Устройство для определения локальных экстремумов функции

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для поиска экстремумов функций, представленных в виде дискретных выборок. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения глобального экстремума (ГЭ). Устройство содержит буферные регистры, регистр ГЭ, счетчик управления, счетчик адреса экстремума , регистр адреса экстремума, элемент задержки, элементы И, ИЛИ, И/И- НЕ, ШШ-НЕ, триггеры. Последовательность выборок функции поступает на информационный вход в последовательном коде. Устройство вьщеляет локально экстремум (ЛЭ) по трем смежным дискретным выборкам, отличая его от точки перегиба. В режиме вьщеления ГЭ выделенное значение ЛЭ сравнивается с текущим значением ГЭ и в случае превышения его записьшается в регистр ГЭ. 1 ил. с (Л ю се го со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 G 06 F 7 06

И АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ дискретных выборок. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения глобального экстремума (ГЭ). Устройство содержит буферные регистры, регистр ГЭ, счетчик управления, счетчик адреса экстремума, регистр адреса экстремума, элемент задержки, элементы И, ИЛИ, И/И"

НЕ, ИЛИ-НЕ, триггеры. Последовательность выборок функции поступает на информационный вход в последовательном коде. Устройство выделяет локаль.но экстремум (ЛЭ) по трем смежным дискретным выборкам, отличая ceo от точки перегиба. В режиме выделения

ГЭ выделенное значение ЛЭ сравнивается с текущим значением ГЭ и в случае превышения его записывается в регистр

ГЭ. 1 ил, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3902145/24-24 (22) 27.05.85 (46) 15,02.87. Бюл. № 6 (71) Институт технической кибернетики АН БССР (72) Г.А.Буткин, N.М.Маханек и A.Ã.ßðóñîâ (53) 681.325.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1032452, кл. G 06 Г 7/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1005032, кл. G 06 F 7/06, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹- 1241227, кл. G 06 Р 7/06, 17.12.84.

;(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЭКСТРЕМУМОВ ФУНКЦ1П1 (57) Изобретение относится к области . автоматики и вычислительной техники и предназначено для поиска экстремумов функций, представленных в виде

„Л0„„1290297 A 1

1 12902

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для поиска экстремумов функций, представленных в виде дискретных выборок.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности определения глобального экстремума. Ю

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит буферные регистры 1 -!, регистр 2 глобального

1 экстремума, счетчик 3 управления, 15 счетчик 4 адреса экстремума, регистр

5 адреса экстремума, элемент 6, -б задержки, элементы И 7, -73 и 8,-8, элементы ИЛИ 9 и 9, элементы И/И-НЕ

10, -10; элемент ИЛИ-НЕ 11„- 11 триггеры 12,-12„ и 13, информацйонный вход 14, вход 15 выбора режима, вход 16 запуска, тактовый вход 17 и выход 18 фиксации экстремума.

Устройство работает следующим образом, Последовательность выборок функции поступает на информационный вход 14 устройства в последовательном коде старшими разрядами вперед и записыва- З0 ется в регистр 1, . Старший разряд хранящегося в регистре 1 числа пере1 записывается при этом в регистр 1, а старший разряд числа, хранящегося в регистре 1, — в регистр 1> . Каждый 35 поступающий разряд сопровождается сигналом на тактовом входе 17 (при этом на входе 16 запуска устройства установлен сигнал "1"). Тот же тактовый сигнал увеличивает содержимое счетчи- 40 ка 3, емкость которого равна количеству разрядов поступающих чисел.

Устройство имеет два режима работы. В режиме выделения локальных экстремумов на входе 15 выбора режима 45 установлен потенциал "0 .

Рассмотрим процессы вьфеления экстремума на примере выделения максимального из трех чисел, записанных в 5р регистры 1, — 1 . Если очередные разря- ды чисел равны единице, то на прямых выходах всех элементов И/P.-HE 10, — 10>

"1", а на выходах ИЛИ-НЕ I I, — 11

:"0" и триггеры 12., -12 не изме- 55 нят своего состояния. Если очередные разряды чисел все равны нулю, то "I" на объединенных инверсных выходах элементов И/И-НЕ 10 -10 (соединенных в

1 lf

97 2 виде NOHTANHOI0 И), на выходах элементов ИЛИ-HF. 11, — 11 - "0", а триггеры 12,-12 также не изменят своего состояния. Если часть разрядов — нулевые, а часть — единичные, то в единичное состояние устанавливаются те из триггеров 12;, разряды в соответствующих регистрах 1. которых равны

J нулю. В дальнейшем сигнал "0" с инверсного выхода данного триггера поступает на вход соответствующего элемента И/И-НЕ 10„, имитируя поступление минимального числа ° Таким образом, в нулевом состоянии находится траггер (или триггеры) 12, соответствующий

3 минимальному (или в случае равенства чисел минимальным) из чисел в регистрах 1„-1з

После того, как следующее число будет полностью записано в регистре

1,, счетчик 3 выдает сигнал переполнения, который увеличивает на единицу содержимое счетчика адреса 4 и поступает на входы элементов И 8, -8З .

Если триггеры 14, — 14 установлены, соответственно, в состояние 101 (т.е. а, < а. > аз ), то на входе элемента

И 8 появляется импульс, который через элементы ИЛИ 9 и И 7 поступает юР

2 на вход 18 устройства, а также на вход разрешения записи регистра 5, в который переписано значение адреса локального экстремума. Тем самым будет зафиксировано, что по адресу, хранящемуся в регистре 5, устройство зафиксировало локальный максимум. Если a,,== а, а,, то значение a.,- =а1 может быть локальным максимумом либо точкой перегиба в зависимости от дальнейшего поведения функции. Эта ситуация фиксируется элементом И 8,, импульс на выходе которого переводит триггер 13 в единичное состояние. Если в дальнейшем значение функции убывает (т.е. некоторое а „а ), то триггеры 12,-12 устанавливаются в состояние 100. Этосостояние фиксируется элементом И 8, при этом триггер 13 переводится в нулевое состояние, а на выходе 18 формируется сигнал локального максимума.

Если при о.; — а, о. в дальнейшем значение функции возрастает (т.е. некоторое а„ > o. ), то триггеры 12,—

l2> устанавливаются в состояние 011.

Это соответствует ситуации перегиба функции и при этом сигнал формируется на выходе элемента 8, что привопервого триггера соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, инверсный выход первого триггера соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, прямой выход второго триггера соединен с третьим входом второго элемента И, а инверсный — с третьими входами первого, третьего и четвертого элементов И, нен с четвертыми входами первого, второго и четвертого элементов И, а инго элемента И, выход первого элемента И соединен с входом установки в прямой выход которого соединен с пятыми входами второго и третьего элементов И, вход установки в нулевое состояние пятого триггера подключен к выходу первого элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к

Формула изобретения

3 129О297 4 дит к установке триггера 13 в нулевое состояние. Сигнал на выходе 18 устройтсва при этом не формируется.

В режиме выделения глобального экстремума на входе 15 устройства устанавливается потенциал "1". Устройство в этом режиме работает аналогично, но каждый выделенный при этом локальный экстремум сравнивается элементами И/И-НЕ 10, ИЛИ-НЕ 11 fO прямой выход третьего триггера соедин триггером 12 с текущим глобальным

4 экстремумом, хранящимся в регистре

2. Сигнал на выходе 18 устройства версный — с четвертым входом третьеформируется при этом только в случае, когда а > a где а, — значение 15 текущего глобального экстремума. единичное состояние пятого триггера, Этим сигналом в регистр 2 через открытый элемент И 7, после окончания цикла сравнения переписывается число из регистра 1 .

Устройство для определения локальных экстремумов функции, содержащее 25 первый, второй и третий буферные регистры, первый, второй и третий элементы ИЛИ-HE первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры, первый, второй, третий и четвертый эле- Зр менты И, первый и второй элементы

ИЛИ, счетчик адреса экстремума, счетчик управления, первый и второй элементы задержки, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом первого буферного регистра, выход которого соединен с информационным входом второго буферного регистра, выход которого соединен с информационным входом тре- 40 тьего буферного регистра, входы счетчика управления и первого .элемента задержки объединены, выход переполнения счетчика управления соединен со счетным входом счетчика адреса экстремума, с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого элементов И и через второй элемент задержки — с входами установки в нулевое состояние первого, второго, тре- 5g тьего и четвертого триггеров, выход первого элемента задержки соединен с входами управления сдвигом первого, второго и третьего буферных регистров, выходы первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ соединены с входами установки в единичное состояние соответственно первого, второго и третьего триггеров, прямой выход выходам соответственно второго и третьего элементов И, первый и второй входы второго элемента ИЛИ подключены к выходам соответственно третьего и четвертого элементов И, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения глобального экстремума, в него введены регистр глобального экстремума, первый, второй, третий и четвертый элементы И/И-НЕ, четвертый элемент ИЛИ-НЕ, регистр адреса экстремума, третий элемент задержки и пятый, шестой и седьмой элементы И, причем установочные входы разрядов регистра глобального экстремума подключены к выходам соответствующих разрядов третьего буферного регистра, выход пер-. вого элемента задержки соединен с входом управления сдвигом регистра глобального экстремума, вход разрешения записи которого подключен к выходу пятого элемента И, первый вход которого является входом выбора режима устройства, выходы первого и третьего буферных регистров соединены с первыми входами соответственно первого, второго и третьего элементов И/И-НЕ, выход регистра глобального экстремума соединен со своим информационным входом и с первым входом четвертого элемента И/И-НЕ, прямые выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И/И-НЕ сое динены спервыми входами соответственно первого, второго, третьего и чет12902

Составитель В. Горохов

Редактор M. Дылын Техред Л„Олейник Корректор С, Черни

Тираж б73 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >J(-35, Рауиская наб,, д. 4/5

Заказ 7902/46

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

5 вертого элементов ИЛИ-НЕ, инверсные выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И/И-HE объединены и соединены с вторыми входами первого, второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ,инверсные выходыпервого, второго, третьего и четвертого триггеров соединены с вторыми входами соответственно первого, второго, третьего и четвертого элементов И/И-НЕ, выход10 четвертого элемента ИЛИ-НЕ соединен с входом установки в единичное состояние четвертого триггера,, прямой выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с вто97 6 рым входом шестого элемента И, выход которого является выходом фиксации экстремума устройства и соединен с входом разрешения записи регистра адреса экстремума и через третий элемент =-,адержки — с. вторым входом пятого элемента И, вход счетчика управления подключен к выходу седьмого элемента И, первый и второй входы которого являются соответственно входами запуска устройства и тактовым входом устройства, выходы разрядов счетчика адреса экстремума соединены с соответствуюшими установочными вхоI дами разрядов регистра адреса экстремума,