SU1658170A2 - Устройство дл поиска данных - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управлени  базами данных. Цель изобретени  - повышение быстродействи  за счет предварительного анализа соотношени  ключей границ исходного массива и искомого подмассива. Новым в устройстве  вл етс  использование блока анализа, содержащего четыре триггера , две схемы сравнени , два блока элементов И, дев ть элементов И, элемент ИЛИ и четыре элемента задержки, и его св зей с остальными элементами схемы устройства. Устройство работает в режиме поиска адресов подмассива данных, записи которых лежат в заданном интервале значений идентификаторов (ключей) записей, и в режиме чтени  найденных записей. Режим поИзобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано в системах управлени  базами данных и  вл етс  усовершенствованием устройства по авт. св. № 1564648. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  устройства за счет предварительного анализа соотношени  иска начинаетс  с предварительного анализа соотношени  ключей искомого подмассива и исходного массива. На основании сигналов соотношени  этих ключей формируютс  граничные адреса подмассива либо сигнала об отсутствии записей, либо определ етс  режим поиска одной или обеих его границ. Поиск адресов производитс  делением области поиска в каждом цикле работы устройства примерно вдвое. Область поиска определ етс  на основе сравнени  заданного и считанного ключей. При необходимости поиска обеих границ вначале определ етс  адрес первой записи (нижн   граница), а затем - адрес последней записи (верхн   граница) подмассива. При чтении информации предварительно в регистры адресов нижней и верхней границ массива заноситс  адрес записи подмассива из выходного регистра адреса нижней границы . По сигналам пуска производитс  обращение к пам ти, чтение данных в регистр информации и формирование очередного адреса записи. Если этот адрес превышает адрес верхней границы подмассива, в устройстве формируетс  сигнал об отсутствии подмассива, по которому завершаетс  считывание записей. 2 табл., 3 ил. ключей границ исходного массива и искомого подмассива. На фиг. 1 показана структурна  схема устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема блока анализа; на фиг. 3 - примеры размещени  массива информации в блоке пам ти. Устройство содержит регистр 1 адреса верхней границы, регистр 2 адреса нижней Ј О ел 00 VI о ю

Description

границы, сумматор 3, реверсивный счетчик 4, регистр 5 ключа нижней границы, две схемы 6 и 7 сравнени , регистр 8 инфоома ции, блок 9 пам ти, два элемента И 10 и 11, две группы элементов ИЛИ 12 и 13, первый 14, второй 15 и третий 1C элементы ИЛИ, выходной регистр 17 адреса нижней границы , распределитель 18 импульсое, генератор 19 импульсов, регистр 20 ключа верхней границы, выходной регистр 21 адреса верхней границы, шесть групп элементов И 22 27, с третьего по дес тый элементы И 28 35, с четвертого по восьмой элементы ИЛИ 36- 40, третью группу 41 элементов ИЛИ, третью 42 четвертую 43 и п тую 44 схемы сравнени , триггер 45 управлени , григ- гер46 режима, триггер 47 пуска, вход 48 ключа нижней границы, выход 49 адреса нижней границы, вход 50 адреса нижней границы, вход 51 адреса верхней границы, установочный вход 52, вход 53 ключа верхней границы, выход 54 адреса верхней границы , вход 55 поиска и третий вход управлени  блока анализа, вход 56 чтени , выход 57 готовности и четвертый вход управлени  блока анализа, вход 58 пуска и второй вход управлени  блока анализа, «н- ход 59 признака отсутстви  подмассива, выход 60 записи, блок 61 анализа адресный выход 62 блока анализа, вход 63 ключа Ьло- кэ анализа, адресные входы 64 и 65 верхней и нижней границ соответственно блока анализа , входы 66 и 67 ключей нижней и верхней границ соответственно блока анализа, первый выход 68управлени  блока анализа, первый вход 69 управлени  блока анализа, второй 70, третий 71, четвертый 72, п тый 73, шестой 74 и седьмой 75 выходы управлени  блока анализа

Блок 61 анализа содержит {фиг. 2) первый 76 и второй 77 триггеры управлени , триггер 78 ни-кней границы, три :ср 79 верхней границы, первую 80 и втору о 81 схемы сравнени , первый 82 и второй 83 блоки элементов И, первый 44 второй 85. третий 86, четвертый 87 и п тый 3В элементы И элемент ИЛИ 89, шестой 90, седьмой 91, восьмой 92 и дев тый 93 элементы И первый 94, второй 95. третий 96 и четвертый 97 элементы задержки.

Рассмотрим принципы построени  и работу устройства

В блоке 9 пам ти размещен массив, кажда   чейка которого состоит иэ служсб ного и информационного полей Служебное поле используетс  дл  указани  кода ключа (идентифика ора) а информационное дл  размещени  смыслового содерч-чни  идентифицируемой части записи Записи набора данных отсортированы по нотр  танию значений ключей. Это означает, что если i-  запись размещена по k-му адресу, то (I + 1)   запись хранитс  по (k + 1)-му адресу, причем ключ (I +- 1)-й записи больше ключа

-и записи, т е функци  адреса блока 9 пам ти линейно зависит от приращени  чначений кода ключа.

Задача состоит в определении граничных адресов подмассива записей, ключи ко0 торых наход тс  в заданном интервале значений

Дл  нахождени  граничных адресов подмагсива сначала осуществл етс  анализ соотношени  ключей границ исходного мас5 сива и искомого подмассива, а затем осуществл етс  поиск необходимых адресов гран/.ц, использу  дихотомический поиск.

При таком поиске размер области поиска в результате каждой проверки сокра0 щаетсь примерно вдвое

Введем следующие обозначени : НГ0 - нижн   граница (адрес первой записи исходного массива); ВГ0 - верхн   граница (адрес последней записи исходного масси5 ва), PI - адрес блока пам ти i-ro цикла устройства; Анг - адрес первой записи юдмассива; АВг - адрес последней записи подмассива, Кли - ключ исходной записи подмассива; Кл3 - ключ считанной записи из

0 блока пам ти.

Устройство работает в двух режимах: поиска и чтени  информации. Установка режима производитс  по входам 55 и 56. При подаче на вход 55 импульса в устройство

5 устанавливаетс  режим поиска данных При необходимости чтени  подмассива выделенных записей по входу 56 подаетс  импульс , устанавливающий триггер 46 режима ч единичное состо ние.

0Работа устройства в режиме поиска

подмассива требуемых записей состоит в следующем

В исходном состо нии распределитель 8 импульсов, регистры 8, 17, 21, счетчик 4,

5 триггеры 47, 45, 76 устанавливают в состо ние 0 (не показано).

На входы 48 и 53 подаютс  коды ключей нижней и верхней границ искомого подмассива соответственно. На входы 51 и 50 по0 ступают коды адресов верхней и нижней границ исходного массива

По входу 35 поступает импульс, по которому триггер 46 устанавливаетс  в нулевое состо ние, определ   режим поиска записей,

5 ключи которых лежат в заданном интервале. Единичным сигналом с инверсного выхода триггера46открыты элементы И 27, 31,32,34, а в блоке 61 анализа - элемент И 84.

Ксоме того, по импульсу с входа 55 в 61 устанавливаютс  в нулевое состо ние триггер 88, а в единичное - триггер 76, единичным сигналом с пр мого выхода которого блокируетс  по инверсному входу элемент И 30 и открываютс  по первым управл ющим входам блоки элементов И 82 и 83.

Нулевым сигналом с инверсного выхода триггера 47 блокируютс  элементы И 85, 91 и 93.

После установки триггеров 46 и 77 по входу 52 подаетс  импульс, по которому разрешаетс  поступление исходной информации в регистры 5 и 20, в триггер 1 через открытые элементы И 22, в регистр 2 через элемент ИЛИ 12 и по импульсу на синхров- ходе через элемент ИЛИ 14 и аналогичным образом в регистры 17 и 21 через элементы ИЛИ 41 и 13 и элементы И 34, ИЛИ 38 и 39 соответственно.

Начало работы инициируетс  подачей импульса пуска по входу 58, устанавливающего триггер 47 в единичное состо ние. Единичным сигналом с пр мого выхода триггера 47 открываетс  элемент И 30 гю первому пр мому входу. Однако импульсы генератора 19 не оказывают воздействи  на элементы схемы устройства за счет блокировки элемента И 30 по инверсному входу единичным сигналом с пр мого выхода триггера 77.

Кроме того, импульс пуска через открытый элемент И 84 устанавливает в единичное состо ние триггеры 78 и 79.

Единичное состо ние триггера 76 определ ет вначале режим предварительного анализа соотношений ключей исходного массива и заданного интервала значений ключей подмассива. Этот режим необходим дл  исключени  в р де случаев непроизводительных затрат времени при определе- нии адресов блока пам ти, где размещен искомый подмассив.

В дальнейшем при необходимости организуетс  работа устройства по отысканию одной либо обеих границ искомого подмас- сива. При отыскании обеих границ работа устройства состоит из двух этапов, каждый из которых выполн етс  одинаково.

Первый этап используетс  дл  определени  адреса нижней (первой) границы под- массива, а на втором этапе обеспечиваетс  нахождение верхней (последней) границы подмассива. Первый этап выполн етс  при нулевом состо нии триггера 45. По завершении первого этапа, т. е. после определе- ни  первой (нижней) границы подмассива, триггер 46 устанавливаетс  в состо ние 1, перевод  устройство во второй этап работы.

По окончании второго этапа триггер 47 устанавливаетс  в состо ние О, при этом

на выходе 57 формируетс  единичный сигнал , используемый в качестве сигнала готовности устройства к выдаче информации в заданном интервале значений ключей.

В зависимости от соотношени  ключей исходного массива и заданного интервала значений ключей подмассива в регистрах 17 и 21 формируютс  граничные адреса искомого подмассива.

1.Ключ НГ равен ключу НГ0 и ключ ВГ равен ключу ВГ0. При этом в регистре 17 устанавливаетс  адрес НГ0, а в регистре 21 - адрес ВГ0.

2.Ключ НГ равен ключу НГ0, а ключ ВГ больше ключа ВГ0. При этом в регистре 17 формируетс  адрес НГ0, а в регистре 21 - адрес ВГ0.

3.Ключ НГ равен ключу НГ0, а ключ ВГ меньше ключа ВГ0. В этом случае в регистре 17 формируетс  адрес НГ0, а в регистре 21 - адрес, меньший адреса последней границы массива с ключом ВГ0.

4.Ключ ВГ равен ключу ВГ0, а ключ НГ больше ключа НГ0. При этом в регистре 17 формируетс  адрес НГ, лежащий внутри массива, а в регистре 21 - адрес ВГ0.

5.Ключ НГ меньше ключа ВГ0, но адрес с ключом ВГ0 лежит внутри массива, а ключ ВГ больше ключа ВГ0. При этом в регистре 17 устанавливаетс  адрес, лежащий внутри массива, а в регистре 21 формируетс  адрес В Г0.

6.Ключ НГ равен ключу ВГ0, ключ ВГ больше ключа ВГ0. При этом в регистрах 17 и 21 устанавливаетс  один и тот же адрес записи с ключом ВГ0.

7.Ключи НГ и ВГ больше ключа ВГ0. При этом в устройстве формируетс  сигнал отсутствие подмассива.

8.Ключ НГ больше ключа НГ0, а ключ ВГ меньше ключа ВГ0. При этом в регистрах 17 и 21 формируютс  адреса, лежащие внутри исходного массива.

9.Ключ НГ меньше ключа НГ0, ключ ВГ равен ключу ВГ0. При этом в регистре 17 формируетс  адрес НГ, а в регистре 21 - адрес В Г0.

10.Ключ НГ меньше ключа НГо, а ключ ВГ больше ключа ВГ0. В данном случае в регистре 17 устанавливаетс  адрес НГо, а в регистре 21 - адрес ВГ0.

11.Ключ НГ меньше ключа НГ0, а ключ ВГ меньше ключа ВГ0, но больше ключа НГо. При этом в регистре 17 формируетс  адрес НГо, а в регистре 21 - адрес записи, лежащей внутри массива.

12.Ключ НГ меньше ключа НГо, а ключ В Г равен ключу НГ0. В данном случае в регистрах 17 и 21 устанавливаетс  адрес НГ0.

13. Ключи НГ и ВГ меньше ключа НГ0. В этом случае в устройстве формируетс  сигнал Отсутствие подмассива.

Соотношени  ключей границ и соответствующие необходимые режимы поиска согласно указанным ситуаци м приведены в табл.1.

Из табл. 1 видно, что дл  определени  режима поиска на этапе предварительного анализа необходимо производить дважды обращение к блоку 9 пам ти. При первом обращении по адресу НГ0 производитс  сравнение ключа к нижней границы исходного массива с искомым ключом первой записи подмассива, а при втором- сравнение ключа верхней границы по адресу ВГ0 с искомым ключом последней записи подмассива . Затем на основании совместного сопоставлени  результатов анализа в регистрах 17 и 21 устанавливаютс  адреса НГ0, ВГ0, либо производитс  назначение устройства дл  режима поиска соответствующих границ, либо формируетс  сигнал Отсутствие подмассива.

Работа устройства на этапе предварительного анализа состоит в следующем

Так как блок элементов И 83 открыт по двук-; управл ющим входам единичными сигналами с пр мою выхода триггера 76 и инверсного выхода триггера 77, то адрес верхней границы с выхода регистра 1 через эгот блок элементов И 83 и МОНТАЖНОЕ ИЛИ поступает на адресный вход блока 9 пам ти. Считанна  информаци  поступает на адресный вход блока 9 пам ти. Считанна  информаци  - ключ ВГ0 с выходов блока 9 - поступает на первые входы схем 80 и 81 сравнени , на вторых входах которых наход тс  ключи нижней и верхней i раниц искомого подмассива соответственно.

В зависимости от соотношени  ключей на выходах схем 80 и 81 сравнени  формируютс  сигналы, определ ющие режим работы устройства при поиске верхней границы подмассива.

1. КлВГо-КлНГ, что соответствует шестой строке табл. 1. При этом на выходе Равно схемы 80 сравнени  формируетс  единичный сигнал, открывающий элемент И 92.

Чгрез некоторое врем , определ емое элементом 94 задержки и равное времени переходных процессов в блоке 9 п м ти и схеме 80 сравнени , задержанным импульсом пуска через элемент И 92 и элемент ИЛИ 38 по синхровходу регистра 17 обеспечиваетс  запись в него адреса 8I 0 с выходов блока элементов И 83 через МОНТАЖНОЕ ИЛИ л элементы ИЛИ 4i Б регистре 21 сохран етс  знэчеш.-э адреса НГо

Одновременно сигналом с выхода элемента И 92 через элементы ИЛИ 89 и 50 устанавливаетс  в нулевое состо ние триггер 47, единичный сигнал с инверсного выхода которого поступает на выход 57 в качестве сигнала готовности устройства к режиму считывани . Одновременно этим единичным сигналом по инверсным входам блокируютс  элементы И 85, 91 и 93, чем

0 исключаетс  воздействие задержанного импульса пуска с выхода элемента 95 задержки на состо ние элементов схемы устройства с выходов 72, 83 и 75 блока 61 анализа.

52.КлВГ0 Кл И г, что соответствует седьмой строке табл. 1. При этом на выходе Меньше схемы 80 сравнени  формируетс  единичный сигнал, открывающий элементы И 85 и 90. Задержанный импульс с выхода

0 элемента 95 задержки через открытый элемент И 90 и элементы ИЛИ 36 и 40 устанавливает триггер 47 в нулевое состо ние и поступает на выход 59 устройства в качестве сигнала Отсутствие подмассива.

53. КпВГо КлВГ, что соответствует

третьей, восьмой и одиннадцатой строкам таил. 1

При этом на выходе Больше схемы 81 формируетс  единичный сигнал, открываю0 щий элементы И 86 и 91. Так как триггер 47 находитс  в единичном состо нии, то нулевым сигналом с его инверсного выхода элемент И 91 открыт также и по инверсному входу. Задержанным импульсом поиска с

5 выхода элемента 94 задержки триггер 79 устанавливаетс  в нулевое состо ние через элемент И 86, что свидетельствует о необходимости поиска верхней границы,

4. Если же КлВГо КлВГ, то на выходе

0 Больше схемы 81 сравнени  устанавливаетс  нулевой сигнал, а триггер 79 при этом удерживаетс  в единичном состо нии, что означает необходимость сохранени  в регистре 21 адреса верхней границы (перва ,

5 втора , четверта , п та , шеста , дев та  и дес та  строки табл. 1).

С г.ыхода элемента 94 задержки, кроме тою, задержанным импульсом пуска устанавливаетс  в единичное состо ние триггер

0 77, определ   анализ соотношени  ключей нижней границы исходного массива с ключами искомого подмассива. Результаты ана- лиза будут учтены, если триггер 47 удерживаетс  в единичном состо нии, т. е.

5 когда при сравнении определен режим работы устройства по поиску верхней границы искомого подмассива.

Установкой ь единичное состо ние фиггера 47 обеспечиваетс  передача адресе нижней границы массива с выхода регистра 2 через открытый блок элементов И 82 и МОНТАЖНОЕ ИЛИ на адресный вход блока 9 пам ти.

Считанна  информаци  - ключ НГ с выходов блока 9 пам ти - поступает на первые входы схем 80 и 81 сравнени , на вторых входах которых наход тс  ключи нижней и верхней границ соответственно искомого подмассива.

В зависимости от соотношени  ключей на входах схем 80 и 81 сравнени  формируютс  сигналы, определ ющие режим работы устройства при поиске нижней границы искомого подмассива.

5.КлНГо КлВГ, что соответствует двенадцатой строке табл. 1.

При этом на выходе Равно схемы 81 сравнени  формируетс  единичный сигнал, открывающий элемент И 93. Задержанным импульсом пуска с выхода элемента 95 задержки через врем , равное времени переходных процессов в блоке 9 пам ти и схеме 81 сравнени , через элемент ИЛИ 39 по синхровходу регистра 21 обеспечиваетс  запись в него адреса НГ0 с выходов блока элементов И 82 через МОНТАЖНОЕ ИЛИ и элементы ИЛИ 13.

В регистре 17 сохран етс  значение адреса НГ0.

Одновременно этим же сигналом через элементы ИЛИ 89 и 40 устанавливаетс  в нулевое состо ние триггер 47, единичный сигнал с инверсного выхода которого поступает на выход 57 в качестве сигнала готовности устройства к режиму считывани ,

6.КлНГо КлВГ, что соответствует тринадцатой строке табл. 1.

При этом на выходе Больше схемы 81 сравнени  формируетс  единичный сигнал, открывающий элемент И 91, задержанным импульсом пуска с выхода элемента 95 задержки через открытый элемент И 91 и элементы ИЛИ 36 и 40 устанавливает триггер 47 в нулевое состо ние и поступает на выход 59 устройства в качестве сигнала Отсутствие подмассива.

7.КлНГо КлНГ, что соответствует четвертой , п той и восьмой строкам табл. 1.

При этом на выходе Меньше схемы 80 сравнени  формируетс  единичный сигнал, открывающий элемент И 85, через который задержанным импульсом с выхода элемента 95 задержки устанавливаетс  в нулевое состо ние триггер 78, что свидетельствует о необходимости поиска нижней границы подмассива.

8.Если же КлНГо 5: КлНГ, то на выходе Меньше схемы 80 сравнени  устанавливаетс  нулевой сигнал, закрывающий элемент И 85, чем триггер 78 удерживаетс  в единичном состо нии. Это означает, что нет необходимости поиска нижней границы, т. е. в регистре 17 сохран етс  адрес нижней границы (перва ,втора  и треть , дев та , де- с та  и одиннадцатые строки табл. 1).

В результате анализа соотношени  ключей исходного массива и искомого подмассива триггеры 78 и 79 могут находитьс  либо в нулевых, либо в единичных состо ни х,

0 определ   в конечном итоге режимы работы устройства, что показано в табл. 2.

В соответствии с табл. 2 завершение работы блока 61 производитс  следующим образом.

5 Задержанным импульсом пуска с выхода элемента 96 задержки через открытый элемент И 87 единичным сигналом с единичного выхода триггера 78 и МОНТАЖНОЕ ИЛИ триггер 45 устанавливаетс  в единич0 ное состо ние. Это означает, что устройство принудительно переводитс  в режим поиска верхней границы, так как нижн   граница уже гто результатам работы блока 61 находитс  в регистре 17.

5Если только триггер 79 находитс  в единичном состо нии, то единичным сигналом с его единичного выхода блокируетс  по инверсному входу элемент И 32 дл  исключени  вли ни  импульса с выхода

0 распределител  18 и через МОНТАЖНОЕ ИЛИ с выходом схемы 44 сравнени  открываетс  по второму входу элемент И 33. Это необходимо дл  того, чтобы после определени  нижней границы и размещени  ее в

5 регистре 17 завершить работу устройства, так как верхн   граница уже находитс  в регистре 21.

Если оба триггера 78 и 79 наход тс  в единичном состо нии, означающем нали0 чие нижней и верхней границ в регистрах 17 и 21 соответственно, то импульсом с выхода элемента 96 задержки через открытый элемент И 88 и элементы ИЛИ 89 и 40 устанавливаетс  в нулевое состо ние триггер 47.

5 Врем  задержки элементом 96 задержки определ етс  временем переходных процессов в элементах И 85 (86) и триггерах 78 (79).

Если оба триггера 78 и 79 наход тс  в

0 нулевых состо ни х, то устройство обеспечивает вначале поиск нижней, а затем верхней границ.

Кроме того, импульсом с выхода элемента 96 задержки через элемент 97 задер5 жки устанавливаетс  в нулевое состо ние триггер 76.

Врем  задержки элемента 97 задержки определ етс  временем переходных процессов в элементах И 88, ИЛИ 89 и 40 и триггере 47.

После установки триггера 76 в нулевое состо ние нулевым сигналом с его пр мого выхода открываетс  по инверсному входу элемент И 30.

Как указывалось, устройство обеспечи- вает поиск нижней и верхней границ одинаковым образом.

Рассмотрим работу устройства при поиске обеих границ, т. е. когда оба триггера 78 и 79 наход тс  в нулевых состо ни х.

При поиске нижней границы с помощью сумматора 3 определ етс  сумма ВГ0 f НГ0, котора  со сдвигом на один разр д вправо (в сторону младших разр дов) заноситс  в с етчик 4 по первому импульсу с выхода распределител  18. Этот импульс поступает через открытый элемент И 29 по инверсному входу нулевым сигналом с выхода Меньше схемы 7 сравнени  (так как адрес ВГ0 больше адреса НГ0) на вход разрешени  записи счетчика 4.

Таким образом, в счетчике 4 фиксируетс  код адреса

В Г0 + Н Г0

где X - ближайшее целое, меньшее либо равное X.

По этому адресу производитс  обращение и блок 9 пам ти, и считанна  запись с ключом Кл3 принимаетс  в регистр 8 по вто- рому импульсу с выхода распределител  18, поступающему на синхровход регистра 8.

Так как триггер 45 находитс  в нулевом состо нии, то единичным сигналом с его инверсного выхода открыты элементы И 25, и код ключа НГ с выходов регистра 5 поступает на второй вход схемы 6 сравнени , Первый вход этой схемы св зан с выходом кода ключа регистра 8 через открытые в данном режиме элементы И 27.

Посредством схемы 6 производитс  проверка соотношени  Кл3 и ключа искомой границы. При этом возможны следующие ситуации.

А. Коды ключей совпадают,

В этом случае на выходе Равно схемы 6 формируетс  единичный сигнал, которым через элемент ИЛИ 16 открываетс  по четвертому входу элемент И 31. Гак как этот элемент открыт также по первому входу еди- ничным сигналом с инверсного внхода триггера 45 по второму входу единичным сигналом с инверсного выхода триггера 46, то по очередному импульсу с выхода распределител  18, поступающему через эле- менты И 31 и ИЛИ 38 на синхровход регистра 17, в него принимаетс  адрес первой (нижней ) границы подмассива из счетчика 4 че рез элемент ИЛИ 14. Затем по импульсу выхода распределител  18 через открытый

элемент И 35 единичным сигналом с выхода Равно схемы 6 триггер 45 устанавливаетс  в единичное состо ние. При этом нулевым сигналом с инверсного выхода триггера 45 закрываютс  элементы И 31 и 25 и открываютс  элементы И 32 и 26 единичным сигналом с пр мого выхода этого триггера.

Кроме того, по сигналу с выхода элемента И 35 через элементы И 23 код адреса ВГО из регистра 21 передаетс  в регистр 1,

Если же сигнал на выходе Равно схемы 6 сформировалс  на этапе поиска верхней границы, т. е. когда триггер 45 находилс  в единичном состо нии, то по импульсу с выхода распределител  18 через открытый элемент И 32 и элемент ИЛИ 39 адрес из счетчика 4 передаетс  через элемент ИЛИ 13 в регистр 21 в качестве верхней (последнего адреса) границы подмассива. Одновременно с этим по сигналу с выхода элемента И 32 через элемент ИЛИ 21 триг гер 47 устанавливаетс  в нулевое состо ние. Единичный сигнал с инверсного выхода триггера 47 поступает на выход 57 и используетс  в качестве сигнала готовности устройства к выдаче информации.

B.Код ключа считанной записи меньше кода ключей искомой границы.

При этом на выходе Меньше схемы 6 формируетс  единичный сигнал. Данным сигналом открываетс  элемент И 10 и разрешаетс  режим сложени  в счетчике 4.

По импульсу с выхода распределител  18 в счетчике 4 формируетс  сумма PI-H PI + 1, котора  через элементы ИЛИ группы 12 поступает в регистр 2 в качестве очередной нижней границы поиска по импульсу с выхода распределител  18.

После этого поиска границы производитс  в очередном такте генератора 19.

C.Код ключа считанной записи больше кода ключа искомой границы.

В этом случае на выходе Больше схемы 6 формируетс  единичный сигнал, открывающий элемент И 11 и устанавливающий режим вычитани  счетчика 4.

По импульсу с выхода распределител  18 в счетчике 4 формируетс  разность PI 11 Pi - 1, котора  через элементы И 24 принимаетс  в регистр 1 в качестве верхней границы дл  очередного цикла работы устройства. Прием адреса производитс  по импульсу с выхода распределител  18, поступающему через элементы И 11 и ИЛИ 15 на управл ющие входы элеметов И 24,

На первом этапе поиска нижней границы устройство работает следующим образом .

По импульсу с выхода распределител 

10г,В Г0 + Н Го

8 адрес Pi из сумма ора

3 принимаетс  в счетчик 4. Это обусловлено тем, что ВГ0 НГ0, поэтому на выходе Меньше схемы 7 сравнении устанавливаетс  нулевой сигнал, открывающий по инверсному входу элемент И 29, выходом подключенный к входу разрешени  записи счетчика 4.

По адресу Pi производитс  обращение к блоку 9 пам ти, и считанна  запись принимаетс  в регистр 8 по импульсу с выхода распределител  18. Код ключа считанной записи через открытые элементы И 27 подаетс  из первый вход схемы 6 сравнени  На второй вход схемы 6 сравнени  подаетс  код ключа нижней границы из регистра 5 через открытые элементы И 25 единичным сигналом с инверсного выхода триггера 45.

Если ключи совпадают, то на выходах Меньше и Больше схемы 6 устанавливаютс  нулевые сигналы, блокирующие эле менты И 10 и 11 и запрещающие операции сложени  и вычитани  в счетчике 4. Поэтому импульсы с выхода распределител  18 не измен ют содержимого счетчика 4 и в нем сохран етс  значение адреса Pi, а импульс с выхода распределител  18 не измен ет состо ни  регистров 2 и 1.

Единичным сигналом с выхода Равно схемы 6 через элемент ИЛИ 16 открываетс  элемент И 31.

В очередном такте генератора 19 по импульсу на выходе распределител  18 адрес Р1 принимаетс  в регистр 17.

Так как в регистрах 2 и 1 информаци  не изменилась, то адрес PI повторно также принимаетс  в счетчик 4.

По импульсу с выхода распределител  18 триггер 45 переключаетс  в единичное состо ние, блокиру  тем элемент И 31 по первому входу и открь.ва  по первому входу элемент И 32. Кроме того, на второй вход схемы б через элементы И 26, открытые теперь же единичным сигналом с пр мого выхода триггера 45, подаетс  код ключа верхней границы из регистра 20.

образом, после окончани  импульса с выхода распределител  18 на первом входе схемы 6 присутствует код ключа считанной записи по адресу PI, а на втором входе - код ключа верхней границы, а так как ключ НГ меньше ключа ВГ, то на выходе Меньше схемы 6 формируетс  единичный сигнал. И в дальнейшем (в соответствии с рассмотренным пунктом В) в регистре 2 фиксируетс  код адреса PI + 1 по импульсу С выхода распределител  18,

После этого снова по вл етс  импульс на выходе распределител  18, по которому сфор н г + в г

мированныи адрес Ра-s,

где НГ Pi + 1, ВГ ВГ0. принимаетс  в счетчик 4.

В дальнейшем устройство работает аналогично описанному.

После завершени  поиска верхней гра- ницы фиксацией ее в регистре 21 импульсом с выхода элемента И 32 устанавливаетс  в нулевое состо ние триггер 46 и через элемент ИЛИ 40 гаситс  триггер 47.

Рассмотрим работу устройства, когда в массиве с , необходимо определить нижнюю границу, начина  с которой ключи записей больше заданного.

На фиг. За показана условна  структура массива с , , а внутри каждой  чей- ки указаны значени  ключей. Требуетс  определить адрес, начина  с которого все ключи больше .

Так как КлНГ0 КлНГ (8 15), то по

завершении предварительного этапа триггер 78 оказываетс  в нулевом состо нии,

определ   тем самым режим поиска нижней

границы.

В соответствии с описанным значение в первом цикле

30

D1 +9

Р1 - - 5

Так как Кл3 Кли (16 15), то в счетчике 4 формируетс  значение Pi-1 , которое передаетс  в регистр 1 в качестве адреса верхней границы.

На втором цикле величина

1 + 4 2 передаетс  в счетчик 4.

Так как Кл3 Кли (10 15), то в счетчике 4 формируетс  значение Р2 + 1 2 + 1 3, которое в качестве нижней границы поступает в регистр 2.

В третьем цикле величина

D 3 +4 „.

Рз J передаетс  в счетчик 4.

Так как Кл Кл (), то в счетчике 4 образуетс  значение Р3+1 3 + , которое в качестве нижней границы поступает в регистр 2.

В течение этих трех циклов на выходе Меньше схемы 7 сравнени  присутствует нулевой сигнал, которым элемент И 29 удерживаетс  в открытом состо нии по инверсному входу.

В третьем цикле НГ В Г, на выходе

Равно схемы 7 сравнени  формируетс  единичный сигнал, открывающий через элемент ИЛИ 37 элемент И 32 по четвертому оходу. Однаю так как триггер 45 находитс  в нулевом состо нии, элемент И 32 заблокирован нулевым сигналом с пр мого выхода этого триггера.

В четвертом цикле формируетс  адрес который передаетс  в счетчик 4.

Так как Клэ Кли (14 15), то в счетчике 4 формируетс  значение адреса Р4 + 1 4 + 1 - 5, которое принимаетс  в качестве нижней границы в регистр 2. При этом оказываетс , чтоВГ НГ(10 16) и на выходе Меньше схемы 7 устанавливаетс  единичный сигнал. Данный сигнал блокирует по инверсному входу элемент И 29. запрещающий прием в счетчик 4 очередного

значени  PS

4+5

4 , сохран   в

нем адрес Рл 5.

Одновременно с сигналом с выхода Меньше схемы 7 через элемент ИЛИ 16 открываетс  элемент И 31 по четвертому входу. Так как этот элемент, кроме того, открыт по первому входу единичным сигналом с инверсного выхода триггера 46, а по второму - единичным сигналом с инверсного выхода триггера 45, то по импульсу с выхода распределител  18, поступающему через этот элемент И 31 и элемент ИЛИ 30 на синхровход регистра 17, производитс  прием в него адреса нижней границы под- массива Р 5.

После этого переключаетс  триггер 45 в единичное состо ние, обеспечива  поиск адреса верхней границы.

Одновременно с установкой в 1 триггера 45 адрес ВГ0 9 через элемент И 23 передаетс  в регистр 1.

Единичным сигналом с единичного выхода триггера 45 открываютс  элементы И 26, и код ключа верхней границы поступает на второй вход схемы 6 сравнени . На первый вход схемы 6 после приема в регистр 8 по второму импульсу с выхода распределител  18 записи из блока пам ти 9 поступает код ключа Кл3 16 через элементы И 27.

Пусть /требуетс  определить адрес верхней границы, ключ которой Кли 21 (фиг. 36).

Так как КлВГ КлВГ (24 21), то по завершении предварительного этапа триггер 79 оказываетс  в нулевом состо нии, определ   тем самым режим поиска верхней границы.

ТаккакКЛз Кли(16 21), то на выходе Меньше схемы 6 формируетс  единичный сигнал. При этом в счетчике 4 образуетс  адрес Pi 5+ 1 6.

Этот адрес принимаетс  в регистр 2 в качестве нижней границы.

В очередном цикле формируетс  адрес Р2 -  - 7 поступающий в счетчик 4.

Так как Кл3 Кли (20 21), то в счетчике

4 формируетс  адрес Р2 + 1 7 + 1 8, передаваемый в регистр 2 в качестве нижней границы.

8 +9 В следующем цикле Рз - - 8

Так как Кл3 Кли (), то в счетчике 4

формируетс  адрес Р3 -1 8 -1 7, который

поступает в регистр 1 в качестве верхней

границы. При этом оказываетс , что НГ ВГ

(7 7), в силу чего на выходе Равно схемы

7формируетс  единичный сигнал, которым через элемент ИЛИ 37 открываетс  по четвертому входу элемент И 32. Этот элемент открыт по первому и второму входам единичными сигналами с пр мого выхода триггера 45 и инверсного выхода триггера 46 соответственно, а также по инверсному входу нулевым сигналом с единичного выхода триггера 79.

Импульсом с выхода распределител 

18, поступающим через открытый элемент И 32 и элемент ИЛИ 39 на синхровход регистра 21, адрес ВГ 7 принимаетс  в регистр 21 через элементы ИЛИ 13.

Одновременно импульсом с выхода элемента И 32 через элемент ИЛИ 40 устанавливаетс  в нулевое состо ние триггер 47.

Таким образом, в регистрах 17 и 21 установлены граничные адреса подмассива

записей с ключами, лежащими в пределах от 9 до 15, т. е. Анг 5, АВг 7.

Если искомый подмассив данных отсутствует (пункты 7 и 13), то на выходе 59 формируетс  сигнал Отсутствие подмассива.

Пусть ключ НГ 25, ключ ВГ 26, т. е. ключи границ подмассива больше ключа

8Го (фиг. За).

На этапе предварительного анализа при сравнении ключей нижней границы НГ0

исходного массива и ключа НГ искомого подмассива формируетс  единичный сигнал на выходе Меньше схемы 80 сравнени , так как ВГ0 НГ (24 25), открывающий элемент И 90, что обеспечивает передачу

импульса с выхода элемента 94 задержки через элемент ИЛИ 36 на выход 59 Отсутствие подмассива.

Пусть ключ НГ 6. ключ ВГ 7, т. е. ключи нижней и верхней границ подмассива

меньше ключа НГ0.

В данном случае на этапе предварительного анализа на выходе Больше схемы 81 сравнени  формируетс  единичный сигнал, так как НГ0 ВГ (8 7), открывающий элемент И 91, что обеспечивает передачу импульса с выхода элемента 95 задержки через элемент ИЛИ 36 на выход 59 Отсутствие подмассива.

Если требуетс  определить адрес только одной записи, то в регистры 5 и 20 принимаютс  одинаковые ключи. При этом схема 44 сравнени  формирует на выходе Равно единичный сигнал, по которому после определени  адреса нижней границы одновременно с установкой в 1 триггера 45 сигналом с выхода элемента И 35 через открытый элемент И 33 и элемент ИЛИ 40 триггер 47 устанавливаетс  в нулевое состо ние .

Таким образом, после окончани  режима поиска в регистре 17 зафиксирован ад рее нижней границы подмассива, а в регистре 21 - адрес верхней границы.

Последующие обращени  к запис м найденного подмассива олрганизуютс  следующим образом.

По входу 56 подаетс  сигнал режима чтени , по которому триггер 46 устанавливаетс  в единичное состо ние. При этом блокируетс  воздействие сигнала начальной установки на состо ни  регистров 5, 20, 17 и 21 через элемент И 34. Кроме того, блокируетс  прохождение импульсов с выхода распределител  18 дл  записи информации в регистры 17 и 21 через элементы И 31 и 32 соответственно.

Нулевым сигналом с инверсного выхода триггера 46 также блокируетс  прохождение кода ключа из регистра 8 через элементы И 27 на первый вход схем 6 сравнени . Это дает возможность при наличии информации в регистре 5 поддерживать отличный от нул  код ключа через элемент И 25 на втором входе схемы 6 сравнени . При этом на выходе Меньше данной схемы посто нно на все врем  работы устройства в режиме чтени  удерживаетс  единичный сигнал. По этому сигналу счетчик 4 формирует очередной адрес чтени  блока 9 пам ти, а через элементы И 10 и ИЛИ 14 обеспечиваетс  запись очередного адреса в регистр 2 из счетчика 4. Этот же адрес передаетс  и в регистр 1 по сигналу, поступающему через открытый элемент И 28 и элемент ИЛИ 15 на управл ющие входы элемента И 24.

Чтение информации выполн етс  следующим образом.

После подачи сигнала установки режима по входу 56 в устройство поступает сигнал начальной установки по входу 52. По этому сигналу адрес начала подмассива Анг (адрес нижней границы), предварительно считанный из регистра 17 по выходу 49, по входам 51 и 50 одновременно принимаетс  в регистры 1 и 2 соответственно.

Затем в устройство подаетс  по входу 58 сигнал пуска.

Так как после завершени  предварительного этапа триггер 76 установлен в нулевое состо ние, то элемент И 30 открыт по инверсному входу. После установки триггера 46 в единичное состо ние нулевым сигналом с его инверсного выхода элемент И 84 закрыт, чем блокируетс  воздействие им0 пульса пуска на элементы схемы блока 61.

По сигналу пуска производитс  чтение записи из блока 9 пам ти, котора  поступает из регистра 8 на выход 60. По окончании чтени  триггер 47 устанавливаетс  в О.

5 Единичный сигнал с инверсного выхода этого триггера, поступающий на выход 57. используетс  в этом режиме в качестве сигнала готовности устройства к выдаче записи по сформированному очередному ад0 ресу. В устройство вновь поступает сигнал пуска по входу 58. В дальнейшем чтение информации и, соответственно, количество импульсов пуска определ ютс  разностью значений адресов верхней и нижней границ

5 в регистрах 17 и 21. После чтени  записи по последнему адресу на выходе 59 формируетс  сигнал Отсутствие подмассива. который в данном режиме означает завершение выдачи всех записей подмассива.

0 Чтение записей подмассива может производитьс  многократное предварительной подготовкой устройства к режиму чтени .

Рассмотрим работу устройства в режиме чтени  записей.

5 После установки триггера 47 в единичное состо ние открываетс  элемент И 30, и через некоторое врем  на выходе распределител  18 по вл етс  импульс. По этому импульсу через открытый по инверсному входу

0 элемент И 29 нулевым сигналом с выхода Меньше схемы 7 в счетчик 4 принимаетс 

. Н Г -I- Н Г иг адрес AI   НГ по которому

производитс  обращение к блоку 9 пам ти.

5 Затем по второму импульсу с выхода распределител  18 считанна  запись принимаетс  в регистр 8, передаваема  на выход 60.

Так как элементы И 27 закрыты нулевым

0 сигналом с инверсного выхода триггера 46. то на первом входе схемы 6 нулевой код ключа, а на втором - отличный от нул . Поэтому на выходе Меньше схемы 6 сравнени  формируетс  единичный сигнал,

5 которым открыт элемент И 10/ а в счетчике 4 разрешаетс  режим сложени .

По третьему импульсу с выхода распределител  18 в счетчике формируетс  код адреса А2 AI + 1, который поступает через элементы ИЛИ 12 в регистр 2 и через элементы И 24 в регистр 1. Прием в.регистр 2 этого адреса производитс  по четвертому импульсу с выхода распределител  18, проход щему через элементы И 10 и ИЛИ 14 на синхровход регистра. В регистр 1 этот же 5 адрес принимаетс  по тому же импульсу, проход щему через элемент И 28, элемент ИЛИ 15 на управл ющие входы элементов И 24. При этом на выходе Меньше схемы 7 удерживаетс  нулевой сигнал.10

По четвертому импульсу с выхода распределител  18, кроме того, с выхода элемента И 28 через элемент ИЛИ 40 триггер 47 устанавливаетс  в нулевое состо ние.

Единичный сигнал с нулевого выхода 15 триггера 47 поступает на выход 5 и используетс  в качестве сигнала, разрешающего считывание записи с выхода 60.

Чтение записи по очередному адресу производитс  по второму импульсу пуска, 20 поступающему по входу 58. Работа устройства не отличаетс  от описанной. Чтение записей будет производитьс , пока текущий адрес не станет на единицу больше адреса верхней границы АВг, наход щегос  в реги- 25 стре21.

Так, когда адрес обращени , прин той в счетчик 4 по импульсу с первого выхода распределител  18, станет равным АВг, а гго импульсу с третьего выхода распределител  30 18 увеличитс  на единицу и принимаетс  в регистры 2 и 1 по импульсу с выхода распределител  18, то на выходе Меньше схемы 42 сформируетс  единичный сигнал, поступающий на выход 59 Отсутствие подмасси- 35 ва. Этот сигнал означает завершение считывани  записей всего подмассива.

Повторное обращение к запис м блока 9 пам ти организуетс  в соответствии с рассмотренным после предварительной подго- 40 товки устройства к режиму чтени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  поиска данных по авт, св. № 1564646, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  за 45 счет предварительного анализа соотношени  ключей границ исходного массива и искомого подмассива, оно дополнительно содержит блок анализа, разр ды адресного выхода которого соединены через МОН- 50 ТАЖНОЕ ИЛИ с одноименными разр дами выхода реверсивного счетчика, разр ды ключа информационного выхода блока пам ти подключены к одноименным разр дам входа ключа блока анализа, адресные входы 55 верхней и нижней границ которог о соединены с выходами регистров адреса верхней и нижней границ соответственно, выходы регистров ключей нижней и верхней границ подключены к входам ключей нижней и верхней границ соответственно блока анализа, первый выход управлени  которого соединен с инверсным входом третьего элемента И, первый, второй, третий и четвертый входы управлени  блока анализа соединены со- ответственно с инверсным выходом триггера режима, входом пуска устройства, входом поиска устройства и инверсным выходом триггера пуска, второй, третий, четвертый , п тый, шестой и седьмой выходы управлени  блока анализа подключены соответственно к выходу седьмого элемента И, к инверсному входу п того элемента И и второму входу восьмого элемента И, к четвертому входу восьмого элемента ИЛИ, к третьему входу седьмого элемента ИЛИ, к третьему входу п того элемента ИЛИ и к третьему входу шестого элемента ИЛИ, причем блок анализа содержит первую и вторую схемы сравнени , первые входы которых объединены и поключены к входу ключа блока анализа, а вторые входы  вл ютс  входами ключей нижней и верхней границ соответственно блока анализа, дев ть элементов И, элемент ИЛИ, выход которого  вл етс  четвертым выходом управлени  блока анализа, четыре элемента задержки, первый и второй блоки элементов И, выходы которых объединены и подключены к адресному выходу блока анализа, триггер нижней границы, триггер верхней границы, пр мой выход которого  вл етс  третьим выходом управлени  блока анализа, первый и второй триггеры управлени , единичные и нулевые входы которых объединены и подключены к третьему входу управлени  блока анализа, пр мой выход первого триггера управлени   вл етс  первым выходом управлени  блока анализа и подключен к первым управл ющим входам первого и второго блоков элементов И, вторые управл ющие входы которых соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами второго триггера управлени , выход первого элемента И блока анализа соединен с единичными входами триггеров нижней и верхней границ и через первый элемент задержки - с первыми входами третьего, шестого и восьмого элементов И, с единичным входом второго триггера управлени  и входом второго элемента задержки, выход которого подключен к первым пр мым входам второго, седьмого и дев того элементов И и к входу третьего элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, третьим входом п того элемента И и через четвертый, элемент задержки - с нулевым входом первого триггера у правлени , выход Меньше первой схемы сравнени  блока анализа подключен к второму пр мому входу второго элемента И и второму входу шестого элемента И, а выход Равно - к второму входу восьмого элемента И, выход Больше второй схемы сравнени  блока анализа соединен с вторым входом третьего элемента И и вторым пр мым входом седьмого элемента И, а выход Равно - с вторым пр мым входом дев того элемента И, выход которого подключен к седьмому выходу управлени  блока анализа и персому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом восьмого элемента И и с шестым выходом управлени  блока анализа , п тый выход управлени  которого соединен с выходом шестого элемента И, объединенным с выходом седьмого элемен - та И, инверсный вход которого соединен с четвертым входом управлени  блока анализа , инверсными входами дев того и второго

   элементов И, пр мой выход триггера нижней границы, нулевой вход которого подключен к выходу второго элемента И, соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого  вл етс  вторым выходом управлени  блока анализа, и с вторым входом п того элемента И, первый вход которого подключен к пр мому выходу триггера верхней границы, нулевой вход которого соединен с выходом третьего элемента И, выход п того элемента И подключен к третьему входу элемента ИЛИ, информационные входы элементов И первого и второго блоков подключены соответственно к адресным входам нижней и верхней границ блока анализа, в котором его первый и второй входы управлени  соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И.

   Таблица 1

   Таблица2

   Ф 1 Ф Ф Ф

   & W 22 & tfp

   О/. 18991

   Фич 3