SU1274002A1 - Ассоциативное запоминающее устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности, к запоминающим устройствам и предназначено дл  поиска информации по числовым критери м. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет увеличени  числа типов поиска информации . Устройство содержит кольцевой накопитель, выполненный из циклических регистров сдвига,два счетчика, регистр, формирователь сигналов стирани  и записи, генератор тактовых импульсов, два нуль-органа, три триггера , элементы ИЛИ и элементы И. Запись информации осуществл етс  установкой в единичное состо ние того разр да регистра сдвигу в накопителе, номер которого соответствует записываемому числу, помещенному в первый счетчик. В устройстве реализуютс  следующие типы ассоциативного поиска: поиск числа, большего (или меньшего) заданного, поиск наибольшего (или наименьшего ) из записанных чисел. Поисковьм числовой критерий помещаетс  в первый счетчик. При считывании вуполн етс  циклический сдвиг значений разр дов накопител , причем второй счетчик подсчитывает число считанных единичных значений, которое сравниваетс  с поисковым критерием. При совпадении их первый счетчик устанавливаетс  в нулевое состо ние, в результате считанное число выводитс  из регистра на выходы устройства. По завершении циклического сдвига второй ю счетчик переходит в нулевое состо ние , фиксируемое нуль-органом, им4 пульсы сдвига блокируютс  и поиск по заданному критерию прекращаетс .1 ил.

Description

« Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к запоминающим устройствам, и может быть применено дл  поиска в большом объеме хран щихс  данных информации по числовым критери м дл  р)ешени  задач статистической обработки данных. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей . устройства за счет увеличени  числа типовпоиска информации. На чертеже представлена функциональна  схема предложенного устройства . Устройство содержит кольцевой накопитель 1, первый 2 и второй 3 счет чики, регистр 4, вход 5 установки устройства и входы 6 сдвига накопител  1. Устройство, содержит также формирователь 7 сигналов стирани  и записи, первый нуль-орган 8, генератор 9 тактовых импульсов, первый 10 и второй 1 элементы И, первый элемент ИЛИ 12, второй нуль-орган 13, второй 14 и третий 15 элементы ИЛИ, триггеры 16-18 с первого по третий и элементы И 19-29 с третьего по три надцатый . На чертеже обозначены также управ л юЕще входы 30 и 31 и входы 32-35 услови  поиска, информационные входы 36 и выходы 37 устройства. Кольцевой накопитель 1 выполнен на базе циклического регистра сдвига , разр дность которого определ етс  разр дностью счетчиков 2 и 3. Устройство,работает следующим образом . Работу устройства рассмотрим на примере накопител  1, вьтолненного из восьмиразр дного циклического регистра сдвига, в котором хран тс  п ть трехразр дных чисел. Устройство имеет щесть режимов ра боты: Запись, Стирание, причем сигналы подаютс  на входы 30 и 31 соответственно, поиск наименьшего чи ла (вход 33), поиск наибольшего числа (вход 32), поиск числа большее за данного (вход 35), поиск числа меньшего заданного (вход 34), Перед посылкой любого из сигналов режима устанавливаютс  в нулевое состо ние триггеры 16-18 сигналом со входа 5. Рассмотрим работу устройства в режиме Запись. Все разр ды накопител  1 наход тс  в нулевом состо нии. Код записыва 0022 емого числа цо входам 36 поступает в счетчик 3, Сигнал подаетс  по входу 30, который открывает через элемент ИЛИ 14 элемент И 21 и поступает на элемент И 10. После срабатывани  от генератора 9 элемента И 21 импульсы проход т через элемент ИЛИ 12 на входы 6 накопител  1, на вход счетчика 2, работающего в режиме сложени , и на вход счетчика 3, работающего в режиме вычитани , В накопителе 1 производитс  циклический сдвиг, осуществл ющийс  слева направо. Предположим, например, что в счетчик 3 был записан код 011 Э (т.е. число три). Тогда первый импульс от генератора 9 переведет счетчик 2 в состо ние 001, счетчик 3 - в состо ние 010 и произведет один сдвиг вправо в накопителе 1. Второй импульс от генератора 9 произведет еще один сдвиг вправо в накопителе 1, переведет счетчик 2 в состо ние 010 и счетчик 3 в состо ние 001, Третий тактовый импульс произведет третий сдвиг в накопителе 1, устанавливает счетчик 2 в состо ние 011 и счетчик 3 - в состо ние 000. Нулевое состо ние счетчика 3 зафиксирует нуль-орган 8, который выдаст сигнал в открытый сигналом Запись элемент И 10. Сигнал пройдет на вход формировател  7 дл  установки в состо ние 1 третьего слева разр да в накопителе 1, что соответствует записи числа три, Далее через элемент И 21 должны быть выделены п ть импульсов, производ щих сдвиг в накопителе 1 до установки его разр дов в первоначальное положение. При этом импульсы сдвига, поступа  на вход счетчика 2, последовательно увеличивают его содержимое на единицу, С приходом п того (т,е, восьмого с начала работы) импульса сдвига счетчик 2 устанавливаетс  в нулевое состо ние 000. При этом срабатывает нуль-орган 13 и выдаетс  импульс, устанавливающий триггер 18 в единичное состо ние. Разрешающий потенциал с выхода триггера 18 перестает поступать на элемент И 21, что обуславливает запирание элеманта И 21, таким образом сигналы сдвига блокируютс . После этого устройство готово к записи следующего числа. Будем считать,.что подобным же образом как и число 3, в накопитель

1 были записаны, например, числа один четыре, шесть, семь. После записи последнего числа зтого массива чисел в накопитель 1 сигнал Запись снимаетс  .

При стирании какого-либо числа необходимо это число записать в счетчик 3. После посылки сигнала Установка по входу 31 подаетс  сигнал, открывающий элемент И 21. Работа уст ройства в режиме Стирание аналогична работе в режиме Запись. Отличие этих двух режимов заключаетс  в том, что в результате установки счетчика

3в состо ние 000 сигнал, выдаваемый нуль-органом 8 через открытый элемент ИИ, поступает на формирователь .7, который записывает О в крайний левый (в данном случае)разр д в накопителе 1 .

Относительно первоначального состо ни  накопител  I зтот разр д имеет номер, равный числу, поданному в счетчик 3 дл  стирани . Установка разр дов накопител  I в первоначальное состо ние производитс  аналогично режиму Запись.

Рассмотрим режим поиска наибольшего числа. Перед проведением режима подаетс  сигнал Установка, устанавливающий в нулевое состо ние триггеры 16-18. Далее подачей по входу 32 сигнала открываетс  элемент И 20 и элемент 26. Каждый импульс, выданный элементом И 20, производит сдвиг в накопителе 1 на один разр д вправо и увеличивает содержимое счетчика 2 на единицу.

При сдвиге единиц, записанных в определенных (например, в первом, третьем, четвертом, шестом и седьмом ) разр дах накопител  I, из крайнего правого разр да в крайний левый его разр д при циклическом сдвиге выдел ютс  единичные импульсы. Эти импульсы последовательно поступают на опрос счетчика 2 и осуществл ют перезацись содержимого счетчика 2 в регистр 4. Таким образом, в регистре

4всегда будет содержатьс  последнее число, сдвинутое из крайнего правого разр да в крайний левый разр д накопител . После выдачи элементом И 20 восьмого импульса счетчик 2 переходит в состо ние 000 нуль. При этом срабатывает нуль-орган 13, устанавливает триггер 18 в единичное состо ние и импульс проходит через открытый элемент И 26, обеспечива  считывание информации с регистра .4. В этот момент регистр 4 содержит наибольшее число, записанное в накопителе 1, так как оно  вл етс  последним сдвинутым числом.

Запрещающий потенциал, снимаемый с триггера 18, блокирует элемент И 20 и прекращает поступление сдвигающих импульсов в накопитель 1.

Рассмотрим работу устройства в режиме поиска числа, большего заданного . Предположим, например, что надо считать все числа, больше п ти. Число п ть записываетс  в счетчик 3, состо ние которого становитс  101. По входу 35 подаетс  сигнал Число больше заданного на элемент И 28 и на элемент И 23, который вырабатывает импульс, производ щий первый сдвиг вправо в накопителе 1, при этом устанавливаетс  счетчик состо ние

001- (единица) и счетчик 3 - в состо ние 100 - (четыре).При этом перенос единицы, хран щейс  в первом справа разр де накопител  (число 1), в первый слева разр д накопител  1 образует импульс, разрешающий перезапись содержимого счетчика

2в регистр 4, в который записываетс  число 011 (три). Четвертьш иАпульс от элемента И 23 производит четвертый сдвиг вправо в накопителе 1, устанавливает счетчик 2 в состо ние .100 (четыре) и счетчик 3 в состо ние 001 - (единица). При переносе единицы , хран щейс  в четвертом разр де накопител -1, (обозначающей число четыре), в первый (левый) разр д образуетс  импульс, разрешающий перезапись содержимого счетчика 2 в регистр 4, который устанавливаетс  в состо ние 100 - (четыре). П тый импульс сдвига переводит счетчик 2 в состо ние 101 - (п ть) производит п тый сдвиг вправо в накопителе 1 и устанавливает счетчик 3 в нулевое со сто ние, которое фиксируетс  нуль-органом .8.

С выхода нуль-органа 8 импульс проходит через открытй элемент И 28 и устанавливает триггер 17 в состо ние 1. При этом открываетс  элемент И 25. Шестой импульс с выхода элемента И 23 производит шестой сдвиг вправо в накопителе, устанавливает счетчик 2 в состо ние 110, при этом оп ч.ь осуществл ет перезапись содеожимого счетчика 2 в регистр 4 (например , записываетс  число 110 шесть ), Кроме того, этот же импульс проходит через открытый элемент И 25 и осуществл ет считьшание из регистра 4 на выходы 37 числа, большего за данного. Седьмой импульс, выданный элементом И 23, переводит счетчик 2 в состо ние 111 (семь) и осуществл ет седьмой сдвиг вправо в накопителе 1. При переносе единиды, хран щейс  в седьмом разр де накопител  1, из крайнего правого разр да в крайний левый разр д образуетс  импульс , который разрешает перезапись содержимого счетчика 2 в регистр 4. Этот же импульс проходит через откры тый элемент И 25 и осуществл ет опрос регистра 4, На выходах 37 по вл етс  число 111 (семьУ. Восьмой импульс , выданный элементом И 23, производит восьмой сдвиг в накопителе I и перецрдит счетчик 2 в нулевое со сто ние, что фиксируетс  нуль-органом 13, которьй устанавливает триггер 18 в единичное состо ние, при этом блокируетс  элемент И 23, после чего устройство готово к работе в другом режиме. Таким образом, на выходах 37 по вились числа шесть и семь,  вл ющиес  большими заданного числа п ть. Рассмотрим режим поиска числа меньшего заданного. В счетчик 3 записываетс  число, относительно кото- 35 соответствующее состо ние. При

рого будет производитьс  поиск мень-. ,переносе единиды, хран щейс  в перщих чисел, например число 101 -п ть.вом значащем разр де накопител  1 и

Сигнал по входу 34 открывает элементсоответствующей минимальному записанИ 22, а через элемент ИЛИ 15 подаетс  на вход элемента И 24. На этот же элемент И 24 подаетс  разрешающий потенциал с нулевого плеча триггера 16. Кроме того, сигнал на входе 34 открывает элемент И 29. Каждый импульс с выхода элемента И 22 производит очередной сдвиг в накопителе 1 устанавливает счетчик 2 в состо ние, большее на 1, и счетчик 3 в состо ние , меньшее на 1 При переносе хран щейс  в крайнем правом единицы разр де накопител  в крайний левый разр д .образуетс  импульс, который разрешает перезапись содержимого сче чика 2 в регистр 4. Этот же импульс, йроход  через открытый элемент И 24, осуществл ет опрос регистра 4, и на выходных шинах по вл етс  очередное 1 26 число, хранившеес  в накопителе 1 и меньшее заданного. Этот процесс продолжаетс  до тех пор, пока число сдвигов не станет равным заданному поисковому числу, причем по окончании этого сдвига счетчик 3 устанавливаетс  в нулевое состо ние, а содержимое счетчика 2 равно заданному поисковому числу. Нулевое состо ние счетчика 3 фиксируетс  нуль-органом 8, в результате блокируетс  опрос регистра 4, при следующих сдвигах числа из накопител  1 (т.е. большие заданного) не поступают на входы 37 устройства. Импульсы сдвига поступают на входы 6. накопител  1 тех пор, пока значени  его разр дов не установ тс  в первоначальное состо ние. В результате последнего сдвига счетчик 2 устанавливаетс  в нулевое состо ние, которое фиксируетс  нуль-органом 13, импульс с выхода которого устанавливает триггер 18 в единичное состо ние , сигнал с выхода которого блокирует элемент И 22, что прекращает поступление импульсов сдвига. При поиске минимального числа сигналы поступают по входу 33 через элемент ИЛИ 15 на элемент И 24, открывают элемент И 19 и элемент И 27. Очередной импульс с выхода элемента И 19 производит вправо сдвиг накопител  1 и устанавливает счетчик ному числу, из крайнего правого разр да накопител  1 в крайний левый его разр д образуетс  импульс, которьй осуществл ет перезапись содержимого счетчика 2 в регистр 4. Этот же импульс производит опрос регистра 4 и считывает минимальное число на выходы 37, проход  через открытый элемент И 24, и устанавливает триггер 16 в единичное состо ние, проход  через открытый элемент И 27. Запрещающий потенциал с нулевого плеча триггера 16 закрывает элемент И 24 и этим прекращает дальнейший опрос регистра 4. После этого поступают импульсы сдвига, последовательно увеличивающие содержимое счетчика 2 на единицу и производ щие сдвиг вправо в накопителе 1 до тех пор, по ка его разр ды не установ тс  в пар71

воначальное положение, а счетчик 2 в состо ние 000, в результате блокируетс  поступление импульсов сдвига.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ассоциативное запоминающее устройство , содержащее кольцевой накопитель , счетчики, формирователь сигналов стирани  и записи, генератор тактовых импульсов, первый элемент ИЛИ, первый нуль-орган, первый и второй элементы И, первые входы которых  вл ютс  управл ющими входами устройства , а выходы подключены к управл ющим входам формировател  сигналов стирани  и записи, выход которого соединен с входом кольцевого накопител , входы сдвига которого подключены к выходу первого элемента ИЛИ и счетному входу первого счетчика, выход второго счетчика соединен с входом первого нуль-органа, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства путем увеличени  числа типов поиска информации, в него введены триггеры, второй и третий элементы ИЛИ, второй нуль-орган, регистр, и элементы И с третьего по тринадцатый , причем первые входы элементов И с третьего по седьмой соединены с выходом генератора тактовых импульсов , выходы третьего и четвертого элементов И подключены к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого и счетный вход второго счетчика соединены с выходами элементов И с п того по седьмой, выходы первого и второго триггеров подключены соответственно к первым входам восьмого и дев того элементов И, вторые входы которых соединены с выходом кольцевого накопител , входом форми740028

   ровател  сигналов стирани  и записи, входом опроса первого счетчика и первым входом одиннадцатого элемента И, выходы одиннадцатого и тринадцатого 5 элементов И подключены к единичному входу первого триггера, выход двенадцатого элемента И соединен с единичным входом второго триггера, вторые входы элементов И с третьего по седь10 мой подключены к чыходу третьего

   триггера, единичный вход которого и первый вход дес того элемента И соединены с выходом второго нуль-органа , вход которого подключен к выходу 5 первого счетчика, выходы которого соединены с входами регистра, вход опроса которого подключен к выходам элементов И с восьмого по дес тый, третий вход п того элемента И соедй20 ней с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И, третий вход восьмого элемента И подключен к выходу третьего элемента 25 ИЛИ, третий вход четвертого и второй вход дес того элементов И  вл ютс  первым входом услови  поиска устройства , первый вход третьего элемента ИЛИ, третий вход третьего и второй 30 вход одиннадцатого элемента  вл ютс  вторым входом услови  поиска устройства , второй вход третьего элемента ИЛИ, третий вход шестого и первый вход тринадцатого элементов И  вл ют с  третьим входом услови  поиска устройства , третий вход седьмого и первый вход двенадцатого элементов И  вл ютс  четвертым входом услови  поиска устройства, вторые входы второ0 ГО, двенадцатого и тринадцатого элементов И подключены к выходу первого нуль-органа, входы второго счетчика и выходы регистра  вл ютс  информационными входами и выходами устрой5 ства, входом установки которого  йл ютс  нулевые входы триггеров.