Устройство для формирования порядковых статистик Советский патент 1985 года по МПК G06F17/18 G06F7/06 

та И блока управления, информационный вход второго мультиплексора является информационным входом устройства, t-й выход второго мультиплексора , N) подключен к информационному входу го регистра группы, выход которого соединен с i-м информационным входом третьего мультиплексора, адресные входы которого подключены к выходам первого счетчика, выход третьего мультиплексора соединен с информационней входом блока выделения наибольшего -числа, выход которого подкхпочен к информационному входу первого регистра, выход которого соединен с первым входом второго элемента И и с вторым информационньм входом блока вьщеления наибольшего числа, тактовый вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ,

адресные входы второго мультиплексора соединены с выходами второго счетчика, вход сброса которого объединен с входами сброса третьего регистра и регистров группы и подключен к выходу первого элемента И, второй вход которого объединен с первым входом третьего элемента И и соединен с выходом второго регистра, второй вход третьего элемента И объединен с входом записи третьего регистра и подключен к выходу второго элемента И, i-й вход элемента ИЛИ объединен с входом сброса i-ro регистра группы и соединен с -м выходом первого мультиплексора, адресные входы которого подключены к выходам третьего регистра, выход третьего элемента И является выходом устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОРЯДКОВЫХ СТАТИСТИК, содержащее первый и второй регистры, первый элемент ИЛИ, элементы И, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования выборки заданного объема, в него введены мультиплексоры, счетчик, блок управления, группа регистров, .третий регистр, блок вьщеления наибольшего числа, второй элемент ИЛИ, причем блок управления содержит генератор тактовых импульсов, элементы И, элементы задержки, счетчик, триггер, первые входы первого и второго элементов И блока управления объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов, второй вход первого элемента И блока управления соединен с выходом триггера блока управления, нулевой вход которого объединен с входом первого элемента задержки блока управления и подключен к выходу третьего элемента И блока управления, первый вход к оторого объединен с первым входом четвертого элемента И блока управления и соединен с выходом счетчика блока управления, счетный вход которого объединен с входом второго элемента задержки и подключен к выходу первого элемента И блока управления, второй вход третьего элемента И блока управления соединен с вьпсодом третьего элемента задержки, вход которого объединен с вторым входом четвертого элемента И блока управления и подключен к выходу переполнения первого счетчика, выход четвертого элемента И блока управления соединен со счетным входом первого счетчика и первым входом первого элемента ,ИЛИ, выход первого ko элемента задержки подключен к информационному и управляющему входам первого мультиплексора, единичный вход триггера блока управления объединен с входами сброса первого счетчика и первого регистра, вторым входом первого элемента ИЛИ, первым входом первого элемента И, тактовым ;о 05 входом второго регистра и соединен с выходом второго элемента ШШ, выСХ) ход второго элемента И блока управ:о ления подключен к счетному входу вто рого счетчика, второй вход второго элемента И блока управления объединен с третьим входом первого элемента И блока управления и соединен с выходом переполнения второго счетчи- ка,выход второго элемента задержки подключен к тактовому входу первого регистра и через четвертый элемент задержки к тактовому входу первого регистра группы, тактовые входы N-1 регистров группы объединены с на- чальным входом третьего регистра и соединены с выходом первого элемен

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники при исследовании случайных процессов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем формирования требуемой порядковой статистики из выборки случайных величин заданного объема.

При исследовании случайных процессов г-и порядковый статистикой Х.щиз выборки случайных величин объема М Jt(X ,Х ,... ,Х) называется г-й член неубывающего ряда N случайных величин, сформированного из данной выборки: X.Xj,, .. .Х,.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства-, на фиг.2 - функциональная схема блока управления.

Устройство для формирования порядковых статистик содержит мультиплексор 1, 2 Группу регистров, мультиплексор 3, блок 4 вьщеления наибольшего числа, регистр 5 сдвига,, элемент И 6, регистр 7, элемент И 8, мультиплексор 9, адресные входы мультиплексора 9, управляющий вход 9ц мультиплексора 9,

блок 10 управления, выходы iQ -lOfn+j блока управления, входы lOj, блока управления, элемент ИЖ 11, счетчик 12, элемент ИЛИ 13, регистр

5 14 маски, элемент И 15, счетчик 16, триггер 17, элемент И 18, генератор 19 тактовых импульсов, элемент И 20, элементы 21 и 22 з-адержки, счетчик 23, элемент И 24, элемент

0 И 25, элементы 26 и 27 задержки.

Работа устройства в целом организована следующим образом.

На первом этапе происходит запись выборки заданного объема N ,

5 поступающей параллельным кодом, в К параллельно-последовательных регистров 2,...,2 через мультиплексор 1Хц(1 в соответствии с тактовыми импульсами блока 10 управления, поступакнцими на счетчик 16. По окончании записи сигнал переполнения счетчика 16 запрещает поступление тактовьос импульсов на счетчик 16 и разрешает их постуяление на .

большее сравниваемое число вновь записывается в регистр 5 (для устойчивой записи длительность тактового импульса больше времени задержки блока 4). В конце каждого сравнения новый счетный импульс на входе счетчика 12 одновременно приводит в исходное блок 4 выделения наибольшего числа. Так повторяется N раз. По окончании выбора наибольшего числа из выборки N величин (оно записано в регистре 5)на выходе переполнения счетчика 12 формируемся единичный сигнал, разрешающий прохождение числа из регистра 5 через элемент И 6. ЕслиМ 2 то в К-разрядный счетчик 12 постоянно записано дополнение - код числа 2 -N. Блок 4 приводится в исходное положение .

Число из регистра 5 через элемент И 6 поступает на вход записи регистра 7 и элемент И 8. Если на выходе регистра 14 маски О, то на выход устройства число не дроходит. В последовательно-параллельный регистр 7 (ц-разрядный) записывается лишь код К младших разрядов числа, т.е. код номера регистра 2 с этим числом. Этот код поступает на входы управления коммутацией 9 ,..., 9 ( мультиплексора , обеспечивая прохождение сигнала сброса с выхода 10 блока 10 на вход сброса регистра 2 , в котором записано наибольше на данньй момент число. Данный ре|гистр 2 обнуляется. Сигнал сброса (приводит в исходное состояние счет{чик 12, сдвигает код маски в регистре 14 на 1, приводит в исходное состояние блок 10, обеспечивая но|вый цикл выбора нaибoJfьшeгo числа и обнуление регистра 2j с ним. Так повторяется (N-h) раз. В (K-t-1)-м цикле на выходе регистра маски (1 в (м-г)-м разряде, в остальных ), то в (N-r)-M цикле наибольшее число (г-я статистика) считывается на выход устройства через элемент И все регистры 2,...,2|, 7 и счетчик 16 сигналом с элемента И 15 приводятся в исходное. Работа устройства повторяется.

Последовательность N случайных величин, представленных в параллельном М-разрядном коде, поступает на информационный М-разрядньй вход мултиплексора и в соответствии с информацией, поступающей с двоич68974

ного счетчика 16 на входы управления коммутацией мультиплексора , записывается в соответствующие N параллельно-последовательные циклические сдвиговые (М+к)-разрядные регистры 2 ,2,...,2. Импульсы Счета поступают на счетный вход двоичного счетчика 16 с выхода тактового генератора 19

через элемент И 20, на второй (инверсный) вход которой поступает сигнал с (К-|-1)-го выхода переполнения этого двоичного К-разрядного ( Nj+1) счетчика 16.

5 При поступлении (N+1)-ro счетного импульса с второго выхода 10 блока 10 (выходе элемента И 20) на (К + О-м Iвыходе переполнения счетчика 16 формируется сигнал, поступающий на

Q второй вход lOjj блока 10, т.е. на инверсный вход элемента И 20 и на третий вход элемента И 18. Тем самым запрещается дальнейшее прохождение счетных импульсов на счетный

5 вход счетчика 16 и разрешается прохождение тактовых импульсов с выхода тактового генератора 19 через элемент И 18 (RS-триггер 17 блока Ю находится в единичном состоянии),

Q Тактовые импульсы с выхода элемента И 18 поступают на счетный вход Т-го счетчика 23 с фазоимпульсным представлением информации, на на 6-й,.. ., (N )-й выходы 10 ,..., 10(5 блока 10 и через соответствующие элементы 21 и 22 задержки на четвертьй и пятый выходы 104, Юу блока 10. С 6-го,...,(N+5)-ro выходов блока 10 тактовые импульсы поступают на входы управления сдвигом (М+К)-разрядных регистров 2,2 ,... ,2 и К-разрядного регистра 7. С регистров 2,..., 2f информация в последовательном (М+к)-разрядном коде (в К младших разрядных каждого i-го регистра 2i постоянно записан код его порядкового номера) поступает на соответствующий вход 3 ,...,3 мультиплексора . Выбор одного из регистров 2 ,...,2щ на мультиплексоре определяется кодом первого двоичного счетчика (К-разрядного) 12, поступающим на входы управления коммутацией 3, 3,, ,

мультиплек KS

сора . На счетный вход 12

tt. . -- . tt двоичного счетчика 12 (до момента его переполнения) поступают импульсы с выхода фазоимпульсного счетчика 5 23 через элемент И 25 (с уретьего выхода 10 блока 10), Сигнал переполнения на (К+1)-м выходе переполнения счетчика 12 запрещает дальнейшее прохождение импульсов через элемент И 25 на счетный вход 122 первого двоичного счетчика 12 (через третий выход lOj блока 10) подготавливает считывание выбранного наибольшего числа через первый элемент И 6 устройства формирования порядковых статистик и прохоядение импульса запрета формирования тактовых импульсов с выхода Т-го счетчика 23 через элемент И 24 на R-вход RS-триггера 17, поступая на третий вход Ю бло ка 10. Элемент 26 задержки исключает возможность формирования сигнала запрета непосредственно в момент формирования сигнала переполнения счетчика 12, что необходимо для обеспечения последующего считьшания числа из регистра 2 i. Время ее задержки равно длительности импульса на выходе счетчика 23. Таким образом, информация с (М+к)-разрядных регистров 2 ,...,2 через мультиплексор поступает на первьй вход 4 блока 4 вццеления наибольшего числа, на второй вход 4j которого поступает (тоже в последовательном виде) число из (М+к)-разрядного регистра 5. Тактовые импульсы на вход 5 управления сдвигом регистра 5 поступают с выхода тактового генератора 19 через элемент И 18 и -элемент 21 задержки (время задержки равно времени задержки сигнала в мультиплексоре ). Перед началом цикла сравнения в регистре 5 записан нулевой код. Вы бранное наибольшее число в блоке 4 последовательным кодом записывается в регистр 5. В конце калугой процед ры сравнения двух чисел импульсом с третьего выхода lOj блока 10, поctyпaющим также на счетный вход 12 двоичного счетчика 12 и через элемент ШШ 13 на тактовый вход 4 j бл ка 4 вьщеления наибольшего числа, последний приводится в исходное состояние. При наличии сигнала переполнения на выходе переполнения двоичного счетчика 12 число из регистра 5 через элемент И 6 перезаписывается в К-разрядный регистр 7 976 (после чего в блоке 10 формируется импульс запрета на R-входе RS-триг- гера 17 за счет очередного импульса с выхода счетчика 23). При этом М первых разрядов теряются. Импульсы на вход 7 управления сдвигом Кразрядного регистра 7 поступают с пятого выхода Ю блока 10 (через элемент И 18, элементы 21 и 22 задержки с выхода тактового генератора 19. Для обеспечения синхронности работы и записи на входе 7 в регистре 7 время задержки в схеме 22 задержки равно задержке в элеь|енте И 6. Одновременно число с выхода элемента И 6 поступает на первый вход элемента И 8 (последовательным (М+(.)Т-разрядным кодом). При наличии нулевого сигнала с выхода регистра 14 маски число на выход устройства не проходит. По окончании записи в регистр 7 кода номера регистра 2, в котором записано наибольшее на данный момент число, данный номер параллельным кодом поступает с выходов регистра 7 на входы управления коммутацией 9 ,9,... ,9j мультиплексора . Тем самым, определяется номер очередного обнуляемого регистра 2. По окончаний выбора одного из N выходов мультиплексора на его информационный вход и вход разрешения коммутации с первого выхода 10 блока 10 поступает единичньй сигнал. Этот сигнал поступает с выхода счетчика 23 через элемент И 24 и элементы 27 задержки, где время задержки Т., выбрано с учетом времени поступления на входы мультиплексора 9 данного сигнала и кода с выходов регистра 7: i7 V 2i i 9- i3- Uj где - время задержки j-ro блока устройства. Сигнал с одного из выходов мультиплексора поступает на вход сброса соответствующего регистра 2}, обнуляя его, а также на один из N входов элемента ИЛИ 11. Сигнал с выхода последнего поступает на первый вход . блока 10 (на 5-вход R5 триггера 17, определяющего прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 19 через элемент И 18), на выходы 12 и 52 сброса двоичного счетчика .12 и (М-«-К Т)-разрядного регистра 5, через элемент ШШ 13 на тактовый вход 4 блока 4 вьщеления

. - 7

наибольшего числа (приводит его в исходное состояние), на вход элемента И 15 и тактовый вход (М-г)-раз-рядного регистра 14 маски. Сигнал, поступающий на первый вход 10oi блока 10, поступает на 5-вход R5триггера 17, переводя его в единичное состояние (подготавливая дальнешее прохождение тактовых импульсов через элемент И 18).

Сигнал, поступающий на вход управления сдвигом регистра 14 маски, сдвигает код маски.на один разряд. Информация (N-r)-ro разряда регистра 14 поступает на второй вход элемента И 8 и первый вход элемента И 15. Для формирования г-Л порядковой статистики из выборки |vj случайных величин при формировании маски в регистре 14 в его первый разряд записывается 1 (в остальных разрядных нули).

В конце каялого цикла работы устройства j-и цикл определяется выбором очередного наибольшего числа из выборки (N-j) случайных величин, выбирается и исключается из дальнейшего рассмотрения обнулением соответствующего регистра 2i наибольшее число, то формирование порядковых статистик организуется, начиная с их большего номера, в (N- О-м цикле на первый вход элемен968978

та И 8 поступает г-я порядковая статистика в последовательном коде.

Таким образом, по окончании вццеления наибольшего числа в (N-r-l)-M 5 цикле работы на выходе регистра 14 (в его (N-r)-M разряде) сформирова.на 1, обеспечивающая в следующем цикле работы ((И-г)-м) прохождение г-й порядковой статистики через to элемент И 8 на выход устройства (« младших разрядов, сформированного двоичного числа в последовательном (М+К)-разрядном коде, в дальнейшем не используются). Кроме этого, 1 с выхода регистра t4, поступая на первый вход элемента И 15, при появлении сигнала с выхода элемента ИЛИ 11 обеспечивает формирование на выходе элемента И

20 15 сигнала сброса, поступакячего на входы сброса регистров 2,- и входы сброса 7j , 16 регистра 7 и счетчика 16. Последний обнуляется, сигнал с выхода переполнения исчезает,

5 тем самым, разрешается вновь вание счетных импульсов с первого выхода 10 блока 10 на счетный вход 16 г счетчика 16 и запрещается прохождение тактовых импульсов через

0 элемент И 18..

Начинается выбор г-й статистики из новой выборки случайных величин, работа устройства повторяется.

/д

н

Фиг1