Устройство для сравнения десятичных чисел

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидстельства №

М. Кл. G 06f 7/04

Заявлено 18.Х.1971 (№ 1706466/18-24) с присоединением заявки №

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий

Приоритет

Опубликовано 22.Ч111.1973. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 20.Х11.1973

УДК 681.325.66(088.8) Л т р изобветения

Г

1(. А, Попов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДЕСЯТИЧНВ1Х ЧИСЕЛ

Предложенное усгройство относится к ооласти дискретной автоматики и вычислительной техники и может быть использовано ири реализации технических средств вычислительной техники и систем автоматического управления и контроля.

Известны устройства для сравнения десятичных чисел, содер?кащие два регистра, связанные входами с выходом схемы «И», а выходами — со входами соответствующих элементов памяти, одни выходы которых подключены ко входам схемы формирования результата сравнения, связанной выходами со входами схемы индикации.

Однако известные устройства имеют низкое быстродействие.

Предложенное устройство отличается тем, что в него введены схема управления опросом, входы которой связаны с другими выходами соотвстствующих элементов памяти, а выходы — со входами опроса элементов памяти, и узел контроля, вход которого связан с выходом схемы «И», а выход — с другим входом схемы управления опросом и со входом схемы «И».

Это позволяет увеличить быстродействие устройства.

Блок-схема устройства приведена на черте?кс.

Устройство содержит регистр 1 числа А и регистр 2 числа В, выходы которых связаны со входами соотьетстьующих элементов памяти 8. Выходы элем:итон памяти подключены ко входам сх.мы управления опросом 4, другой вход которой связан с выходом узла конт1?оля д, подкл,очси ного ко Вход1 схемы

«И» б, сэсдинс гиой выходом с информационными ьходами регистров I и ?.

Выходы элсмснтоз памяти 8 связаны со входами схемы формирования результата сравнения 7, выходы которой подключены ко входам схс»ы индикации 8. Рсгистры 1 II содержат двоично-десятичные декады на каждый десятичный разряд сравниваемых шкал, служащие для записи и параллельного сравнения десятичных разрядов чисел.

Злсмситы и,"...:яти " c. 1 ". .QT для п1?нема H хранения информации, полученной в рсзультате параллслыюго сравнения в двоично-де20 сятичных дека (3x регистров 1 и 2 десятичных разрядов одинакового порядка сравниваемых чисел. Ка?кдый элемент памяти может быть выполнен, например, на двух фсрритовых сердечниках, связанных между собой так, что

25 в исходном положе.ши Ilãðüûé фсрритовый серде-шик находится в состоянии «1», а второй — в состоянии «О», Схема управления опросом 4 по мере переполнения двоична-десятичных декад регист30 ров 1 и 2 анализирует информацию, посту394778 пающую с них в элементы памяти >, и на основе анализа этой информации выбирает для опроса те элементы памяти, в которых записанный результат сравнения geci(Tlf«Hhlx разрядов одинакового порядка позволяет судить о результате сравнения чисел.

Узел контроля 6 определяет максимальное время заполнения двоично-десятичных Лекал регистров 1 и 2 заполняющими им ульсамп и при переполнении ес через схему управлс- 10 ния опросам 4 опрашивает элементы памяти ) и отключает схему «И» 6.

Схема «И» 6 пропускает или запрещает поступление заполняющих импульсов и» входы pci Петров 1 и 2 и узел контроля 6. 15

Предложенное устройсfBo сравнения десятичных чисел работает следующим образом.

Пусть необходимо сравнить между собой числО А и Iисло B . (л((ВыяВ зспия пх ряl)спства или неравенства между собой, глс: 1 — 40 заданная величина,  — фактически измеренная величина.

В исходном состоянии этп числа поступают либо последовательно, либо параллельно Б регистры 1 и 2. При этом в декаде узла кон- 25 троля записано число «0», каждый э7c)tcliт памяти находится в состоянии «1 — 0».

При сравнении через схему «И» 6 iia Bxo;! регистров 1 и 2 каждого десятичного разряда сравниваемых чисел и на вход декады узла 30 контроля 6 одновремсн (о подастся последовательность заполняющих импульсов.

Каждая двоично-десятичная декада регистров 1 и 2 и декада узла контроля 6 заполняется до переполнения, при этом;(вои IHO- 35 десятичная декада с любым большим пo абсолютной величине дссятичным разрядом одного числа персполнится раньше лвоично-лссятичной декады того же порядка, но с меньшим по абсолютной величине десятичным 40 разрядом другого числн. Например, если В одной двоично-десятичной лскадс записан разряд а(, числа А, а в другой разрял b, числа В, где а(, и bi,, — любые десятичные разряды одинакового порядка чисел А и В, то Б 45 случае, если (а), ) bi,l, раньше псреполнится двоично-десятичная декада с записанным Б нее разрядом а)„ так как для сс переполнения на ее вход нсобхолимо подать меньшее количество заполняющих импульсов. чем Лля 50 персполнсния двоично-десяти IHoli Лскялы с разрядом bi,.

В случае, если ) ah J ((lb!,, то раньше переполнится двоично-десятичная декада с разрядом bi, 55

Следовательно, импульс переполнения на выходе двоично-десятичной декады с любым большим по абсолютной величине десятичным разрядом одного из сравниваемых чисел появится раньше, чем импульс переполнения 60 на выходе двоично-десятичной декады того же порядка, но с меньшим по абсолютной величине разрядом другого из сравниваемых чисел.

Импульс переполнения с двои шо-лссятич- 65

НОЙ Дскяды с;lк)оым бОльшим НО Яосо;потнОЙ

БСЛП !И;!С ДССЯТИ

t1ocTi. Н(п и(1 Бх0 7 псрсз я ll lic;i << 1 >> И.3 !1cpB0! О

К(),1ЬI(3 ВО 13TÎPОС В СВОСХI ЭЛСМСПТС П3МЯTII и ня I,xî7 списывания «1» Б первом кольце (3 СООТБСТСТ!3 ЮЩСМ ЭЛС. 1 СИТ 1!3 (ЯТИ СРЯВНИВясмого с нпм разряда другого числа.

Таким образом, во ьторых к:)льцах элементов памяти двух лесяlII>HII»x разрядов олинаKOB0I ПОРЯДКЯ СРЯБНИ(32СМЫХ ЧИССЛ Б виде «1» переполнения и «0» будет записана информация о том, какой из срав!швясмых между собой разрядов больше.

Импульс псрспо:шсппя с лвоп шо-лссятпч«Oil лскя jl>I с м.".и и!!!ч1 Iio абсолютной величине разрядом, появляющийся позже имПУ. ЬСЯ Ii(РСIIÎ 7Hctllttl С ЛБОПЧНО-. (ССЯТИ П(0!! лскялы с Оольlпи м НО 3 бсо 110TH011 Вс:Iп>! Пнс рязрялом, поступает Hà Вхо7, перезаписи «1» с первого кольца во второе в своем элементе

ll23iHTH 11 f13 Вхо.(сиисьlБЯ пня «1» Б псрВОм

l(();11>ЦС B CU0TBCTCTBN IОП,С,1 Э.1С (СНТС ПЯ МЯТИ

CP3«H!I!330>)!010 С Н!!М РВВРН,!2 ЛРУI 010

I 10 Т(1 . 1<21< П Я 371. 13ХОлЫ (ЖС 1IOCTi, 113: И )(П 3 .7 Ь С П С Р С П О. 1 Н С: I I t tI C I! 3 011 1110- Л С С Я 1 11 Ч Н 0 и Л СI(!), I l>l I(РСПолil!l!3ПIСЙСЯ РЯПЬШС, ТО И)IП, ЛЬС, II;)cTcIlilBIUHli Озжс, пс изменит cOcTosiHH(П(РБЬI; КО IСЦ 3ЛСМСП 1 013 Па. (ЯТП,IЯ ННЫХ РЯЗ,iЯЛ0В.

В сг!х !яс рявс! ствя сряв(!Нвасмых лссятич1ii>1х рязря t(i!>3 Об(. 1130il п(0-ЛсcHTtf iiih!ñ Лскяды

:c«!tel J)ol3 1 и 2 л: .!«ых р зрялов псрспол!

I>I!Ñß О i!(ÎÂ, )С. .1(.Il l!0, 11 П 3(П М 1hСЬI 1(С))СI(0 IH(.— ! !!131 П p(ЗЯ П III!I м 1 << 1 >> Ha Il(p13ЫХ 1 О, IСП С!301fX

Э11 2 130 «торыс.

Таким о(разом, Б обоих вторых кольцах

ЭП 2 булут записаны «1».

Исхо;(11 пз Iiht 1(!el!pl(Bc:(сHHhlx p !ccrc ждсний, l3 случае сравнения чисел А и В при парал, 1CË1>11071:it!! I0Л ПС11И И 1130 il НО-ЛССЯ ИЧНЬIХ Дсе(lл рс! Ifc l р:>13 1 II 2 Олповрсмснно поразрядно сравнш)аются мсжлу собой а, — b» a2 — !)»... > г((— b„, где a„b! — старшие tccHT»чныс разряды сряш(пвасмых чисел; а„, !)„— млялшис десятичные разряды сравниваемых чисел.

П !) и c J) a!:11 (H а(11 !)>, (>(с)кл3 можны слслуюiH!Ic I32J)HBHThl рсзультата сряВН(.ПНЯ IIOÑ.IÑ 3 Я П ИСП СГО 130 ВТОРЫ(. КОЛ ЬЦЯ элементов памяти 8:

1) !а),) ) !)1, !, тогда Э11 (а,,) — «1», ЭГ1 (bi,) — «0».

2) !а, Il(jbl,i, тогда ЭП (а),) — «0», ЭП (bi,) — «1», 3) la!, = fib!, ), тогла ЭП (ai ) — «1», ЭП (b>,) — «1», где

ЭП (а(,), ЭП (bi,) — элементы памяти с запретом соответствукмцих десятичных разрядов сравниваемых чиссл: а, bi, — л(обыс десяти шыс разряды сравниваемых чисс.7.

Импульсы перезаписи «1» из первого кольца ЭП 3 Бо второе одновременно i:oñòóïàþò на адаптивную схему управления опросом 4.

394778

Адаптивная схема управления опро=ом 4 анализирует информацию, посту 1акпцу1о во вторые кольца ЭП 3 при сравнении десятичных разрядов одинакового порядка, и на основании этого анализа работает следующим образом.

Если сравнигаемые десятичные разряды равны между с бой, то импульсы перезаписи «1» на со„твстствующих входах адаптивной схемы управления опросом 4 появляется одновременно, и схема запретит опрос

ЭП 3 данных разрядов.

В случае раве:1ства младших десятичных разрядов сравни асмых чисел, запрет на опрос ЭП 3 мл HIHx разрядов нс выдается, так как в случае равенства всех предыдущих разрядов опрос их ЭП 3 запрещен и сели запретить опрос ЭП 3 младших разрядов, то невозможно будет определить результат сравнения.

Если сравниваемые десятичные разряды одинакового порядка не равны между собой, то при поступлении с ЭП 3 информации об их неравенстве, адаптивная схема управления опросом 4 разрешит опрос ЭП 3 данны. . разрядов и разрядов, старше дан;1ых, и запретит опрос ЭП 3 всех последующих разрядов после сравниваемых, так как по неравенству данных десятичных разрядов, в случае равенства предыдущих, уже можно определить результат сравнения, не обращаясь к последующим десятичным разрядам.

Таким образом, по окончании записи в

ЭП 3 результата параллельного сравнения десятичных разрядов одинакового порядка, адаптивная схема управления опросом 4 оставит для опроса ЭП 3 только того одного десятичного одинакового порядка, по которому можно определить результат сравнения.

Так как в декаде узла контроля 5 в исходном состоянии записано число «0», то она определяет максимальное время заполнсния двоично-десятичных декад регистров 1 и 2 до переполнения. Поэтому, если на выходе узла контроля 5 появляется импульс переполнения, идущий на опрос ЭП 3 и на вход схемы «И» б, это значит, что все двоично-десятичные декады регистров 1 и 2 заполнились до переполнения.

Импульс переполнения с узла контроля 5 запрещает прохождение через схему «И» 5 заполняющих импульсов и опрашивает вторые кольца ЭП 3.

Информация с ЭП 3 поступает на схему формирования результата сравнения 7.

Схема формирования результата сравнения в зависимости от информации, записанной с

ЭП 3 опрашиваемых разрядов, формирует и выдает на один из трех индикаторов одну из команд «РАВНО», «БОЛЬШЕ», «MEHbШЕ» и команду «КОНЕЦ СРАВНЕНИЯ» на схему индикации 8.

Время сравнения t, в сравнивающем устройстве складывается из времени t заполнения двоично-десятичных декад регистров и 2, опредсляемого максимальным временем заполнс.11гл дск.-.ды узла контроля 5 до переполнения, времени опроса ЭП 3 t, и epc IcH» формирования команды в схеме формирования результата сравнения 7 t„;.

Время за полн .ния декады узла контроля 5 до переполнения нс зависит от разрядности сравниваемых п1сел и опрсдслястся только частотой поступлc øÿ запо lHÿþHIHë импульсов. Прп частоте импульсов заполнения, равной — F

t ä—

Время запроса ЭП 3 t, нс зависит от раз20 рядности сравниваемых шсел, так как адаптивная схема управления опросом выбирает для опроса ЭП 2 только того одного десятичного разряда одинакового порядка. по которому можно определить рсзультат сравнения

25 чисел, и мало по сравнению с t„.

Время формирования команды результата сравнения i,< в схеме формирования результата сравнения 7 не зависит от разряд1юстп сравниваемых чисел, определяется внутрсн30 ней структурой логической схемы и мало по сравнению с t„.

Таким образом, с - д—

Слсдоватс;IhHo, !IpciIH cpHBHcHHH (,, опре Icляется частотой поступления заполняющих импульсов и не зависит от разрядности срав40 нпваемых чисел.

В предлагаемом устройстве для сравнения десяти IHьlx чисел уменьшение времени сравнения достигается благодаря параллельному сравнению между собой дссятпчных разрядов

45 одинакового порядка сравниваемых чисел прп одновременном заполнении всех двоичнодесятичных декад регистров 1 и 2 и благодаря введению адаптивной схемы управления опросом 4, которая разрешает опрос только

50 тех ЭП 3, в которых записан результат сравнения десятичных разрядов одинакового порядка, позволяющий судить о результате сравнения чисел.

Таким образом, адаптивная схема управле55 ния опросом 4 обеспечивает независимость времени опроса ЭП 3, а следовательно, и времени сравнения t, от разрядности сравниваемых чисел.

Кроме того, необходимо учитывать, что

60 так как время сравнсния t, не зависит от разрядности сравниваемых чисел, а определяется частотой поступления заполняющих импульсов 4= t,, то, изменяя частоту заполняющих импульсов, время сравнения чисел

65 можно регулировать. о94778

»! р сд ст:»з о о р стс и ия

Число В

Число А

С;;;I; I,Г"с. с:ll, В. оел»»:»»»

Техред Т. Курилко

Корректор М. Лейзерман

Редактор E. Семанова

Заказ 337812 Изд. X» I! 23 Т»!раж 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Миги стров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раугнскан наб., д. 415

Тн !ографин, пр. Сапунова, 2

Устройство д,:IH ср»lвlгспи!1 д: сяп»чн61х чисел, содерхкащее два регистра, связагп ые входами с выходом схемы «И», а выходами— со входа.",1и соотвстствующих элементов памяти, одни гыходы которы подключены ко входам схемы формирования результата сра»»пения, связанной вых1!да Ill со входами схсмы

:I I, и! ки !. Ill!, от.!L! !cl »!!!!. c. cÿ тем, ITo, с 1!елью

":.,: II !Зь!отfi:» . стнпя, в него введены схема управления опросом, входы которой с язаны с другими выходами соответствующих элементов памяти, а выходы — со входамп опроса элементов памяти, и узел контроля, вход котор:»го связан с выходами схемы «И», а выход — с другим входом схемы управления опросом и со входом схемы «И».