Устройство для определения среднего арифметического значения Советский патент 1986 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и може;т быть использовано в системах автоматического управления и контроля, а также в устройствах аппаратной ре;ализации средств математического обеспечения ЭЦВМ.

Цель изобретения - упрощение устройства к повышение быстродействия.

На чертеже изображена блок схема устройства.

Устройство состоит из счетчика 1 текущего значения, управляющего триггера 2, пускового триггера. 3, генератора 4 тактовых импульсов, инверсный выход триггера 2 подключен к первому входу первого эл€;мента И 5, прямой выход управляющего триггера 2 соединен с первым входом второго элемента И 6, второй вход которого объединен с вторым входом элемента И 5 ,и подключен к выходу элемента 7 задержки, выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу третьего элемента И 8, второй вход которого соединен с прямым выходом пускового триггера 3, выход второго элемента И 6 соединен с прямым входом четвертого элемента И 9, выход элемента И 5 соединен с прямым вхо- дом пятого элемента И 10 и с входом сложения первого реверсивного счетчика )1, вход вычитания которого подключен к выходу второго элемента И 6, выходы счетчЕлка i тек тцего svia- чения соединень соответственно с входами первого слагаемого сумматора 2 и информационными входами второго реверсивного счетчика 13, вход сло- жения которого подключен к выходу четвертого элемента И 9, инверсны: вход которого объединен с инверсньп- входом пятого элемента И 10, с ЕХО дом параллельной sainicn счетчика 4 импульсов и соединен с вь ходом гте- ремножения счетчика 14, счетный вход которого объединен с входом элемента 7 за,цержки и подключен к в ыходу третьего элемента И 8, мадионные входы счетчика 14 импуль-- сов соединены с инверсными выходами счетчика 15 числа выборок, счетный вход которого объединен с входа -1И параллельной записи первого и второго реверсивных счетчиков П к 3, с входом установки в 1 пускового триггера и является входом запуска устройства, инверс ые выходы второго

348492

реверсивного счетчика 13 соединены соответственно с входами второго слагаемого сумматора 12, выходы которого подключены к информационным 5 вхоДам первого реверсивного счетчика 11 5 выход переполнения и обнуления которого соединен с входами установки в ноль управляющего и пускового триггеров 2 и 3, инверсный вы- 10 ход управляющего триггера 2 подключен к входу сигнала переноса сумматора 12, выход сигнала переноса которого соединен с входом установки в 1 триггера 2, счетный вход счетчи- fi ка 1 является информационным входом устройства.

Работа- устройства основана на реализации алгоритма

А,

.

- А„){п-1)

(О

где ; . - соответственно те- кущее и предыдущее среднее

арифметическое значение; А , - текущее значение элемента

выборки;

п - размер выборки.

В устройстве среднее арифметическое г-:начениеполучается путемсложе- ния (при А.,) или вьгчитания (при , ) двух чисел, причем первое число - это текущее значение, а старое число получается за счет изъятия каищого п-го импульса из последовательности импульсов, определяющей разницу между предыдущ 1м средним арифметическим и текущим значени- ями элемента выборки, ITO соответственно произведению (А,,, - А ) .

о п - Г 1в начальный момент после сигнала УСТ, О (цепи установки на схеме не показаны) триггеры 2 и 3 и рев&рсив- ный счетчик 13 находятся в нулевом состоянии, счетчики импульсов 14 и чисел выборок 15 заполнены, в счетчике I текуш,его значения записано первое значение А .

Так как на входы сумматора 2 подано два числа, одно число, равное инверсному числу реверсивного счетчика 13 (в данном в счетчике записан О), а другое - равное числу

А, счетчика 1, то на выходе сигнала переноса появляется 1, переключается управляющий триггер 2 и на вход сигнала переполнения подается О, а

на выходе сумматора 12 появляется число А,- 1.

но величиной текущего значения А„ и величиной предыдущего среднего арифВ момент прихода сигнала на вход запуска устройства н реверсивный

счетчик II переписьшается число, ран- j метического значения А. Кроме то- ное числу на выходе сумматора 12, ре- го, выходным сигналом переноса сумма- версивный счетчик 13 переписывает чис- тора 12 и управляющим триггером 2

10

ло, равное числу на выходе счетчика 1 текущего значения, счетчик 15 числа выборок обнуляется. В общем случае в нем записывается число, равное п-1 , в данном случае О, триггер 3 запуска переключается и дает возможность прохождения импульсов от генератора А через элемент И 8 на счетный вход счетчика 14, через элемент 7 задержки и через элемент 5 И на вход реверсивного счетчика 11,через элемент И IО на вычитающий вход реверсивного счетчика 13 или через элемент И 6 на 20 вход реверсивного счетчика 11, а через элемент И 9 на вход сложения

происходит управление этими элементами. Это управление заключается в том.

что при А(.р А 1 на выходе сигнала переноса сумматора 12 появляется 1, которая переключает управляющий триггер 2 в состояние 1, и импульсы проходят через элемент 6 И на вычита-

f5 ющий вход реверсивного счетчика 1I и через элементы 6 И, 9 И на вход реверсивного счетчика 13. При А„ на выходе сигнала переноса сумматора 12 появляется О, триггер 2 устан ав- ливается в состояние О и импульсы проходят через элемент 5 И на вход реверсивного счетчика 11 и через элементы 5 И и 10 И на вычитающий вход реверсивного счетчика 13. Так, к

реверсивного счетчика 13 (в данном случае второе) .

Счетчики импульсов 14 и числа 15 выборок представляют собой делитель частоты, работа которого описывается выражением

(2)

ВЫ) п

Делитель частоты вместе с элементами 7 задержки, И 5, И 10 или И 6, И 9 представляет собой делитель частоты, работа которого представляется выражением

I

вы

a:t

(3)

Для того, чтобы появился импульс обнуления или переполнения реверсивног счетчика 11 , требуется количество импульсов, равное числу , в . данном случае А,, это же количество импульсов проходит через делитель частоты и суммируется или в реверсивном счетчике 13 с числом А (в данном случае суммируется число А, с числом О) . После импульса обнуления

или переполнения реверсивного счетчи ка 11 триггеры управления 2 и пуска 3 переключаются и устройство принимает состояние готовности. На прямых выходах реверсивного счетчика 13 будет среднее арифметическое значение.

Аналогично осуществляется работа в следующ1тх тактах.

12348494

Время рабо 1 ы злеме{1тов 5 И, 10 И и 6 И, 9 И определяется соответственно величиной текущего значения А„ и величиной предыдущего среднего арифметического значения А. Кроме то- го, выходным сигналом переноса сумма тора 12 и управляющим триггером 2

10

0

0

5

0

5

происходит управление этими элементами. Это управление заключается в том.

что при А(.р А 1 на выходе сигнала переноса сумматора 12 появляется 1, которая переключает управляющий триггер 2 в состояние 1, и импульсы проходят через элемент 6 И на вычита-

5 ющий вход реверсивного счетчика 1I и через элементы 6 И, 9 И на вход реверсивного счетчика 13. При А„ на выходе сигнала переноса сумматора 12 появляется О, триггер 2 устан ав- ливается в состояние О и импульсы проходят через элемент 5 И на вход реверсивного счетчика 11 и через элементы 5 И и 10 И на вычитающий вход реверсивного счетчика 13. Так, к

5 числу Ар, переписанному в реверсивный счетчик 13, прибавляется или вычитается число (Afp - А) 1 , что

соответствует соотношению (1) ,

Формула изобретения

Устройство для определения среднего арифметического значения, содержащее управляющий триггер, инверсный выход которого подключен к первому входу первого элеме1гга И, выход которого соединен с входом сложения первого реверсивного счетчика, вход вычитания которого подключен к выходу второго элемента И, генератор такто вых импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход четвертого элемента И подключен к входу сложения второго реверсивного счетчика, выход вычита- ния которого соединен с выходом пятого элемента И, счетчик числа выборок, вход которого является входом запуска устройства, элемент задержки и

отлич аю -

счетчик импульсов,

щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и поЕЬшения быстродействия, оно содержит сумматор, счетчик текущего значения и запускающий триггер, при этом выходы счетчика текущего значения подключены соответственно к входам первого слагаемого сумматора и к информационным

входам второго реверсивного счетчика инверсные выходы которого соединены соответственно с входами-второго слагаемого сумматора, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам первого реверсивного счетчика, вход параллельной за- писи которого объединен с входом параллельной записи второго реверсивного счетчика, с входом установки в 1 пускового триггера и является входом запуска устройства, инверсный выход управляющего триггера подключе к входу сигнала .переноса сумматора, выход сигнала переноса которого сое-™ динен с входом установки в О управляющего триггера, вход установки I111I

Г

и подключен к выходу переполнения и обнуления первого реверсивного счетчика, инверсные выходы счетчика

в 1 которого объединен с входом установки в 1 пускового триггера

Составитель Л. Григорьян-Чтенц Редактор Е, Копча Техред М.Ходанич Корректор С. Шекмар

2987/52

Тираж 671Подписное

ВНИИГШ Государс гвенного комитета СССР

по делам изобретений и открытий i13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Т: оектная, 4

числа выборок соединены с соответствующими информационными входами счетчика импульсов, выход переполнения которого подключе} к входу параллельной записи счетчика импульсов и к инверсным входам четвертого и пятого элементов И, прямой вход четвертого элемента И соединен с выходом второ-

го элемента И, прямой вход пятого элемента И подключен к выходу первого элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом второго элемента И и соединен с выходом эле-

мента задержки, вход которого объединен со счетным входом счетчика импульсов и подключен к выходу третьего элемента И, второй вход которого соединен с единичным выходом запус-

кающего триггера, счетный вход счетчика текущего значения являет ся информационным входом устройства .

Изобретение предназначено для определения среднего арифметического значения случайных значений и может быть использовано в специализированных средствах вычислительной техники. Отличие изобретения заключается в применении сумматора, счетчика текущего значения и пускового триггера; совокупность введенных узлов позволяет повысить быстродействие устройст ва. При поступлении текущего значения сигнала на счетчик сумматор формирует приращение между предыдущим средним значением и текущим значением процесса, величина которого складывается с текущим значением, формируя текущее значение среднего арифметического. 1 ил. to (Л ю САЭ NU СХ) 4 СО