Устройство для сравнения чисел

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной т сникео Цель изобретения - расширение области прю4енения за счет возможности сравнения чисел в системе остаточных классов. Устройство для сравнения чисел содержит двоичные счетчики 1,2, элементы 3,4 сравнения, элементыИ5,6 и элемент ШШ-НЕ 7, две группы модульных счетчиков 15, 16, элемент НЕ 8, дешифраторы 9-12 и элементы ИЛИ 13, 14. В устройстве обеспечивается возможность сравнения чис, представленных в системе остаточных классов. Работа устройства происходит по методу досчета до опорных чисел и сравнения результатов досчета в модуль , ных и двоичных счетчиках. 1 нп.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГЬ БЛИК

09) (и}

4 А1 (5t)4 G 06 F 7 О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ .ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 4135347/24-24 (22) 04..09.86 (46) 2311.88, Бвл, I 43 (72) О.В.Ревинский (53) 683 325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В !037244, кл ° С Об F 7/04, 19Я2.

Авторское свидетельство СССР

Ф 798813, кл С 06 Р 7 04, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - расширение области прыкенения за счет возможности сравнения чисел в системе остаточных классов. Устройство для сравнения чисел содержит двоичные счетчики t,2, элементы 3,4 сравнения, элементыИ 5,6, и элемент ИЛИ-КЕ 7, две группы модульных счетчиков 15, 36, элемент НЕ 8, дешнфраторы 9-12 и элементы ИЛИ 13, 14. В устройстве обеспечивается возможность сравнения чисел, представленных в системе остаточных классов.

Работа устройства происходит по методу досчета до опорных чисел и сравнения результатов досчета в модульных и двоичных счетчиках. 1 ил.

1439574

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки информации, работающих в сис- теме остаточных классов (СОК).

Цель из.обретения — расширение области применения эа счет возможности сравнения чисел в системе остаточных классов. 10

На чертеже приведена функциональ.ная схема предлагаемого устройства.

Устройство для сравнения чисел содержит первый и второй двоичные

1 счетчики ", и 2, первый и второй элементы 3 и 4,сравнения, первый и второй элементы И 5 и 6, элемент БЛИНЕ 7, элемент НЕ 8, первый — четвертый дешифраторы 9-12, первый и второй элементь1 ИЛИ 13 и 14, первую и ° 20 вторую группы модульных счетчиков

15 и 16, входы 17 и 18 кодов остатков сравниваемых чисел, вход 19 закуска, тактовый вход 20, выходы 21-23.

Каждый из п модульных счетчиков 25

15 и 16 предназначен.для записи в него кода остатка сравниваемого числа по соответствующему основанию Р,РИ и последующего подсчета тактовых импульсов по этому основаниио. Модуль-30 ные счетчики 15 и 16 могут быть реализованы, например, на микросхемах типа К155ИЕ8, обеспечивающих любой требуемый коэффициент пересчета..Кроме того, модульные счетчики 15 и 16 могут быть выполнены на колъцевьи регистрах сдвига с дешифраторами на входе, причем разрядность каждого из этих регистров соответствует разрядности двоичного .кода соответствующе- 40 го основания P., а дешифраторы обеспечивают запись единицы в тот разряд регистра сдвига, номер. которого соответствует коду остатка eL; или Р; сравниваемых чисел А и В.

Первый и второй дешифраторы 9 и

10 выполнены так, чтобы обнаружить заранее заданную комбинацию кодов на выходах К модульных счетчиков 15 и 16. Для наглядности на чертеже в качестве этих дешифраторов 9 и 10 указаны элементы ИЛИ, к входам которых подключены все прямые выходы соответствующих модульных счетчиков

15 и 16. При этом дешифраторы 9 и 10 формируют сигнал логического нуля в случае, когда на всех прямык выходах всех К модульных счетчиков 15 или 16 соответствующей группы появляются логические нули. В случае выполнения модулвных счетчиков 15 и 16 на кольцевых регистрах сдвига дешифраторы 9 н 10 могут быть реализованы на элементе И-НЕ, каждый вход которого соединен с выходом того разряда регистра сдвига, который соответству ет нулевому коду остатка.

Остальные элементы являются стандартными функциональными узлами, Bbl» полняемыми в виде микросхем.

В основе работы предлагаемого устройства лежит следующее.

Любое целое число А из диапазона (О,Р может быть представлено в виде остатков о „о,..., М от деления этого числа А на основания — взаимно простые числа Р„, Р,„,...Р„ такие, что их произведение П Р; Рз Р ..При

i 6 последовательном переборе всех чисел диапазона О,Р соответствующие остатки 1; будут периодически изменяться от О до Р; -1. В случае, когда число А кратно сразу нескольким основаниям Р;, P> „...Ро, его остатки о ;,Ы,...пребудут равны нулю одновременно.

Рассмотрим для примера случай представления чисел по следующим основаниям: Р =3, Ро=11, Р> 5, Р =7 (Р=Р ° Р ° Р Р =-1155). В этом случае числа, делящиеся без остатка, например, на Р,; Р "33, будут иметь следующие представления в выбранной СОК;

О =(0,0 0 03

33 -(0,0,3,5 (66 = 0,0,1,3) O 0 °

1122 =(0,0,2,2

Назовем эти числа опорными числами А и перенумеруем их таким образом: А,=О, А,=33, А = 66 и т.д., о

А, =i P, Р (в общем случае А ° =iP-...

° o ° Р а

Дешифраторы 11 и 12 подключены к информационным входам элемента 3 сравнения таким образом, чтобы при появлении на выходах модульных счетчиков )5(К+1)-15п или 16(К+1) - 16n о а кодов остатков чисел А, и А . таких, 1 что i + j (А. А ° ), сигнал для числа

) 14395?4

А появляется на разряде информацио онных входов элемента 3 меньшего вео са, чем для числа А, (не более младшем разряде .входа). При этом код о остатков числа А по основаниям

Р„,,...,Рll не обязательно меньше кода числа Ао по тем же основаниям.

Например, в рассматриваемом случае о код остатков числа А, = 33 по основаниям Р и Р больше соответствующих кодов чисел, А = бб и А =1122, хотя очевидно А, а А А 4, 34

Устройство для сравнения чисел работает следующим образом.

Остатки М; и Р; сравниваемьм чисел А и В в двоичном коде записываются в соответствующие модульные счетчики 15.i и 16.i с соответствующих входов I7 и 18. Модульные счетчики

15 и 16 и двоичные счетчики 1 и 2 .перед этим предварительно обнулены (цепи обнуления не показаны). При этом в общем случае на выходах дешифраторов 9 и 10 (элементов ИЛИ в рассматриваемом примере) присутствуют сигналы логической единицы.

После записи в счетчики 15 и 16 на управляющий вход 19 подается сигнал разрешения (уровень логической единицы), что обеспечивает пропускание через элементы И 5 и 6 тактовых импульсов с входа 20 на счетчики 1, 2, 15 и 16. При этом модульные счетчики 15.i и 16.i обнуляются с пери. одом Р

Не йозднее, чем через P,P ...Є (в рассматриваемом примере Р, Р =ЗЗ} на всех выходах счетчиков 15.1

15.К и 16. 1 - 16 К появятся сигналы логического нуля. Причем в общем случае это произойдет неодновременно для обеих групп модульных счетчиков 15 и 16. В момент обнуления всех

К счетчиков соответствующей группы на выходе соответствующего дешифратора 9 или 10 (элемента ИЛИ) появится сигнал логического нуля, который закроет соответствующий элемент

И 5 или 6. В результате соответствующие счетчики 1, 15 или 2, 16 остановятся

После того, как остановятся все ечетчики 1, 2, 1 5 и 16 на выходе элемента ИЛИ-НЕ 7 появится сигнал логической единицы, разрешающий работу первого элемента 3 сравнения.

На его информационные входы поступают с выходов дешифраторов 11 и 12 коды, определяемые кодами с выходов модульных счетчиков 15. (К+1)-15.п и 16.(K+1}-1б.п. Если число А, коды остатков которого попаны на входы 17, больше или меньше числа В, коды остатков которого поданы на входы 18, то на соответствующем выходе элемента 3 появляется сигнал логической единицы, который проходит через соответствующий элемецт ИЛИ 13 нли 14 на выход 21 "Нольше" ил-.: 22 "Меньше".

Например, пусть на входы 17 поданы коды остатков числа А=193= (1, б, 3,4), на входы 18 — числа В=971=

=(2,3,1,5), тогда на выходе дешиф-: ратора 9 (элементе ИЛИ) через пять тактов появится сигнал нулевого уровня, так как на выходах модульных

20 счетчиков 15.1-15.4 будут коды ос- . татков СО,О,3,2, соответствующие . числу А" = 198. На выходе дешифратора 10 через девятнадцать тактов также появится сигнал логического ну25 ля, так как на выходах модульных счетчиков 16. 1 — 16.4 будут коды остатков (О,О,О,З) числа А =990.

В результате на выходе элемента ИЛИНЕ 7 появится разрешающий сигнал и др с выхода "Меньше" элемента 3 сравнения сигнал логической единицы через элемент ИЛИ 14 поступит на выход 22 устройства.

Если же на выходах модульных счетчиков 15. (К+1)-15.п и 16. (К+1)-16.п

35 будут коды одинаковых опорных чисел, то элемент 3 сравнения выдаст сигнал на своем выходе "Равно", по которому разрешается работа второго элеяента

4р 4 сравнения. На информационные входы этого элемента 4 поступают коды с выходов двоичных счетчиков 1 и 2, после чего сигнал с соответствующего выхода элемента 4 поступает на один

45 из выходов устроиства °

Например, пусть на входы 17 поданы коды с остатков числа А=620=(2, 4,0,41, а на входы 18 — числа В=

=596=(2,2, 1,1j, тогда на выходе дешифратора 9 через семь тактов появится сигнал логического нуля, так как на выходах счетчиков 15.1-15 ° 4 е будут двоичные коды остатков 0,0, 2,4} числа А,„= 627. На выходе де55, шифратора 10 сигнал логического нуля появится через тридцать один такт, а на выходах счетчиков 16.1-16.4 будут двоичные коды остатков (О, О, 2, 4 тоо

ro же числа А, =62?. При этом первый

5 14 элемент 3 сравнения Выдаст сигнал на выходе "Равно", разрешающий работу второго элемента 4 сравнения. Послед; ний сравнивает коды чисел 7 и 31 со счетчиков 1 и 2.и выдаст сигнал на . своем выходе "Меньше", который,-про,ходя через элемент ИЛИ 13, поступает ,на выход 21 "Больше" устройства. Остановку счетчиков не обязательно выполнять при равенстве нулю кодов на выходах части модульных счетчиков.

Можно взять в качестве опорных чисел

:,те, двоичные коды остатков которых, например, содержат единицу только

1 в младшем разряде или только в стар шем, либо какие-нибудь иные. Важно лишь, чтобы опорные числа располагались более или менее равномерно на числовой оси, во всяком случае мак,симальная разность между соседними, опорными числами не должна превьппать

: емкость двоичных счетчиков 1 и 2.

Предельная частота тактовых импульсов на входе 20 определяется вре, менем распространения сигнала в мо-! . дульном счетчике 15 или 16, дешифра—, .торе 9 или 10 и элементе И 5 или 6.

Процесс сравнения чисел в СОК можно ускорить, выбирая в качестве

P,...,Ðö меньшие основания и уменьшая их число К. Однако при этом возрастает количество опорных чисел, . из-за чего увеличивается сложность дешифраторов 11 и 12 и элемента 3 сравнения.

Если увеличить вдвое количество счетчиков и элементов сравнения, причем дополнительные двоичнЫе счет« чики включить в режим обратного счета, то быстродействие устройства возрастет по крайней мере вдвое, так как диапазон между двумя опорными числами будет просчитываться макси.мум до середины.

Предлагаемое устройство способно сравнивать и двоичные числа, если их коды подавать на установочньвз входы модульных счетчиков 15. 1-15.K и 16. 1-16.К. При этом сигнал с выхода элемента ИЛИ-HE 7 следует подавать на управляющий вход второго элемента 4 сравнении либо отключать счетные входы Остальных модульных счетчиков.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет сравнивать как .двоичные числа, так и числа в СОК, 39574 6

На основе предлагаемого устройстВа может быть построен преобразователь кода СОК в позиционный код, например в двоичный. Для этого следует заменить (или дополнить) дешифратор 11 (или 12) преобразователем кода опорных чисел н двоичный код с его выходов просуммировать с выходным кодом двоичного счетчика 1 (илн

2), взятым с обратным знаком.

Формула из.обретения

15 Устройстчо для сравнения чисел, содержащее первый и второй двоичные счетчики, первый н второй элементы. сравнения, элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй элементы И, тактовый вход и

2Q вход запуска устройства подключены к первому и второму входам первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого двоичного счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я

25 тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет возможности сравнения чисел в системе остаточных классов, в него введены две группы по п модульных счетчиков, Зг где и - число оснований в системе остаточных классов, четыре дешифратора, два элемента ИЛИ и элемент НЕ, причем вход запуска устройства подключен к первому входу второго эле35 мента И и через элемент НЕ - к первому входу элемента ИЛИ-ЯЕ, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента сравнения, вьгход первого элемента И подключен к

40 счетным входам модульных счетчиков первой группы, тактовый вход устройства соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с счетными входами второго

4 счетчика и модульных .счетчиков второп группы, входы кодов остатков, первого и второго сравниваемых чисел подключены к входам соответствующих счетчиков первой и второй групп соответственно, выходы разрядов первого — -ro модульных счетчиков первой и второй групп, где

К и, соединены с входами соответственно первого и второго дешнфратоРОВ ВЫХОДЫ KOTOP!blX ПОДКЛ10ЧЕНЫ К третьим входам соответственно первого и второго элементов И и соответственно к Второму и треть ему входам элемента ИЛИ-НЕ, выходы разрядов

Составитель Е.Иванова

Техред А.Кравчук Корректор Э.Лончакова

Редактор С.Пекарь

Заказ 6077/47 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1439574, 8

ЯК+1)-и)-го модульных счетчиков i чены к выходам разрядов первого и" первой и второй групп подключены к второго двоичных счетчиков, выходы

1 1! I I It входам соответственно третьего и чет- Меньше и Больше которого соедивертого дешифраторов, выходы которых нены с первьжи входами соответственсоединены соответственно с инфор- но первого и второго элементов ИЛИ, мационными входами первой и второй вторые входы которых соединены с групп первого элемента сравнения, выходами соответственно "Больше" и выход "Равно" которого соединен с "Меньше" первого элемента сравнения, управляющим входом второго элемента )0 выходы элемента ИЛИ и выход "Равно" сравнения, информационные входы нер- второго элемента сравяения являются вой и второй групп которого подклю- выходами устройства.