SU650071A1 - Устройство дл группового сравнени двоичных чисел - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дискретного управлени  и ЭВМ.

Известны устройства группового сравнени  чисел, состо щие из регистров-счетчиков сравниваемых чисел с вычитающим информационным входом, входным клапаном и выходным элементом ИЛИ - фиксатором обращени  в иуль содержимого регистров сравниваемых чисел, регистров-счетчиков результатов сравнени  с суммирующим информационным входом, генератора счетных импульсов с выходным клапаном и элементом задержки, элемента ИЛИ - фиксатора обращени  в нуль содержимого всех регистров, поразр дные узлы стирани  содержимого одноименных разр дов всех регистров при их равенстве 1, 2.

Устройство 1 позвол ет определить все три результата сравнени , использует последовательное вычитание единиц одновременно из всех чисел, при этом в счетчике наимеиьщего числа подсчитываютс  единицы до обнулени  одного из регистров, в счетчике наибольщего числа - до обнулени  всех регистров и в счетчике максимальной разности - от момента первого обнулени  до последнего. Однако быстродействие такого устройства невысокое.

Устройство дл  определени  максимальной разности 2 имеет повыщенное по сравнению с устройством быстродействие , но при этом функциональные возможности данного устройства сужены, а схемна  реализаци  усложнена.

Наиболее близким к предложенному техническому рещению  вл етс  устройство дл  группового сравнени  двоичных чнсел 3, содержащее N счетчиков сравниваемых чисел, каждый из них состоит из «-разр дного регистра, инверсные выходы которого соединены с первыми входами т поразр дных элементов И, а пр мые выходы через соответствующий элемент ИЛИ - с вторыми входами поразр дных элементов И, с первым входом входного элемента И и с одним из входов элемента ИЛИ обнаружени  равенства нулю содержимого всех

счетчиков сравниваемых чисел, выходом подключенного к одному из входов задающего элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора, а выход через элемент задержки-с вторым входом входного элемента И каждого из счетчиков сравниваемых чисел. Выходы поразр дных элементов И всех счетчиков сравниваемых чисел подключены к входам соответствующих элементов ИЛИ поразр дного стирани , выход каждого из которых св зан с

запрещающим входом элемента «Запрет поразр дного стирани , разрешающие входы этих элементов «Заирет соединены с выходом задающего элемента И, а их выходы - с входами установки в нулевое состо ние триггеров регистров-счетчиков сравниваемых чисел соответствующих разр дов . Устройство включает в себ  счетчик максимальной разности.

Недостатками этого устройства  влкю1е  невысокие функциональные возможности и сложность реализации.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства, в части обеспечени  получени  всех трех результатов сравнени , и иовыщение его быстродействи .

Это достигаетс  тем, что устройство снабжено счетчиками наибольшего и наименьшего чисел, входными и поразр дными элементами И и «Запрет управлени  записью, узлом определени  равенства нулю содержимого одного из счетчиков, содержащего N элементов «Запрет, запрещающие входы которых соединены с выходами элементов ИЛИ соответствующих счетчиков сравниваемых чисел, разрешающие входы - с пр мыми выходами триггеров м.тадших разр дов тех же счетчиков сравииваемых чисел, а выходы - с входами общего элемента ИЛИ, выходом св занного с запрещающими и первыми входами входных и поразр дных элементов «Запрет п элементов И управлени  записью в счетчики наименьшего числа и максимальной разности. Разрешающие входы и вторые входы поразр дных элементов «Запрет и И управлени  записью соответственно подключены к выходам элементов «Запрет поразр дного стирани  соответствующих разр дов, а их выходы - к входам установки в единичное состо ние счетчика максимальной разности и наименьшего чиела соответственно, входами св занных с выходами входиых элементов «Запрет и И управлени  записью, другие входы которых соединены с выходом элемента задержки и с входом счетчика наибольшего числа, входы установки разр дов в нулевое состо ние последнего иодключены к выходам поразр дных элементов «Запрет соответствующих разр дов.

Блок-схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Устройство содерл ит счетчики 1ь Ь, . . ., IN сравниваемых чисел, каждый из которых состоит из т-разр дного регистра, выполненного на триггерах; входные элементы И 2ь 22,..., 2л; элементы ИЛИ Зь 3,2,..., 3,, регистр-счетчик 4 максимальной разности с суммирующим информационным входом и входами управлепи  триггерами разр дов; генератор 5 счетных нмпульсов; задающий элемент И 6; элементы задержки 7; элемент ИЛИ 8; поразр дные узлы 9ь 92,..., 9, стирани  содержимого одноименных разр дов

всех регистров при их равенстве, состо щие из элементов ИЛИ iOi, Юг,..., ШтИ элементов «Запрет HI, Иг,--., 11т; регистр-счетчик

12наибольшего числа с суммирующим информационным входом и входами управлени  триггерами разр дов; регистр-счетчик

13иаимеиьшего числа с суммирующим информациопным входом и входами управлени  триггерами разр дов; входной 14 и иоразр дные 15i, 15г,-.., 15 узлы управлепи  записью информации в регистры 4 и 13, выполненные каждый на элементе И 16, элементах И 17i, 17г,..., 17т, элементе «Запрет 18, элементах «Запрет 19i, IQj,.-.,

19m; иоразр дпые элементы И 20i,b 20i,2,--., 20i,m, 202,1,. .., 202,m,..., 20л-,т на каждый региетр сравннваемых чисел; узел 21 оиределени  равенства содержимого одного из счетчиков сравниваемых чисел, состо щий из элементов «Запрет 22i, 222, -. .,

22л- и элемента ИЛИ 23.

Работает устройство следующим образом.

В исходном состо нии на счетчиках li,

Ь,--., IN записаны сравниваемые числа,

причем при нулевом состо нии триггеров регистров единичный сигнал - на инверсном выходе триггера. Включаетс  генератор 5. Сигнал с выхода генератора нроходит через элемент И 6 на разрешаюЩие входы элементов «Запрет llj, . .., И,,. Ири наличии единиц в од1шименных разр дах всех счетчиков Ь, Ь, - --, l.v на всех входах соответствующего элемента Р1ЛИ lOj, Юг, - . ., 10,п сигналы отсутствуют, следовательно , нет сигнала и на заирещающем входе элемента «Запрет Пь Ib, ..., И,,. Ио вл ющийс  на его выходе сигнал стирает содержимое данного разр да всех счетчиков li, Ь, . . -, 1 и подает единицу

в этот разр д регистров 12 и 13.

После окончани  переходных процессов в схеме сигнал генератора по вл етс  на элементе 7 и поступает на информационные входы счетчиков h, Ь,--., 1л-, 12 и

13. Содерл :имое всех регистров сравниваемых чисел уменьшаетс  на единицу, а в регистрах 12 и 13 единица подсчитываетс . Ири следующем сигнале генератора осуществл ютс  аналогичные операции. Это

происходит до тех пор, пока содержимое хот  бы одного из счетчиков Ь, Ь, ..., 1л не станет равным нулю. В этом случае исчезает сигнал на выходе соответствующего элемента ИЛИ Зь Зг, ..., Зд-, в результате

чего прекращаетс  поступление единиц иа информационный вход данного регистра. С исчезновением сигнала на выходе одного (или нескольких) элемента ИЛИ Зь 32,..., 3л- прекращаетс  подача сигналов содержимого всех разр дов данного регистра на входы элементов ИЛИ Юь Юг, .-., 10. и снимаетс  запрет с соответствующей схемы пз элементов 22ь 222, ..., 22г. В результате сигнал, по вл ющийс  на левом плече

триггера младщего разр да данного регистра , поступает на запрещающие входы элементов 18, 19ь 192,..., 19 отключа , таким образом, регистр 13, поскольку в нем уже записано наименьшее число. Кроме того , этот сигнал подготавливает элементы И 16, 17ь 172,..., 17т.

После прихода очередного импульса генератора в том случае, если в остальных ненулевых счетчиках h, Ь,-.., LY в одноименных разр дах записаны единицы, они стираютс . При этом сигнал стирани  поступает также на соответствующие триггеры нулевого регистра. Однако поскольку эти триггеры наход тс  в нулевом состо нии , изменени  их состо ни  не происходит . Одновременно со стиранием подаетс  единица в соответствующие разр ды регистра 12 и через подготовленные элементы И 17i, 172,..., 17m в соответствующие разр ды регистра 4. Поступающий с выхода элемента 7 на информационные входы ненулевых счетчиков li, Ь,-.., 1л 12, а также через подготовленный элемент И 16 на информационный вход регистра 4 сигнал уменьшает на единицу содержимое регистров сравниваемых чисел и увеличивает на единицу содержимое регистров наибольшего числа и максимальной разности. Такое чередование стирани  равных разр дов регистров сравниваемых чисел и подачи единиц в эти разр ды регистров наибольшего числа и максимальной разности с вычитанием единиц из регистров сравниваемых чисел и суммированием их в регистрах наибольшего числа и максимальной разности происходит до обращени  в нуль содержимого всех регистров чисел. Исчезает сигнал на выходе элемента ИЛИ 8 и на втором входе элемента И б, и подача сигналов генератора в схему прекращаетс . В результате в регистре 12 оказываетс  записанным наибольшее число, в регистре 4 - максимальна  разность.

Оборудование устройства сравнени  регистрами-счетчиками наибольшего и наименьшего чисел с суммирующим информационным входом и входами управлени  триггерами разр дов с соответствующими св з ми позвол ет расширить его функциональные возможности, поскольку дает комплексное решение задачи сравнени . Введение входного и поразр дных узлов управлени  записью информации в регистры наименьшего числа и максимальной разности с подключением последних и входов управлени  триггерами разр дов регистра наибольшего числа к соответствующим узлам стирани  содержимого одноименных разр дов значительно сокращает врем  сравнени , так как в отличие от прототипа чередование стирани  равных разр дов с вычитанием единиц из сравниваемых чисел продолжаетс  и после обращени  одного из чисел в нуль. Кроме того, данное устройство выгодно отличаетс  тем,

что отпадает необходимость в досчитывании единицами остатка последнего ненулевого числа, в результате чего вместо количества тактов вычитани , равного этому остатку, требуетс  всего один такт стирани  единиц в этом остатке.

Сравнение,например,чисел

А 1001111011,В 1100111110,

0 0000111010, Д 0011001001 устройством-прототипом требует четырех тактов до обращени  в нуль наименьшего числа и 772 тактов до окончани  цикла сравнени . Общее врем  сравнени  в этом случае TI 776 тактов.

Сравнение этих же чисел предлагаемым устройством требует всего Га 31 такта, т. е. ускорение процесса сравнени  составл ет Q TI/TZ 25 раз. Получение указанных результатов сравнени  с помощью известных устройств приводит к значительным аппаратурным затратам , в то врем  как предлагаемое устройство отличаетс  простотой.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  группового сравнени  двоичных чисел, содерлсащее N счетчиков сравниваемых чисел, каждый из которых состоит из /п-разр дного регистра, инверсные выходы которого соединены с первыми входами т поразр дных элементов И, а пр мые выходы через соответствующий элемент ИЛИ - с вторыми входами поразр дных элементов И, с первым входом

   входного элемента И и с одним из входов элемента ИЛИ обнаружени  равенства нулю содержимого всех счетчиков сравниваемых чисел, выход которого подключен к одному из входов задающего элемента И,

   другой вход которого соединен с выходом генератора, а выход через элемент задержки - с вторым входом входного элемента И каждого из счетчиков сравниваемых чисел , выходы поразр дных элементов И всех

   счетчиков сравниваемых чисел подключены к входам соответствующих элементов ИЛИ поразр дного стирани , выход каждого из которых соединен с запрещающим входом элемента «Запрет поразр дного

   стирани , разрешающие входы этих элементов «Запрет соединены с выходом задающего элемента И, а их выходы - с входами установки в нулевое состо ние триггеров регистров-счетчиков сравниваемых

   чисел соответствующих разр дов, счетчик максимальной разности, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и увеличени  быстродействи , оно снабжено счетчиками наибольшего и наименьшего чисел, входными и поразр дными элементами И и «Запрет управлени  записью, узлом определени  равенства нулю содержимого одного из счетчиков, содержащего :V элементов «Запрет , запрещающие входы которых соеди