нечетких пере менныу А и 6, вычисл етс  по формуле О max (1 -А, В;). Здесь А , В; (U 1,2, .. . п ) С ;D , t - числа из интервала представленные т-разр дным унитарным кодом (один из m ). Кроме того, устройство можно использовать дл  выделени  крайней старшей или краГтней младшей единиц из т-разр дного двоичного кода числа. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство состоит из m поразр дньж УЗЛОВ анализа t ,, 1, ..., 1, содержащих элемент ИЛИ 2, элемент ИЛИ 3, элементы И 4-6 и элемент НЕ 7 8 дл  подач группу шин 8,, 8 первого числа, m групп 9, 9, ... 9 по п шин в каждой дл  подачи соответственно 1-го, 2-го ...m -го разр да каждого из h остальных чисел, шины WAX to разрешени  выделе ни  максимального числа, шины MiN 11 разрешени  вьщелени  минимального числа и выходных шин 12,, t2 12. Назначение каждого из m идентичны поразр дных узлов анализа состоит в выполнении дизьюнкциисоответствуюищх разр дов унитарных кодов чисел, пода ных на вход элемента ИЛИ 3, в выдаче результата дизъюнкции на выход узла через незаблокированньй элемент И 4, в выработке сигнала дл  блокировки элементов И 4 младших узлов анализа в режиме выделени  максимального числа и дл  блокировки элементов И 4 0 старших узлов анализа в режиме выделени  минимального числа. В каждом из m поразр дных узлов анализа все информационные входы  вл ютс  соответствующими входами элемента ИЛИ 3, первым управл ющим входом - вход элемента И 5, вторым управл ющим входом - вход элемента И 6, первый блокировочный вход соединен с входом элемента ИЛИ 2 и с входом элемента И 5, второй блокировочный вход соединен с входом элемента ИЛИ 2 и с вхрдом элемента И 6, первым блокировочным входом  вл етс  выход элемента И 5, вторым блокировочнь{м выходом - выход элемента И 6, информационным выходом  вл етс  выход элемента И А, выход элемента ШЖ 2 соединен с входом элемента И 4, выход элемента ИЛИ 3 соединен с входами элементов И 4 и НЕ 7, выход которого соединен с входами элементов И 5 и 6. Первый информационный вход каждого 1-го узла анализа соединен с шиной 8 первого числа А , где k (m-i + + 1), а каждый из остальньк П информационных входов соединен с шиной 9j 1 -го разр да одного из п о-.тальных чисел В. Шина МАХ 10 соединена с первым управл ющим входом каждого 1 -го поразр дного узла анализа к с первым блокировочным входом первого узла анализа 1, . Шина Ml N 11 соединена с вторым управл ющим входом каждого -го поразр дного узла анализа 1 и с вторьм блокировочньм входом последнего m-го узла анализа 1j. Первый блокировочный выход и второй блокировочный вход 1-го узла анализа соединены соответственно с первьм блокировочным входом и вторым блокировочнь  выходом (i+1)-ro узла анализа 1,, , где i 1,2, ..., .Информационные выходы поразр дных узлов анализа  вл ютс  выходньми IZ,, 12у12 устройства. Использование унитарного кода приводит к экономии оборудовани , необходимого дл  вычислени  резуль-татов операции дизъюнкции, конъюнкции и импликации. Экономи  возрастает с уменьшением числа разр дов дл  представлени  вводимой информации, что особенно существенно дл  устройств, реализующих операции нечеткой логики, где нет необходимости представл ть числа с большой точностью. Последнее| объ сн етс  тем, что степени истинности (значени ) нечетных переменных или высказьшаний,  вл ющихс  аргументами , .устанавливаютс  субъективно оператором, дл  которого точность оценки степеней истинности нечетных переменных, равна  0.1, уже  вл етс  достаточно высокой. Дл  представлени  чисел с шагом 0.1 в диапазоне от О до 1 требуетс  всего 11 разр дов унитарного кода. Каждый разр д, начина  справа,кодирует последовательно числа О, 0.1, 0,2, ..., 1. Такое дискретное представление чисел не приводит к потере точности при вычис лени х, поскольку дл  логических операций область определени  аргумен та и область значений результата  вл ютс  одним и тем же множеством. Алгоритм работы устройства следующий . Вычисление дизъюнкции П нечетных переменных состоит в выполнении поразр дной дизъюнкции унитарных кодов этих чисел и в последующем выделении из полученного кода старшей единицы. Вычисление конъюнкции п не . четных переменных состоит также в выполнении поразр дной дизъюнкции унитар ных кодов этих чисел и в последующем вы дёлении из полученного кода младшей единицы, а не старшей, как при вычис лении дизъюнкции. Простота этих алго , ритмов свидетельствует о преимуществ унитарного кода перед двоичным в данном случае. Вычисление результата D импликации Л- В двух нечетких переменных А и 8i| состоит в получении разности (1-А) и нахождении дизъюнкции чисел (1-А) и 8| в указанном пор дке. Дл  получени  унитарного кода разности 1-А необходимо единицу, состо щую в i -м разр де m-разр дного унитарного кода числа А переписать в (п1-1 + 1)-й разр д, а в i -м разр де записать 0. Например, приm 11 и ,3 в коде числа А будет в 8-м разр де слева (счита  от самого старшего разр да), а в коде ,7 единица будет в 4-м разр де слева, так как It-8+1 4. В устройстве значение-разности 1-А образуетс  за счет инверсного пор дка Подключени  шин разр дов числа ft к первым входам элементов ИЛИ 3 всех поразр дных узлов анализа. Тем самым вместо кода числа А фактически подаетс  код числа 1-А. 11 04 Устройство работает следующим образом. При вычислении операции дизъюнкции ;Г| нечетких переменных на все шины 8 1 шину MiN 11 подаютс  нулевые сигналы, а на шину MhX 10 - единич- ный сигнал. На шины 9( подаютс  u--e разр ды унитарных кодов каждого из П чисел В ,9 , ..., Р„. Если требуетс  выполнить дизъюнкщпо меньшего числа нечетких переменных, то на шины остальных переменных подаютс  нулевые сигналы. На выходах элементов ИЛИ 3 поразр дных узлов анализа образуетс  код, представл ющий собой поразр дную дизъюнкщда кодов чисел 8, , Bj , ..., 8 . Пусть в этом коде старша  единица находитс  в 1-н разр де. Единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 3 в первом узле анализа через элемент И 4 поступает на выход 12| устройства , так как на другой вход элемента И 4 подаетс  единичный сигнал с шины МДХ 10 через элемент ШШ 2, Кроме того, этот же единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 3, инвертиру сь элементом НЕ 7, запирает всю цепочку из m последовательно соединенных элеменj-oB И 5, обусловленна  тем самым нулевой сигнал на первом из входов элемента ИЛИ 2 в каждом поразр дном узле анализа 1 , 1, .. ., Ip,. На второй вход элемента ИЛИ 2 каждого -го из поразр дных-уз лов анализа подаетс  нулевой сигнал с шины M/N 11 через элемент И 6 (i-fl)-ro пор зр дного узла анализа, где , 2, ...,m-t, а на второй вход элемента ИЛИ 2 последнего га-го узла анализа нулевой сигнал .подаетс  непосредственно с шины MiN 11. Нулевой сигнал с выхода элемента ИЛИ 2 в каждом из поразр дных узлов анализа 1„ , 1 «2 , i, ..., 1 блокирует элемент И 4, обуславлива  тем самым нулевой сигнал на выходе соответствующего узла анализа независгою от состо ни  выходов элементов ИЛИ 3 в этих узлах анализа. Пусть в коде, образованном Состо и ми выходов элементов ИЛИ 3 всех оразр дных узлов анализа, старша  диница находитс  в -м разр де, где S1i т, В этом случае описание.раоты группы поразр дных узлов анализа ,ц.1 , п аналогично рассмот- . енному, если с выхода элемента И 5

(i-l)-ro узла анализа на первый блокировочный вход 1 -го узла анализа подан единичный сигнал. Покажем, что дл  .рассматриваемого случа  на выходах элементов И 5 всех поразр дных узлов анализа 1 ц, 1 1,4i будет единичный сигнал.

Действительно, во всех этих поразр дных узлах анализа на выходах элементов ИЛИ 3 имеетс  нулевой сигнал, а на первых блокировочных входах имеетс  единичный сигнал. Дл  первог узла анализа этот единичный сигнал снимаетс  с шины МАК 10 и, поступа  затем на вход элемента И 5 совместно с нулевым сигналом, сн тьм с выхода элемента ИЛИ 3 и проинвертированньм элементом НЕ 7, и с сигналом с шины МАХ 10, обусловит единичный сигнал на выходе элемента И 5 и тем самьм единичный сигнал на первом блокировочном входе второго узла анализа. Аналогичным образом происходиг формирование единичного сигнала на вьпсодах элементов И 5 поразр дных узлов анализа tj, 1, .. l-l

На информационных выходах 12|, 12, ... 2 ., соответствующих узло анализа будут нулевые сигналь, проредшие с выходов элементов ИЛИ 3 через элементы И 4. Таким образом, на выходе устройства будет унитарный код с единицей BI -м разр де, что соответствует унитарному коду максимального из чисел В,8 2 П

При вычислении операции конъюнкци устройство работает аналогично, как и при вычислении дизъюнкции. Шины 8 и 9 наход тс  в том же состо нии. Отличие з ключаетс  лишь в следующем. Fla шину МАХ 10 подаетс  нулевой сигнал , а на шину MiN 11 - единичный сигнал. Нулевые сигналы с шины ( 10 запирают элементы НЕ всех поразр дных узлов анализа. Единичный сигнал с шины М IN И, поступа  на входы всех элементов И 6 и на второй блокировочный вход младшеготп-го поразр дного узла анализа, подготавливает цепочку из последовательно соединенных элементов И 6 к работе, аналогичной работе элементов И 5 при вычислении операции дизъюнкции. Таким образом, передача блокирующих сигналов происходит не-от старших разр дов к младшим, как при вычислении дизъюнкции , а в обратном направлении. Это и обусловит выделение на выходах устройства не старшей единицы из кода, образованного состо ни ми выходов все элементов ИЛИ 3, а младшей, что и означает вьщеление унитарного кода минимального из чисел Вi ,8 , ..,, 8t).

При вычислении операции импликации двух нечеткими переменных А и В на шины 8 подаетс  унитарный код числа ft При этом на первых входах элсг;ентов 1ШИ 3 образуетс  унитарный код числа 1 -ft. Так как результат операции импликации определ етс  как дизъюнкци  чисел 1-ft и 8; , то, подав число 8i на входы 9 описаниьм выше образом, нулевой сигнал - на шину Ml К П, единичный сигнал - на шину МАХ 10, на выходах 12 устройства получим унитарный код результата операции импликации чисел А и 8i .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ

   ЭКСТРЕМАЛЬНОГО ЧИСЛА, содержащее m поразрядных узлов анализа (m- количество разрядов сравниваемых чисел), каждый из которых включает многовходовый элемент ИЛИ, элементы И и НЕ, причем шина каждого »-го разряда первого числа устройства, где ».= 1.2, соединена с первым входом многовходового элемента ИЛИ (т- 1 + 1)-го поразрядного узла анализа, шина 1 -го разряда каждого из л остальных чисел соединена с одним из П остальных входов многовходового элемента ИЛИ ΐ -го поразрядного узла анализа, βϊ -μ поразрядном узле анализа выход многовходового элемента ИЛИ подключен к входу элемента НЕ и первому входу первого элемента И, выход которого является выходом t-го разряда экстремального числа устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет выделения кроме максимального также минимального ¹ числа, в каждый поразрядный узел анализа введены второй и третий элементы И и двухвходовой элемент ИЛИ, выход которого подключен к втог ’ рому входу первого элемента И, выход элемента НЕ соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы вторых элементов И всех поразрядных узлов анализа соединены с шиной разрешения выделения максимального числа устройства, подключенной также к первому входу двухвходового элемента ИЛИ и третьему входу второго элемента И первого поразрядного узла анализа, выход второго элемента И j-го поразрядного узла анализа, где j = 1,2, ..., (m- 1), соединен с первым входом, двухвходового элемента ИЛИ и третьим входом второго элемента И (J + 1)-го поразрядного узла анализа, вторые входы третьих элементов И всех поразрядных узлов анализа соединены с шиной, разрешения выделения минималького числа устройства, подключенной также к второму входу двухвходового элемента ИЛИ и третьему входу третьего элемента Иш-го поразрядного узла анализа, второй вход двухвходового элемента ИЛИ и третий вход третьего элемента И j-го поразрядного узла анализа подключены к выходу третьего элемента И (j + 1)-го поразрядного узла анализа.

   1 1156060 2