SU1160392A1 - Устройство дл сравнени числа с допусками - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЛА С ДОПУСКАМИ, содержащее первый, второй и третий регистры, первую , вторую и третью схемы сравнени , группу элементов И, первый, второй, третий и четвертый триггеры, дешифратор, генератор импульсов, с первого по п тый элементы И и счетчик, причем входы сравниваемого числа устройства подключены к информационным входам элементов И группы , управл ющие входы которых подключены к входу запуска устройства, а выходы - к входам разр дов первого регистра, входы верхнего и нижнего допусков устройства подключены к входам разр дов соответственно второго и третьего регистров, выходы разр дов первого, второго и третьего регистров соединены с первыми группами входов соответственно первой, второй и третьей схем сравнени , первые входы вторых групп входов которых соединены с пр мым выходом первого триггера, другие входы второй группы входов первой схемы сравнени  объединены с соответствующими входами вторых групп входов второй и третьей схем сравнени  и подключены к выходам соответствующих разр дов счетчика , выход первой схем« сравнени  соединен с входом останова генератора импульсов , выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к пр мому и инверсному выходам второго триггера, а выходы соединены со ответственно с вычитающим и суммирующим входами счетчика, вход установки в единичиое состо ние которого объединен с входами установки в един11чное состо ние первого и второго триггеров, вход начальной установки устройства подключён к входам установки в «О третьего и четвертого триггеров , пр мые выходы которых подключены к первому и второму входам дешифратора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены второй дещифратор , с шестого по дес тый элементы И, элемент задержки, с первого по шестой элементы ИЛИ, п тый и шестой триггеры, причем выходы знаковых разр дов первого, второго и третьего регистров подключены к i входам второго дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами соот (Л ветственно шестого, седьмого, восьмого, дев того и дес того элементов И, вторые входы которых подключены к выходу элемента задержки, вход которого соединен с входом запуска устройства, выход шестого элемента И подключен к входу установки в единичное состо ние первого триггера .и к первым входам первого и второго элеО5 ментов ИЛИ, выходы которых соединены О соответственно с входом запуска генератора импульсов и входом установки в единичное со со ю состо ние п того триггера, пр мой выход которого подключен к первым входам третьего , четвертого и п того элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответственно второй, первой и третьей схем сравнени , А выходы подключены к первым входам соответственно третьего, четвертого и п того элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входами установки в единичное состо ние соответственно третьего , шестого и четвертого триггеров, входы установки в «О п того и шестого триггеров подключены к выходу начальной установки устройства, выход шестого триггера соеди.нен с третьим входом первого дешифратора , выходы которого  вл ютс  выходами уст

Description

ройства, выход седьмого элемента И подключен к второму. входу четвертого элемента ИЛИ, выход восьмого элемент И. соединен с вторыми входами третьего и п того элементов ИЛИ и третьим BxohoM четвертого элемента ИЛИ, выход дев того элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, третьему входу п того элемента -ИЛИ и первому входу шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами установки в «О первого и второго триггеров и счетчика и с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход дес того элемента И подключен к третьему и второму входам соответственно .первого и шестого элементов И.

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах управлени  ЭВМ и устройствах обработки данных. Известно устройство дл  сравнени  чисел , содержащее регистры, схемы сравнени , счетчик, дешифратор, триггеры, элементы И и генератор импульсов 1. Недостатком этого устройства  вл етс  невозможность сравнени  отрицательных чисел. Наиболее близким к предлагаемому по технической суш,ности  вл емс  устройство дл  сравнени  числа, содержащее регистры, схемы сравнени , группу элементов И, первый - четвертый триггеры, дещифратор, генератор импульсов, первый и второй элементы И и счетчик, причем выходь разр дов первого, второго и третьего регистров подключены к первым группам входов соответствующих схем сравнени , первый вход второи группы входов первой схемы сравнени  подключен к первым входам вторых групп входов второй и третьей схем сравнени , другие входы второй группы входов первой схемы сравнени  соединены с соответствующими входами вторых групп входов второй и третьей схем сравнени  и подключены к выходам соответствующих разр дов счетчика ,, информационные входы первой группы устройства подключены соответственно к информационным входам элементов И группы, выходы которых подключены к входам разр дов первого регистра .соответственно, информационные входы второй и третьей групп устройства подключены к входам первого , второго и третьего регистров соответственно , вход запуска устройства подключен к входу запуска генератора умпульсов, вход останова которого соединен с выходом первой схемы сравнени , установочный вход устройства соединен с управл ющими входами элементов группы, входом установки в единичное состо ние счетчика и нулевыми входами первого и второго триггеров, единичные входы которых соединены с выходами второй и третьей схем сравнени  соответственно , единичные выходы первого и второго триггеров соединены с входами дещифратора соответственно, выходы которого подключены к первым входам первого, второго и третьего элементов. И соответственно , выход анализа результата устройства соединен с вторыми входами первого, второго и третьего элементов И, выходы которых подключены к выходам устройства соответственно , а также содержит третий и четвертый триггеры, четвертый и п тый элементы И и элемент ИЛИ-НЕ, причем установочный вход устройства соединен с единичными входами третьего и четвертого триггеров , единичный и нулевой выходы четвертого триггера подключены к первым входам четвертого и п того элементов И соответственно , вторые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, выходы четвертрго и п того элементов И соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами счетчика, выходы разр дов счетчика соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к нулевым входам третьего и четвертого триггеров, выход третьего триггера соединен с первым входом второй группы входов первой схемы сравнени  2. Известное устройство позвол ет сравнивать как положительные, так и отрицательные числа и, кроме foro, в нем предусмотрена возможность изменени  значений нижнего и верхнего допусков. Однако устройство имеет низкое быстродействие. Это св зано с тем, что в процессе работы устройства во всех случа х провер етс  диапазон числовой оси от минимального отрицательного числа до значени  сравниваемого числа. Так как сравниваемое число и допуски могут быть как положительными , так и отрицательными, возможны случаи, когда по знакам чисел можно судить о соотношении чисел без проверки всего числового диапазона. Известное устройство не позвол ет вы вл ть эти случаи, т.е. обладает низким быстродействием, что существенно сужает область его применени . При этом результат сравнени  выдаетс  через врем , необходимое дл  изменени  содержимого счетчика от минимального отрицательного до максимального положительного значени .

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  устройства.

Поставленна  цель достигаетс  -тем, что в устройство дл  сравнени  числа с допусками , содержащее первый, второй и третий регистры , первую, вторую и третью схемы сравнени , группу элементов И, первый, второй, третий и четвертый триггеры, дешифратор, генератор импульсов, с первого по п тый элементы И и счетчик, причем входы сравниваемого числа устройства подключены к информационным входам элементов И группы, управл ющие входы которых подключены к входу запуска устройства, а в ыходы - к входам разр дов первого регистра, входы верхнего и нижнего допусков устройства подключены к входам разр дов соответственно второго и третьего регистров, выходы разр дов первого, второго и третьего регистров соединены с первыми группами входов соответственно первой, второй и третьей схем сравнени , первые входы вторых групп входов которых соединены с пр мым выходом первого триггера, другие .входы второй группы входов первой схемы сравнени  объединены с соответствующими входами вторых групп входов второй и третьей схем сравнени  и подключены к выходам соответствующих разр дов счетчика, выход -первой схемы сравнени  соединен с входом останова генератора импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к пр мому и инверсному выходам i второго триггера, .а выходы соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами счетчика, вход установки в единичное состо ние которого объединен с входами установки в единичное состо ние первого и второго триггеров, вход начальной установки устройства подключен к входам установки в «О третьего и четвертого триггеров, пр мые выходы которых подключены к первому и второму входам дешифратора, введены второй дещифратор , с шестого по дес тый элементы И, элемент задержки, с первого по шестой элементы ИЛИ, п тый и шестой триггеры, причем выходы знаковых разр дов первого, второго и третьего регистров подключены к входам второго дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами соответственно шестого, седьмого, восьмого, дев того и дес того элементов И, вторые входы которых подключены к выходу элемента задержки, вход которого соединен с входом запуска устройства, . выход шестого элемента И подключен к входу установки в единичное состо ние первого триггера и к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с входом запуска генератора импульсов и входом установки в единичное состо ние п того триггера, пр мой выход которого подключен к первым входам третьего , четвертого и п того элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответственно второй, первой и третьей схем сравнени , а выходы подключены к первым входам соответственно третьего, четвертого и п того элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входами установки в единичное состо ние соответственно третьего, шестого и четвертого триггеров, входы установки в «О п того и шестого триггеров подключены к выходу начальной установки устройства , выход ше:стого триггера соединен с третьим входом первого дешифратора, выходы которого  вл ютс  выходами устройства , выход седьмого элемента И подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ, выход восьмого элемента И соединен е вторыми входами третьего и п того

0 элементов ИЛИ и третьим входом четвертого элемента ИЛИ, выход дев того элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, третьему входу п того элемента ИЛИ и первому входу шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами установки в «О первого и второго триггеров и счетчика и с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход дес того элемента И подключен к третьему и второму .входам соответственно первого и шестого элементов И.

Q На чертеже приведена схема устройства дл  сравнени  числа с допусками.

Устройство содержит регистры 1-3, схемы 4-6 сравнени , группу 7 элементов И, триггеры , дешифраторы 14 и 15, /енератор 16 импульсов, элементы И

5 и ИЛИ 27-32, счетчик 33, элемент 34 задержки , вход 35 запуска, входы 36-38 сравниваемого числа, верхнего и нижнего допусков устройства, вход 39 начальной установки и три выхода 40-42.

Устройство работает следующим образом.

На регистры 2 и 3 с второй и третьей групп информационных входов устройства записываютс  значени  верхнего и нижнего допусков. При этом все числа в устройстве 5 пред ста 1вл ютс  пр мым кодом: знаковым разр дом (хранитс  в знаковых разр дах соответствующих регистров) и числовыми разр дами (хран тс  в остальных разр дах регистров). Знаковый разр дчисла дл  положительных и отрицательных чисел представл ет собой соответственно О и 1, а числовые разр ды представл ют собой двоичный код модул  числа. Например, числа +5 и -5 представл ютс  как 0.101 и. 1.101.

В начальный момент времени на вход 39 , начальной установки устройства подаетс  сигнал, обнул ющий триггеры 10-13. Затем на второй и третий регистры записываютс  значени  верхнего и нижнего допусков соответственно. При этом нулевое состо ние триггера 13 исключает возможность по влени  ошибочной информации на выходах 40-42 устройства, запреща  срабатывание триггеров . По сигналу на входе 35 запуска устройства в регистр 1 через группу 7 элементов И записываетс  сравниваемое число, а через некоторое врем  задержки t, необходимое дл  записи числа в регистр 1 и срабатывани  дешифратора 15, срабатывает элемент 34 задержки, и на соответствующем выходе дешифратора 15 (в зависимости от знаков чисел, наход щихс  в регистрах 1-3) по вл етс  сигнал. Этот сигнал открывает один из элементов И 19-23.

Возможные варианты срабатывани  этих элементов представлены в табл. 1 (СЧ - сравниваемое число; НД - нижний допуск; ВД - верхний допуск).

В случа х 1 и 3 (тэбл. 1) триггеры 8, 9и 13 устанавливаютс  в единичное состо ние . Счетчик 33 также устанавливаетс  в единичное состо ние, и запускаетс  генератор 16 импульсов. Импульсы от генератора 16 через элемент И 17 поступают на вычитающий вход счетчика 33. При этом содержимое счетчика 33, увеличива сь, сравниваетс  со значением СЧ, БД и НД. При достижении значени  СЧ срабатывает схема 4 сравнени , сигнал с выхода которой останавливает генератор 16 импульсов и через элементы 24-31 устанавливает триггер 12 в единичное состо ние, который разрешает выдачу результатов сравнени  на выходы 4042 устройства. В процессе сравнени  чисел возможно срабатывание схем 5 и 6 сравнени , в результате чего триггеры 10 и 11 устанавливаютс  в единичное состо ние.

Соотношение чисел в зависимости от состо ни  триггеров 10 и И приведено в табл. 2. Случай, когда триггеры 10 и II наход тс  в состо ни х «1 и «О соответственно , невозможен, так как ВД НД.

В случа х 4 и 5, т. е. когда срабатывают элементы И 20 и 21, триггер 13 находитс  в нулевом состо нии, что предотвращает должное срабатывание триггеров 10- 12 в тех случа х, когда начальное состо ние счетчика 33 совпадает с состо нием регистров 1-3. Состо ние триггеров 10 и 11 также определ етс  согласно табл. 2.

Когда срабатывает либо элемент И 22 (случай 7), либо элемент И 23 (случай 8), триггеры 8 и 9, а также счетчик 33 устанавливаютс  в нулевое состо ние, а триггер 13 взводитс  в единицу. При этом в случае 7 дополнительно устанавливаетс  в единичное состо ние триггер 11, что имитирует

прохождение счетчиком отрицательной части числовой оси. Счетчик 33 работает на сравнение до сравниваемого числа. Состо ние триггеров 10 и 11 (табл. 2) характеризует соотношение чисел. Случаи 2 и 6. невозможны. Дешифратор 14 декодирует одно ИЗ; следующих трех состо ний: если , НД, сигнал по вл етс  на выходе 40; если СЧ ВД, НД сигнал по вл етс  на выходе 42; если НД СЧ ВД, сигнал по вл етс  на выходе 41.

При этом единичное состо ние триггера 12  вл етс  сигналом разрешени  на выдачу результатов сравнени  на выходы 40- 42 устройства (в отличие от известного устройства , в котором сигнал разрещени  выдачи результата сравнени  поступает с входа анализа результата), что весьма упрощает управление устройством.

Таким образом, предложенное устройство благодар  введению в него дещифратора знаков сравниваемых чисел обладает более высоким быстродействием, так как результат сравнени  поступает на выходы устройства сразу без проверки всей числовой оси (в том случае, когда сравниваемое

число положительное, а оба допуска отрицательные , либо если сравниваемое число отрицательное, а оба допуска положительные ) .

Кроме того, в зависимости от знака сравниваемого числа провер емс  лищь часть

числового диапазона, т.е. если, например, значени  НД, ВД и СЧ отрицательны, нет необходимости провер ть диапазон числовой оси справа от нул  (проверка производитс  от минимального отрицательного числа до сравниваемого числа). Аналогично,

если значени  НД, ВД и СЧ положительны, проверка осуществл етс  ,от нул  до сравниваемого числа. Результат выдаетс  на выходы устройства в момент равенства значени  счетчика значению сравниваемого числа.

Таким образом, быстродействие устройства увеличиваетс ,в среднем более чем в 2 раза, а, следовательно, более Чем в 2 раза возрастает его производительность, что позвол ет использовать одно предлагаемое устройство вместо по крайней мере двух известных . Стоимость одного предлагаемого устройства приблизительно на 60-70% меньще стоимости двух известных устройств. Стоимость известного устройства составл ет приблизительно 80-85 руб. ( в оптовых ценах), а стоимость предлагаемого устройства - около 110 руб. Экономический эффект от применени  изобретени  составл ет, таким образом, 50-60 руб. на каждое устройство .

+ +

+ + +

Состо ние триггеров 10

11

ОО

01

1р 11

1160392

8 Таблица 1

И19. Счет от 1.11 ... 1 до СЧ

И19Счет от 1.11 ... 1 до СЧ

И20СЧ ВД, НД

И21СЧ ВД, НД

И22Установка триггера 11 в Г

счет от 0.00 до СЧ

И 23Счет от 0.00 ... О до СЧ

Таблица 2

Соотношение чисел

НД ВД

. ВД СЧ

ВД

ВД

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЛА С ДОПУСКАМИ, содержащее первый, второй и третий регистры, первую, вторую и третью схемы сравнения, группу элементов И, первый, второй, третий и четвертый триггеры, дешифратор, генератор импульсов, с первого по пятый элементы И и счетчик, причем входы сравниваемого числа устройства подключены к информационным входам элементов И группы, управляющие входы которых подключены к входу запуска устройства, а выходы — к входам разрядов первого регистра, входы верхнего и нижнего допусков устройства подключены к входам разрядов соответственно второго и третьего регистров, выходы разрядов первого, второго и третьего регистров соединены с первыми группами входов соответственно первой, второй и третьей схем сравнения, первые входы вторых групп входов которых соединены с прямым выходом первого триггера, другие входы второй группы входов первой схемы сравнения объединены с соответствующими входами вторых групп входов второй и третьей схем сравнения и подключены к выходам соответствующих разрядов счетчика, выход первой схемы сравнения соединен с входом останова генератора импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам второго триггера, а выходы соединены со- ответственно с вычитающим и суммирующим входами счетчика, вход установки в единичное состояние которого объединен с входами установки в единичное состояние первого и второго триггеров, вход начальной установки устройства подключён к входам установки в «0» третьего и четвертого триггеров, прямые выходы которых подключены к первому и второму входам дешифратора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в несо введены второй дешифратор, с шестого по десятый элементы И, элемент задержки, с первого по шестой элементы ИЛИ, пятый и шестой триггеры, причем выходы знаковых разрядов первого, второго и третьего регистров подключены к входам второго дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами соответственно шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И, вторые входы которых подключены к выходу элемента задержки, вход которого соединен с входом запуска устройства, выход шестого элемента И подключен к входу установки в единичное состояние первого триггера .и к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с входом запуска генератора импульсов и входом установки в единичное состояние пятого триггера, прямой выход которого подключен к первым входам третьего, четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответственно второй, первой и третьей схем сравнения, d выходы подключены к первым входам соответственно третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входами установки в единичное состояние соответственно третьего, шестого и четвертого триггеров, входы установки в «0» пятого и шестого триггеров подключены к выходу начальной установки устройства, выход шестого триггера соединен с третьим входом первого дешифратора, выходы котброго являются выходами уст

   SU .„,1160392 ройства, выход седьмого элемента И подключен к второму.входу четвертого элемента ИЛИ, выход восьмого элемент И. соединен с вторыми входами третьего и пятого элементов ИЛИ и третьим входом четвертого элемента ИЛИ, выход девятого элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, третьему входу пятого' элемента -ИЛИ и первому входу шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами установки в «0» первого и второго триггеров и счетчика и с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход десятого элемента И подключен к третьему и второму входам соответственно первого и шестого элементов И.