SU1182510A1 - Устройство дл сортировки чисел - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ .ЧИСЕЛ, содержащее генератор импульсов , группу из П регистров и п счетчиков , где и - количество сортируемых чисел, триггер, элемент И, первую и вторую группы элементов И по П элементов И в каждой, первый элемент И-НЕ, элемент задержки, причем установочные входы одноименных регистра и счетчика группы соединены с входами соответствующего сортируемого числа устройства, выходы регистров и счетчиков  вл ютс  соответствующими информационными выходами устройства, вход запуска устройства соединен с единичным входом триггера, пр мой выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а вьпсод подключен к первым входам элементов И первой группы, выходы переполнени  счетчиков группы соединены с входами первого элемента И-НЕ, выйснгоюгжи 3.::.:::j3 Зйблйоте л ход элемента задержки подключен к первому входу первого элемента И второй группы, отличающеес   тем, что, с целью повышени  быстродействи  за.счет устранени  зависимости времени сортировки чисел от разр дности счетчиков, в него введены группа из П триггеров, группа из п элементов ИЛИ и второй элемент И-НЕ, причем первые входы всех элементов И второй группы объединены и соединены с первым входом второго элемента И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ подключен к i входу элемента задержки, вход запуска устройства соединен с единич (Л ными входами всех триггеров группы, с пр мые выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов И первой группы, а инверсные выходы - с вторыми входами соответствующих элементов И второй группы и входами второго элемента И-НЕ соответственно с второго по

Description

Устройство относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  анализа процессов, в частности дл  определени  функции распределени  случайных процессов и дл  других вычислений, требующих сортировки значений переменных в зависимости от их величины.

Цель изобретени  - повьшение быстродействи  за счет устранени  зависи мости времени сортировки чисел от разр дности счетчиков дл  хранени  переменных. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство дл  сортировки п чисел содержит генератор импульсов 1, элемент И 2, триггер 3, группу из п регистров .,.,4| и счетчиков 5,.,., 5, первый элемент И-НЕ 6,элемент задержки 7, первую группу из h элементов ИЗ., ..., 8, группу из элементов ИЛИ 9, ,. .., 9,. вторую группу из п элементов И 10,,„.., 10 группу из птриггеров 11,.. о, 11, второй элемент И-НЕ 12, входы 13,, ..,, 13 сортируемых чисел, выходы регистров, выходы 15;| , ..., 15 счетчиков , вход 16 запуска, выход 17 конца сортировки. Величина задержки импульсов элемента 7 меньше периода следовани  сигналов генератора 1. Разр дность регистров 4 и счетчиков 5 определ ет максимальную величину подлежащего сортировке числ-а,,котора , равна .

Устройство работает следующим образом.

Перед сортировкой в регистры 4 и счетчики 5 по входам 13,..., 13, записываютс  числа, подлежащие сортировке , причем в одноименные регистры и счетчики (, ..., , записываютс  одинаковые числа.

Входы 13 включают информадаонные и управл ющие шины. Запись чисел в регистры 4 и счетчики 5 может осуществл тьс  как параллельным, так и последовательным способом в зависимости от конкретных условий применанн  устройства.

Сортировка чисел начинаетс  по

приходу импульсного пускового сигнала отрицательной пол рности, который с входа 16 поступает на единичjuie входы триггеров 3, 11|,..., 11(, устаиа влива  их в единичное состо ние , С пр мого выхода триггера 3

на первый вход элемента И 2 поступает сигнал 1. С пр мых выходов триггеров 11(,..о, 11 поступают сигналы на вторые входы элементов И 8,,...,8, Импульсы с выхода генератора 1 поступают через элемент И 2, элементы И 8,...,8 и элементы ИЛИ 9,..., 9jj на счетные входы счетчиков 5j, ..., 5. По каждому импульсу счетчики 5 увеличивают свое состо ние на 1. Импульс переполнени , в первую очередь, по вл етс  на выходе счетчика, в котором было записано максимальное число. Этот отрицательный импульс по нулевому входу переключает в нулевое состо ние соответствующий триггер 11 группы триггеров. С инверсного выхода этого триггера разрешающий сигнал поступает на второй вход соответствующего элемента И 10 и на вход элемента И-НЕ 12.

Одновременно отрицательный импульс переполнени  поступает на соответствующий вход элемента И-НЕ 6. С его выхода положительшэш импульс, задержанньш на элементе задержки 7, через открытый соответствующий элемент И 10, соответствующий элемент ИЛИ 9 поступает на счетный вход соответствующего счетчика 5 и.увеличивает его состо ние на 1, Если счётчик 5 вырабатывает сигнал переполнени  при единичных сигналах во всех разр дах, он переходит в состо ние , когда во всех разр дах нулевые сигналы. Следующий импульс переполнени  возникает на выходе того счетчика , в котором записано число,  вл ющеес  максимальным из оставшихс . Этим отрицательным импульсом по нулевому входу сбрасываетс  в нулевое состо ние следующий соответствующий триггер 11 из группы триггеров. С его инверсного выхода разрешающий сигнал поступает на соответствующий вход элемента И-НЕ 12 и на второй вход соответствующего элемента И 10. С выхода элемента 7 задержанный импульс переполнени  через открытые элементы И 10 группы, через элементы ИЛИ 9 группы увеличивает на 1 состо ние счетчиков, в которых выработалс  сигнал переполнени . Аналогично процесс сортировки продолжаетс  дп  других чисел.

При возникновении импульса переполнени  в счетчике, где записано 3 наименьшее число по нулевому входу, сбрасываетс  в нулевое состо ние оставшийс  соответствующий триггер 11, с инверсного выхода.которого сиг нал разрешени  поступает на второй вход соответствующего элемента И 10 и на соответствующий вход элемента И-НЕ 12. При этом на входы элемента И-НЕ 12 с инверсных выходов всех триггеров 11 поступают сигналы 1, и по задержанному импульсу переполнени  с выхода элемента 7 на выходе элемента И-НЕ 12 по вл етс  сигнал Сортировка завершена отрицательной пол рности, который по нулевому входу сбрасывает в нулевое -состо ние триггер 3. Сигнап О с пр мого выхода триггера 3 поступает на первый вход элемента И 2 и запрещает про}сождение импульсов генератора 1 на счетчики 5,, ..., 5. Одновременно задержанный импульс переполнени  с выхода элемента 7 через открытые элементы И 10, элементы ИЛИ 9 увеличивает состо ние счетчиков 5, ..., 5 на 1, Таким образом, в счетчике, где находилось наименьшее число, записан наименьший код, в счетчике, где находилось максимально число, записан наибольший код, а в остальных счетчиках - промежуточные коды в соответствии с положением числа на числовой оси. Если все чис ла, подлежащие сортировке, разные, то в счетчиках 5,,..., 5 записан код от О до - 1. Наименьшему числу соответствует код О, наибольшему Если из состава чисел, подлежащих сортировке, будет несколько чисел с одинаковыми значени ми, то после cop тировки в соответствующих счетчиках будут записаны одинаковые значени . Пример. Необходимо произвес ти сортировку четьфех чисел, которы записаны в следующем пор дке: в регистре 4 и счетчике 5., находитс  максимальное число, в регистре 4 и счетчике 5 находитс  второе по величине число, минимальное число находитс  в регистре 4 и счетчике 5 Счетчики 5 вьфабатывают сигнал переполнени  в случае, когда во всех разр дах будут 1. После прихода импульса запуска с входа 16 импульсы генератора 1 начи нают поступать на счетные входы сче чиков 5 , ..., 5, как описьшалось 104 выше. Импульс переполнени , в первую очередь, по витс  на выходе счетчика 5j, так как в нем было записано максимальное число. Импульс переполнени  по нулевому входу сбросит в нулевое состо ние триггер 11j, в результате чего элемент И 8j закроетс  дл  прохождени  иьшульсов генератора , а с инверсного выхода триггера llj на второй вход элемента И lOj и на третий вход элемента И-НЕ 12 поступит сигнал Г . Одновременно импульс переполнени  поступит черёу элемент И-НЕ 6 на элемент задержки 7. Задержанный импульс переполнени  через элемент И 10, элемент КПИ Ч, запишет О в счетчик 5 . Следующий импульс переполнени  возникнет на выходе счетчика 5, по которому сброситс  в нулевое состо ние триггер 11. Элемент И 8 закроетс  дл  прохождени  импульсов генератора, с инверсного выхода триггера 114j сигнал 1 поступит на второй вход элемента И на второй вход элемента И-НЕ 12, Задержанньй импульс переполнени  с выхода элемента 7 через элементы И ., ИЛИ 9 запишет О в счетчик 5, а через элементы И lOj, ИЛИ 9з - Ч в счетчике 5з . Следующий импульс переполнени  по витс  на втором выходе счетчика 5, по которому сброситс  в нулевое состо ние триггер 11. Элемент И 8 закроетс  дл  прохождени  импульсов генератора 1 на счетчик 5. Сигнал 1 с инверсного выхода триггера 112 поступит на второй вход элемента И 10 и на четвертый вход элемента И-НЕ 12. Задержанный импульс . переполнени  с выхода элемента 7 через соответствующие элементы запишет О в счетчик 52, 1 - в счетчик 54, 2 - в счетчик 5. Последний И1.шульс переполнени  будет выработан на втором выходе счетчика 5, по которому установитс  в нулевое состо ние триггер 11j и будет запрещено прохождение импульсов генератора 1 через элемент И 8, С инверсного выхода триггера сигнал 1 поступит на второй вход элемен-та И 10 и на п тый вход элемента И-НЕ 12. Так как на входы элемента И-НЕ 12 с инверсных выходов триггеров 11, ,. о ., 114 поступают сигналы 1, tio сигналу с выхода элемента 7 на выходе элемента И-НЕ 12 выра

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ .ЧИСЕЛ, содержащее генератор импульсов, группу из η регистров и и счетчиков, где η - количество сортируемых чисел, триггер, элемент И, первую и вторую группы элементов И по

   И элементов И в каждой, первый элемент И-НЕ, элемент задержки, причем установочные входы одноименных регистра и счетчика группы соединены с входами соответствующего сортируемого числа устройства, выходы регистров и счетчиков являются соответствующими информационными выходами устройства, вход запуска устройства соединен с единичным входом триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к первым входам элементов И первой группы, выходы переполнения счетчиков группы соединены с входами первого элемента И-НЕ, выход элемента задержки подключен к первому входу первого элемента И второй группы, отличающеес я тем, что, с целью повышения быстродействия за.счет устранения зависимости времени сортировки чисел от разрядности счетчиков, в него введены группа из η триггеров, группа из η элементов ИЛИ и второй элемент И-НЕ, причем первые входы всех элементов И второй группы объединены и соединены с первым входом второго элемента И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ подключен к входу элемента задержки, вход за- § пуска устройства соединен с единичными входами всех триггеров группы, прямые выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов И первой группы, а инверсные выходы - с вторыми входами соответствующих элементов И второй группы и входами второго элемента И-НЕ соответственно с второго по (И + 1)-й, выход которого является выходом конца сортировки устройства и подключен к нулевому входу триггера, выходы одноименных элементов И первой и второй групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых подключены к счетным входам соответствующих счетчиков группы, выходы переполнения которых дополнительно подключены к нулевым входам соответствующих триггеров группы.