Генератор порядковых статистик Советский патент 1987 года по МПК G06F7/58 

113

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для статистического моделиро- в аи ия.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет задания рангов статистик.

На чертеже приведена блок-схема генератора..

Генератор содержит счетчик 1„ бло 2 памяти, блок 3 ключей, схему 4 сравнения, блок 5 вычитания, блок 6 элементов ИЛИ, блоки 7, 8 ключей, счетчики 9, 10, блоки 11, 12 ключей,блок 13 злементов ИЛИ, блок 14 ключей, элемент 15 И, элемент 16 задержки, элемент 17 НЕ, блоки 18, 19 вычитания, блоки 20, 21 ключей, счетчики 22, 23, элемент 24 ИЛИ, элемент 25 задержки, элемент 26 И, триггер 27, элемент 28 И, датчик 29 случайных чисел, триггер 30, элементы 31, 32, 33, 34 И, генератор 35 тактовых импульсов;

Генератор порядковых статистик работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 1, 9, 10, 22 и 23 установлены в нулевое положение. Блок 2 памяти содержит п независимых реализаций случайной величины, распределенной по требуемому закону, генерируемых датчиком 29 случайных чисел. Триггер 27 открывает блок 3, элемейт И 26 и закрывает элемент И 28, Триггер 30 открывает элементы И 32 и 33, блок 12 и.закрывает элементы И 31 и 34 и блок 11. На выходе устройства установлено целое число К (К 1, ..., п), задающее ранг порядковой статистики.

Импульс от генератора 35 тактовых импульсов поступает на счетный вход счетчика 1 и через элемент И 33 на управляющий вход блока 7 ключей. В счетчике 1 устанавливается очередное значение адреса блока 2 памяти, которое поступает на адресный вход блока 2 памяти. На выходе блока 2 памяти появляется число, записанное по установленному в счетчике 1 ацре- су. Это число через блок 3 ключей передается на первый вход схемы 4 сравнения и на вход уменьшаемого блока 5 вычитания. На второй информационный вход схемы 4 сравнения и на вход вычитаемого блока 5 вычитания через блок 7 ключей и блок ИЛИ 6 поступает число, записанное в счет

0

569 2

чике 9. Если содержимые счетчика 9 . и ячейки блока 2 памяти с адресом, установленным в счетчике 1,. совпадают, то на выходе схемы 4 сравнения появляется сигнал, который через

блок ИЛИ 24 поступает на счетный вход счетчика 22, увеличивая его содержимое на единицу. Если содержимое счетчика 9 больше содержимого ячейки блока 2 памяти, то в знаковом разряде блока 5 вычитания появляется единич- ньм сигнал, который поступает на счетный вход счетчика 23 и через блок ИЛИ 24 - на счетньш вход счетчика 22, увеличивая содержимое каждого счетчика на единицу. В случае, когда число из счетчиков 9 меньше числа из блока 2 памяти, сигналы на выходах схемы 4 сравнения и блока 5 вычитания не вырабатываются. Генератор порядковых статистик работает аналогичным образом до тех пор, пока не произойдет переполнение счетчика 1,т.е. г пока не осуществится последовательное сравнение содержимого счетчика 9 с содержимым всех ячеек блока 2 памяти. В этом случае счетчик 1 переводится в исходное состояние, а на его выходе по переполнению появляется сигнал, который поступает на единичный установочньй вход триггера 27, на первый вход элемента И 26, на управляющие входы блоков 20 и 21 ключей, на вход элемента 25 задерж- ки. При этом импульс через элемент И 26, открытый триггером 27, поступает на счетный вход триггера 30 и через элемент И 32, открытый триггером 30, на счетный вход счетчика 10,, уменьшая его содержимое на единиду. Триггер 30 изменяет свое состояние, закрывая блок 11 ключей, элементы И 31 и 34 и открывая блок 12 ключей и элементы И 32 и 33. Триггер 27 остается в исходном состоянии, содержимые счетчика 23 - а (количество чисел в блоке 2 памяти, меньших числа из счетчика 9) и счетчика 22-Ь (количество чисел в блоке памяти 2,

0

0

5

0

5

меньших или равных числу из счетчика 9) поступают соответственно через блоки 21 и 20 ключей на входы уменьшаемых блоков 19 и 18 вычитания. На входы вычитаемых блоков 18 и 19 вычитания поступает число К с входа генератора порядковых статистик.Если содержимое счетчика 22 меньше К, то в знаковом разряде блока 18 вычита

нал, который поступает, инвертируясь на инверторе 17, на первый вход элемента И 15. Если содержимое счетчика 23 меньше К, то в знаковом разря- де устройства 19 вычитания вьфаба- тывается единичный сигнал, который поступает на второй вход элемента И 15. Таким образом, на выходе элемента И 15 появится сигнал в случае удовлетворения условия а К Ь. Если на выходе элемента И 15 сигнал не появился, то импульс с выхода элемента 25 задержки сбрасывает счетчики 22 и 23 в нулевое состояние.

Устройство будет продолжать работать аналогично рассмотренной схеме, но сравнение содержимого ячеек блока 2 памяти будет осуществляться не с числом из счетчика 9, а с содержи- мым счетчика 10, которое через блок 8 ключей и блок ИЛИ 6 поступает на второй информационный вход схемы 4

вход триггера 30. При этом, если срав нение содержимого ячеек блока 2 памяти осуществлялось с числом из счетчика 9, то это число через блок 11 ключей, блок элементов ИЛИ 13 и блок 14 ключей поступает на выход всего устройства. Если же сравнение производилось с числом из счетчика 10, то его содержимое поступает на выход

чей. После этого триггер 30 устанавливается в, исходное состояние.

Триггер 27 изменяет свое состоя- 30 ние, открывая элемент И 28 и закрывая элемент И 26 и блок 3 ключей. Сигнал с выхода элемента 16 задержки переводит счетчики 9 и 10 в исходное состояние. Очередной импульс от генерасравнения и на вход вычитаемого блока 5 вычитания. При этом по окончании25 устройства через блок 12 ключей, сравнения в счетчике 23 будет накоп- блок 13 элементов ИЛИ и блок 14 кл(о- лено количество чисел из блока 2 памяти, меньших числа из счетчика 10, а в счетчике 22 - количество чисел из блока 2 памяти, не больших числа из счетчика 10. Счетчик 1 переведется в исходное состояние, а на его выходе по переполнению появится сигнал, поступающий на единичный установочный вход триггера 27, через элемент И 26 35 тора 35 тактовых импульсов поступа- на счетный вход триггера 30 и через ет на счетный вход счетчика 1, увеличивая его содержимое на единицу, и через элемент И 28 на опрашивающий вход генератора 29 случайных чисел.. Сравнения содержимых ячеек блока 2 памяти и счетчиков 9 и 10 не происходит, поскольку блок 3 ключей закрыт триггером 27. Выработанная генератором 29 случайных чисел реализация случайной величины записывается в блок 2 памяти по адресу, установленному в счетчике 1. Аналогичным образом происходит запись в блок 2

40

элемент И 31 на счетный вход счетчика 9. При этом содержимое счетчика 9 увеличивается на единицу, триггер 30 изменяет свое состояние, закрывая блок 12 ключей, элементы И 32 и 33 и, открывая блок 11 ключей, элементы И 31 и 34, состояние триггера 27 не изменяется.

Содержимые счетчиков 22 и 23 пос- тупают соответственно через блоки 20 и 21 ключей на входы уменьшаемых блоков 18 и 19 вычитания, На входы вычитаемых блоков 18 и 19 вычитания поступает число с входа генератора порядковых статистик. Если это число не больше содержимого счетчика 22 и больше содержимого счетчика 23, то на втором входе элемента И 15 появится единичный сигнал с выхода бло- ка 19 вычитания, а на первом входе элемента И 15 - сигнал с выхода инвертора 17, что вызовет появление

50

памяти остальных п-1 реализаций.

По окончании записи последнего числа происходит переполнения счетчика 1. Счетчик 1 устанавливается в исходное, состояние и на его выходе по переполнению появится сигнал, который поступает на единичный вход триггера 27, на вход элемента 25 задержки, на управляющие входы блоков 20 и 21 ключей. Триггер 27 устанав0

противном случае сигнал на выходе элемента И 15 не появится. Тогда импульс с выхода элемента 25 задержки сбрасывает счетчики 22 и 23 в нулевое состояние.

Устройство будет работать по указанной схеме до тех пор, пока на выходе элемента И 15 не появится сигнал.

Сигнал с выхода элемента И 15 поступает на нулевой установочный вход триггера 27, на управляющий вход блока 14, ключей, на вход элемента 16 за- 5 держки, на единичный установочный

вход триггера 30. При этом, если сравнение содержимого ячеек блока 2 памяти осуществлялось с числом из счетчика 9, то это число через блок 11 ключей, блок элементов ИЛИ 13 и блок 14 ключей поступает на выход всего устройства. Если же сравнение производилось с числом из счетчика 10, то его содержимое поступает на выход

устройства через блок 12 ключей, блок 13 элементов ИЛИ и блок 14 кл(о- тора 35 тактовых импульсов поступа- ет на счетный вход счетчика 1, увеличивая его содержимое на единицу, и через элемент И 28 на опрашивающий вход генератора 29 случайных чисел.. Сравнения содержимых ячеек блока 2 памяти и счетчиков 9 и 10 не происходит, поскольку блок 3 ключей закрыт триггером 27. Выработанная генератором 29 случайных чисел реализация случайной величины записывается в блок 2 памяти по адресу, установленному в счетчике 1. Аналогичным образом происходит запись в блок 2

чей. После этого триггер 30 устанавливается в, исходное состояние.

Триггер 27 изменяет свое состоя- 0 ние, открывая элемент И 28 и закрывая элемент И 26 и блок 3 ключей. Сигнал с выхода элемента 16 задержки переводит счетчики 9 и 10 в исходное состояние. Очередной импульс от генера5 устройства через блок 12 ключей, блок 13 элементов ИЛИ и блок 14 кл(о- 5 тора 35 тактовых импульсов поступа- ет на счетный вход счетчика 1, увеличивая его содержимое на единицу, и через элемент И 28 на опрашивающий вход генератора 29 случайных чисел.. Сравнения содержимых ячеек блока 2 памяти и счетчиков 9 и 10 не происходит, поскольку блок 3 ключей закрыт триггером 27. Выработанная генератором 29 случайных чисел реализация случайной величины записывается в блок 2 памяти по адресу, установленному в счетчике 1. Аналогичным образом происходит запись в блок 2

25 35

40

памяти остальных п-1 реализаций.

По окончании записи последнего числа происходит переполнения счетчика 1. Счетчик 1 устанавливается в исходное, состояние и на его выходе по переполнению появится сигнал, который поступает на единичный вход триггера 27, на вход элемента 25 задержки, на управляющие входы блоков 20 и 21 ключей. Триггер 27 устанавливается в исходное состояние, и происходит сравнение содержимых счетчиков 22 и 23 с числом, установленным на входе устройства, указанной .схеме. При этом импульс на выходе элемента И 15 не появится, так как в счетчив:ах 22 и 23 записаны нули. На этом такт .работы генератора порядковых статистик заканчивается,

Формула изобретения

Генератор порядковых статистик, содержащий первьй блок ключей, выход которого является выходом генератора, первый вход которого соединен с высоответственно с первыми входами пятого и шестого элементов И и подключены соответственно к нулевому и ед ничному входам второго триггера, а информационные входы четвертого -и пя того блоков ключей подключены к вых дам соответственно второго и третье го счетчиков, входы Сброс которых соединены с выходом первого элемент задержки, вход которого подключен к управляющему входу первого блока клю чей и нулевому входу первого тригге ра, к единичному входу второго триг гера и выходу седьмого элемента И,

два элемента задержки, первый триггер, единичный и нулевой выходы которого соединены с Первыми входами соответственно первого и второго элеходом элемента НЕ, вход которого и второй вход седьмого элемента И сое динены с выходами соответственно пе вого и второго блоков вычитания, вх

ментов И, второй вход второго элемен-20 ды вычитаемых которых объединены и

та И подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а-выход второго элемента И соединен с входом Опрос датчика случайных чисел, выход которого подключен к информационному вхо- ду блока памяти, адресный вход которого соединен с информационным выходом первого счетчика, схему сравнения, первьй вход которой подключен к выходу первого блока элементов ИЛИ входы которого соединены с выходами второго и третьего блоков ключей, информационные входы которых подключены к выходам соответственно второго и третьего счетчиков, а управляющие входы второго и третьего блоков ключей соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, первые входы которых подключе- .ны соответственно к единичному и ну- левому выходам второго триггера, суммирующий вход второго счетчика и вычитающий вход третьего счетчика соединены с выходами соответственно пятого и шестого элементов И, о т л и- .чающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет задания рангов статистик, он содержит три блока

вычитания, два счетчика, пять блоков ключей, элемент ИЛИ, элемент НЕ, седьмой элемент И, второй блок элементов ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом первого блока ключей, а входы второго блока элементов ИЛИ подключены к выходам четвертого и пятого блоков ключей, управляющие входы которых соединены

первый вход которого соединен с высоответственно с первыми входами пятого и шестого элементов И и подключены соответственно к нулевому и единичному входам второго триггера, а информационные входы четвертого -и пятого блоков ключей подключены к выходам соответственно второго и третьего счетчиков, входы Сброс которых . соединены с выходом первого элемента задержки, вход которого подключен к управляющему входу первого блока ключей и нулевому входу первого триггера, к единичному входу второго триггера и выходу седьмого элемента И,

ходом элемента НЕ, вход которого и второй вход седьмого элемента И соединены с выходами соответственно первого и второго блоков вычитания, входы вычитаемых которых объединены и

являются входом генератора, а входы зтменьшаемых первого и второго блоков вычитания соединены с выходами соответственно шестого и седьмого блоков ключей, информационные входы которых подключены к выходам четвертого и пятого счетчиков соответственно, входы Сброс которых соединены с выходом второго элемента задержки, счетный - вход четвертого счетчика подключен к выходу элемента ИЛИ, первьй вход которого соединен с выходом схемы сравнения, а второй вход элемента ИЛИ подключен к счетному входу пято5 го счетчика и выходу третьего блока вычитания, вход вычитаемого которого соединен с выходом первого блока эле- ментов ИЛИ, выход уменьшаемого третьего блока вычитания подключен к второму входу схемы сравнения и выходу восьмого блока ключей, информационный вход которого соединен с выходом блока памяти, а управляющий вход восьмого блока ключей подключен к единичному выходу первого триггера, единичный вход которого соединен с входом .второго элемента задержки,вторым входом первого элемента И, управляющими входами шестого и седьмого

0 блоков ключей и выходом переполнения первого счетчика, счетный вход которого подключен к вторым входам третьего и четвертого блоков ключей и выходу генератора тактовых импуль5

5

сов, выход первого элемента И соединен с вторыми входами пятого и шестого элементов И и счетным входом второго триггера.

Изобретение относится к вычислительной технике и может- быть использовано для статистического моделирования. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет задания рангов статистик. Генератор содержит счетчик 1, блок 2 памяти, блок 3 ключей, схему 4 срав- нeния блок 5 вычитания, блок 6 элементов ИЛИ, блоки 7 и 8 ключей, счетчики 9, 10, блоки 11j 12 ключей, блок 13 элементов ИЛИ, блок 14 ключей, элемент И 15, элемент 16 задержки, элемент НЕ 17, блоки 18, 19 вычитания, блоки 20, 21 ключей, счетчики 22, 23, элемент ИЛИ 24, элемент 25 задержки, элемент И 26, триггер 27, элемент И 28, датчик 29 случайных чисел, триггер 30, элементы И 31-34, генератор 35 тактовых импульсов.1 ил. а (Л 8u)d со ю СП о со Вны9