SU1112362A1 - Устройство дл сортировки чисел - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ ЧИСЕЛ, содержащее (т-1) узлов сравнени , где m - количество чисел сортируемого массива, причем каждый узел сравнени  содержит схему сравнени , коммутатор и регистр, выходы разр дов которого соединены с информационными входами первой группы схемы сравнени  и коммутатора, управл ющий вход которого подключен к выходу схемы сравнени , выходы коммутатора i-ro узла сравнени , где ,2,... (т-2), соединены с установочными входами регистра (i+l)-ro узла сравнени , вход задани  режима сортировки устройства подключен к управл ющим входам схем сравнени  всех узлов сравнени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и упрощени  устройства, в него введены входной и выходной регистры , два элемента И и элемент НЕ, а в каждый узел, сравнени  - элемент И, первый вход которого соединен с выходом схемы сравнени  этого узла сравнени , а выход - с входом управлени  записью регистра этрго узла сравнени , вторые входы элементов И всех узлов сравнени  подключены к входу тактовых импульсов устройства подключенному также к входам управлени  записью входного и выходного регистров, информационные входы устройства соединены с установочными входами входного регистра, выходы разр дов которого соединены с установочными входами регистра первого узла сравнени , информационными входами второй группы схем сравне (Л ни  и коммутаторов всех узлов сравнени , выходы коммутатора (m-l)-ro узла сравнени  соединены с установоч8 ными входами вькодного регистра, вход задани  режима сортировки устройства подключен к первому входу первого элемента И и через элемент НЕ - к первому входу второго элемента И, вторые входы первого Ю и второго элементов И подключены к : шине начальной установки устройства, 35 а выходы - к входам установки соотю ветственно в единичное и нулевое сое-, сто ни  регистров всех узлов сравнени .

Description

1 11

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных устройствах обработки информации, предназначенных дл  сортировки массива данных , поступающих параллельным кодом одно за другим в реальном масштабе времени.

В задачах, св занных с обработкой данных сейсморазведки, гидроакустики при распознавании образов необходимо производить сортировку данных . Причем, часто обработку необг ходимо производить в реальном маспггабе времени, т.е. с той же частотой, с которой поступают данные.

ИзйеСтно устройство дл  сортиров ки чисел, содержащее И регистров, и схем сравнени  J, регистр результата распределитель импульсов, о элементов запрета, (п + 1) элементов И l.

Дл  сортировки П чисел в описанном устройстве необходимо произвести запись в регистры, а затем вьшолнить Ц циклов, в каждом из которых выполн етс  In тактов (т-разр дность данных ) .

Недостаток устройства - низкое

быстродействие.

I....

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  сортировки чисел, содержащее .т  чеек, где m -количество чисел в выходном множестве, причем кажда   чейка содержит элемент сравнени  и приемный регистр, выходы разр дов которого соединены с первой группой информационных входов элемента сравнени , кажда   чейка содержит коммутатор и регистр результата, причем выходы регистра результата соединены с второй группой информационных входов элемента сравнени  и первой группой информационнов входов коммутатора,установочные входы приемного регистра  вл ютс  информационными входами  чейки, а выходы разр дов приемного регистра соединены с установочными входами регистра результата и с второй группой информационных входов коммутатора; а выходы коммутатора  вл ютс  выходами  чейки, входы установки приемного регистра и регистра ре-, зультата в исходное состо ние соединены с входом установки устройства в исходное состо ние, вход управлени  записью приемного регистра и

3622

первый вход управлени  записью ре- 1 гистра результата соединены с входом тактовых сигналов устройства, выход элемента сравнени  соединен с вторым 5 входом управлени  записью регистра результата и управл ющим входом коммутатора, управл ющий вход элемента сравнени  соединен с управл ющим входом устройства, группы 0 информационных входов каждой  чейки , кроме первой, соединены с группой выходов предьщущей  чейки а группа информационных входов первой  чейки  вл етс  группой информацион5 ных входов устройства. Дл  сортировки чисел в устройстве необходимо выполнить 2) тактов. Дл  построени  устройства необходимо 2 m регистров. In схем сравнени  и HI коммутаторов 2, 0 Недостаток устройства - низкое быстродействие и большие затраты оборудовани .

Цель изобретени  - повьщ1енив бы;стродействи  и упрощение устройства.

5 .

Указанна  цель достигаетс  тем,

что в устройство дл  сортировки чисел, содержащее (П1-1) узлов сравнени , где И1 - количество чисел сортируемого массива, причем каждый узел уравнени  содержит схему сравнени , коммутатор и регистр, выходы разр дов которого соединены с информационными входами первой группы схемы сравнени  и коммутатора, уп5 равл ющий вход которого подключен

к выходу схемы сравнени , выходы коммутатора 1 -го узла сравнени , где

1,2,..., (п1-2), соединены с установочными входами регистра (i+1)-ro

О узла сравнени , вход задани  режима сортировки устройства подключен к управл ющим входам схем сравнени  всех узлов сравнени , введены входной и выходной регистры, два эле мента И и элемент НЕ, а в каждьй узел сравнени  - элемент И, первый вход которого соединен с выходом схемы сравнени  этого узла сравнени , а выход - с входом управлени  за0 писью регистра этого узла сравнени , вторые входы элементов И всех узлов сравнени  подключены к входу тактовых импульсов устройства, подключенному также к входам управлени  за5 писью входного и выходного регистров , информационные входы устройства соединены с установочными входами входного регистра, выходы разр дов которого соединены с устйново ными входами регистра первого узла (Сравнени , информационными входами второй группы схем сравнени  и ком мутаторов всех узлов сравнени , выходы коммутатора (П1-1)-го узла сравнени  соединены с установочными входами выходного регистра, вход за дани  режима сортировки устройства подключен к первому входу первого элемента И и через элемент НЕ к пер вому входу второго элемента И, вторые входы первого и второго элементов И подключены к шине начальной установки устройства, а вькоды - к входам установки соответственно в единичное и нулевое состо ние регистров всех узлов сравнени . На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит информационные входы 1, вход 2 тактовьк импуль сов, вход 3 задани  режима сортировки , шину 4 начальной установки, элемент НЕ 5, элементы И 6, и 7, входной регистр 8, выходной регист 9, (m-i) узлов 10 сравнени  (тколичество ; сортируемых чисел), при чем каждьй узел 10 сравнени  содержит элемент И 11, регистр 12 схему 13 сравнени , коммутатор 14, Устройство работает следующим образом. Перед началом сортировки уровнем сигнала на входе задани  режима сортировки 3 выставл етс  режим сор тировки по возрастанию (логическа  1) или по убыванию (логический О Импульсом положительной пол рности на входе 4 начальной установки реги ры 12 устройства устанавливаютс  в нуль (режим сортировки по убыванию ) или все разр ды регистров 12 в единицы (режим сортировки по возрас нию) . Сортируема  последовательност чисел с информационных входов 1 пос пает на входы регистра 8. В каждом такте работы в регистр 8 записывает одно из чисел этой последовательнос Информаци  с выхода регистра 8 пост пает на первые входы всех схем 13 сравнени , на вторые входы которых поступает информаци  с соответствую щих регистров 12. В режиме сортировки чисел по убы ванию при превышении содержимого регистра 8 над содержимым регистра 12 на выходе схемы 13 сравнени  формируетс  сигнал логической 1, в других случа х сигнал логического О. При работе устройства в режиме сортировки чисел по возрастанию сигнал логической Г-на выходе схемы 13 сравнени  формируетс , когда содержимое регистра 12 превьш1ает содержимое регистра 8, в остальных случа х формируетс  сигнал логическо го О. Информаци  на выходе схемы 13 сравнени  управл ет коммутатором 14. Сигнал логической 1 на управл ющем входе коммутатора 14 устанайливает его в положение, когда на его выход поступает информаци  с выходов регистра 12. Сигнал логического О на управл ющем входе коммутатора 14 устанавливает его в положение, когда на его выход поступает информаци  с выходов регистра 8. Информаци  на выходе схемы 13 сравнени  каждого узла 10 сравнени , разрешает (логическа  1) или запрещает (логический О) прохождение тактовых импульсов через элемент И 11на вход управлени  записью регист- ра 12. Рассмотрим работу устройства в ре- жиме сортировки чисел по убьгоанию. I По первому тактовому импульсу в регистр 8 записываетс  первое число, которое с его выхода поступает на первые входы всех схем 13 сравнени , на вторые входы которых поступает нуль. Если первое число не равно нулю , то на выходе всех схем 13 сравнени  формируетс  сигнал логической 1. По второму тактовому импульсу в регистр 8 записываетс  второе число из сортируемого массива, в регистр 12первого узла 10 сравнени  переписываетс  первое число из регистра 8, а в регистры 12 остальных узлов 10 сравнени  и регистр 9 записываетс  информаци  с выходов коммутаторов 13, т.е. нули. Второе число сравниваетс  с содержимым регистра 12 каждого узла 10 сравнени  и если второе число больше первого то на выходе всех схем 13 сравнени  формируетс  сигиал логической 1. Если же второе число меньше первого, то на вьпсоде схемы 13сравнени  первого узла 10 сравнени  формируетс  сигнал логического О, а на выходе схем 10 сравнени  формируетс  сигнал логической 1. По третьему тактовому импульсу происходит: запись третьего числа

511

из сортируемого массива в регистр 8, запись второго числа (дл  случа  когда второе число больше первого) .в регистр 12 первого узла 10 сравнени } запись информации с выходов коммутаторов 14 предьщущих узлов 10 сравнени  в регистры 12 последующих узлов 10 сравнени ; запись информации с выхода коммутатора 14 последнего узла 10 сравнени  в регистр 9.

Дальнейтпа  работа устройства в данном режиме будет проходить аналогично. После поступлени  (m+l) импульсов числа массива будут просортированы в пор дке убывани 

23626

(наибольшее число будет в регистре 12 первого узла 10 сравнени , следующее число по величине в регистре 12 второго узла 10 сравнени  5 и т.д., наименьшее в регистре 9).

Работа устройства в режиме сортировки по возрастанию аналогична работе устройства в режиме сортировки чисел по убыванию.

Врем  сортировки составл ет T(m+iH тактов. Технико-экономический эффект заключаетс  в повышении быстродействи  устройства по сравнению с прототипом в два раза. Вьйгрьш по оборудованию в сравнении с прототипом составл ет (1п-2) регистров. 2 J

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ ЧИСЕЛ, содержащее (m-Ι) узлов сравнения, где m - количество чисел сортируемого массива, причем каждый узел сравнения содержит схему сравнения, коммутатор и регистр, выходы разрядов которого соединены с информационными входами первой группы схемы сравнения и коммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу схемы сравнения, выходы коммутатора i-ro узла сравнения, где i=1,2,... (ш-2), соединены с установочными входами регистра (i+1)-ro узла сравнения, вход задания режима сортировки устройства подключен к управляющим входам схем сравнения всех узлов сравнения, отличающеес я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в него введены входной и выходной регистры, два элемента И и элемент

   НЕ, а в каждый узел сравнения - элемент И, первый вход которого соединен с выходом схемы сравнения этого узла сравнения, а выход - с входом управления записью регистра этого узла сравнения, вторые входы элементов И всех узлов сравнения подключены к входу тактовых импульсов устройства, подключенному также к входам управления записью входного и выходного регистров, информационные входы устройства соединены с установочными входами входного регистра, выходы разрядов которого соединены с устано вочными входами регистра первого узла сравнения, информационными входами второй группы схем сравнения и коммутаторов всех узлов сравнения, выходы коммутатора (щ-1)-го узла сравнения соединены с установочными входами выходного регистра, вход задания режима сортировки устройства подключен к первому вхо ду первого элемента И и через эле мент НЕ - к первому входу второго элемента И, вторые входы первого и второго элементов И подключены к шине начальной установки устройства, а выходы - к входам установки соответственно в единичное и нулевое сос-.

   стояния регистров всех узлов сравнения.

   >