Устройство для обработки статистической информации Советский патент 1987 года по МПК G06F17/18 G06F7/08 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для обработки информации, представляющей собой случайную последовательность.

Цель изобретения - повьшение точности за счет исключения ошибок в построении вариационного ряда при наличии в анализируемой статистической выборке повторяющихся значений,

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 - блок памяти; на фиг.З - блок определения максимального числа; на фиг. 4 - диаграмма работы блока определения максимального числа,

Устройство содержит блоки 1 записи массивов данных; регистры 2 и 3, элементы ЗАПРЕТ 4 и 5, узлы 6 и 7 сравнения, переключатели 8 и 9, элементы 10 - 12 задержки, элементы ИЛИ 13, элемент 14 задержки, дополнительный элемент ШШ 15 , счетчик 16, буферный регистр 17, блоки 18 определения максимального числа, блок 19 памяти, делитель 20, генератор 21 тактовых импульсов, связи 22 - 29,

Блок памяти (фиг.2) содержит переключатель 30, регистры 31, элементы ИЛИ 32, элементы ЗАПРЕТ 33, триггеры 34, переключатели 35, регистры 36 связи 37 и 38.

Блок определения максимального эначения (фиг.З) содержит узлы 39 сравнения, элементы 40 и 41 задержки триггеры 42 и 43, элементы И 44 и 45, элементы НЕ 46 и 47, элементы ИЛИ 48 и 49,. элементы ЗАПРЕТ 50 и 51, элементы И 52, элементы ИЛИ 53 и 54, переключатели 55 и 56, элемент ИЛИ 57, связи 58-61 между блоками.

Устройство работает следующим образом .

Массив из 4К значений статистической выборки, подвергающийся ранжированию, задним фронтом первого поступившего по связи 28 импульса синхронизации, сформированного на выходе делителя 20, заносится в регистры 2 и 3 с первых по 2К-тые.Лри этом запись в буферном регистре 17 стерта, следовательно, на выходах схем 6 и 7 сравнения и на выходах переключателей 8 и 9 не будут сформированы сигналы совпадений значений, записанных в регистрах 2 и 3 и в буферном регистре 17. Элементы ЗАПРЕТ 14 и 15 открыты и записанные

320815. 2

в регистрах 2 и 3 значения статисги ческой выборки, представленные параллельным потенциальным двоичным кодом, где символу 1 соЬтветству- ет высокий потенциал, а символу О - низкий (фиг.4, 24 и 25), подаются на соответствующие входы блоков 18 определения максимального числа, выполненных аналогично друг другу.

Работа блока 18 определения максимального числа заключается в следующем. Поступающие на его входы по связям 24 и 25 двоичные числа запоминаются поразрядно при помощи триггеров 42 и 43 и подвергаются сравнению. При этом символу 1 соответствует высокий потенциал на выходе

О - низкий.

10

f5

20

25

30

триггера, а символу

Такое состояние триггеров сохраняется до прихода с выкода делителя 20 на сбрасьшающие входы триггеров очередного синхронизирующего импульса по связи 27.

Формируемые таким образом импульсные комбинации сравниваемых чисел (фиг.4, 24 и 25) инвертируются элементами НЕ 46 и 47 и поступают на соответствующие элементы И 44 и 45. Элементами И 44 и 45 .реализуется принятое логическое правило сравнения чисел: из сравниваемых двоичных чисел то максимальное, у которого символ 1 в более старшем разряде, т.е. на выходе элемента И 44 (фиг. 4, 58) появляется импульс, если в старшем разряде первого числа символ 1 и в аналогичном старшем разряде второго числа (фиг. 4, 59) символ О..

На фиг.4 для большей наглядности кодовые комбинации числа, поступающие на входы по связи 24, изображены сплошными линиями, в комбинации дво- цчных сигналов, поступающие на входы по связи 25 - пунктирными. Соответствующим образом представлены и импульсные сигналы, формируемые в результате работы узлов 39 сравнения на соответствующих выходах. По аналогии, если в первом старшем разряде первого числа О, а в аналогичном разряде второго числа 1, как это имеет место в третьей паре сравниваемых чисел (фиг,4), то импульс появляется на выходе 59.

Если большее число определяется по результатам сравнения старших разрядов, то возникает необходимость

40

45

50

55

исключить результаты сравнения в младших разрядах. С этой целью импульс результата сравнения старших разрядов, сформированный на одном из выходов 58 или 59, через соответствующие элементы ИЛИ 48 и 49 запрещает, воздействуя на запреш ающий вход элементов ЗАПРЕТ 50 и 51 последующих схем сравнения, прохождение импульсов результатов сравнения в более млад&их разрядах на соответствующие выходы схем сравнения.

Для повышения надежности запрета импульсор результатов сравнения запись символов сравниваемых значений в триггеры 42 и 43 более младших разрядов производится с возрастающей задержкой в элементах 40 и 41 задержки, определяемой переходными процессами в элементах И 44 и 45 и элементах И 44 и 45 и элементах НЕ 46 и 47 В результате этого запрещающий импульс в предшествующей схеме сравнения будет сформирован несколько раньше импульса результата сравнения в последующих схемах сравнения, что способствует повьппению надежности работы блока в целом.

Сформированный импульс результата сравнения (фиг. 4, 58 и 59) прохо- диу через соответствующие элементы ИЛИ 53 и 54 (фиг. 4, 60 и 61) и отк рьшает один из переключателей 55 или 56 для прохождения числа, признанноrq по результатам сравнения наиболь- 35 борки К ее наибольших значений.

шим, через элемент ИЛИ 57 на выход блока. Например, для первой пары сравниваемых чисел символы первых двух старших разрядов совпадают. Это значит, что на выходах элементов И 44 и 45 первых двух схем сравнения импульс не появляется и запрещающий сигнал на третьем входе третьего узла 39 сравнения не формируется. Первое несовпадение символов происходит в.третьем узле 39 сравнения и на входе 58о( (фиг.4,58з) появляется импульс. Этим импульсом будет считано первое число 10110011, как наибольшее , и одновременно запрещена выдача сигнала результата сравнения из других узлов сравнения.

Для четвертой пары сравниваемых чисел сигнал результата сравнения формируется в четвертой схеме сравнения на ее выходе 59.. Он поступает, как управляющий импульс, на исполнительную часть блока 18. На вы

10

15

208154

ходы 29 блока 18 проходят символы второго из сравниваемых чисел 01110011.

Если сравниваемые двоичные числа 5 различаются только символами в младшем разряде, то управляющий импульс будет сформирован в последней схеме 39 сравнения. Управляющий импульс формируется в последнем узле 39 сравнения также в случае равенства сравниваемых чисел (совпадения всех разрядов сравниваемых двоичных чисел). При этом, если в младшем разряде сравниваемых чисел символы I, то импульс результата совпадения появляется на выходе первого элемента И 52, если О - то на выходе второго элемента И 52.

Сформированный импульс разрешает через элемент ИЛИ 54 считывание одного из совпавших чисел через переключатель 56 и элемент ИЛИ 57 на выход блока 18.

Таким образом, на выходах 29 блоков 1 8 определения максимального числа первой очереди сравнения будут выделены из общего массива статистической выборки, равного 4К, 2К наибольших значений, которые поступают в последующие блоки 18 с 2К-го по ЗК-й для определения максимального числа. В результате сравнения в этих блоках будут выделены из 2К входных значений статистической вы20

25

30

0

Аналогичным образом в блоках 18 определения максимального числа третьей очереди сравнения из К значений статистической выборки будут выделены К/2 наибольших значений. Сравнение производится до тех пор, пока на выходе последнего блока определения максимального числа не будет выделено одно наибольшее число статис- тической выборки.- Вьзделенное число запоминается буферным регистром 17 и записывается в первый регистр первой группы регистров блока 1.9 памяти.

Записанное буферным регистром 17 наибольшее число сравнивается в блоках 1 со значениями, записанными в регистрах 2 и 3. Если результат сравнения на выходе схем 6 и 7 равен нулю, что имеет место при равенстве сравниваемых значений, то на выходе соо.тветствующего переключателя 8 или 9 будет сформирован импульс.

0

5

Р

Сформированный иьтульсный сигнал, воздействуя на запрещающий вход соответствующего элемента ЗАПРЕТ 4 или 5, исключает участие в последующем сравнении в блоках 18 самого наиболь шег о числа, вьщеленного в первом цикле работы устройства. Этим же импульсом, но задержанным соответствующим элементом 10 или 11 задержки, вьзделенное в первом цикле работы уст ройства число стирается в одном или нескольких (при наличии в массиве данных не одного, а нескольких таких чисел) соответствующих регистрах.

Одновременно сформированный сигнал или сигналы при наличии повторений поступают непосредственно через соответствующие элементы 12 и 14 задержки, обеспечивающие их разнесение во времени, элементы ИЛИ 1-3 и допол- нительный элемент. ИЛИ 15 на вход счетчика 16. Разнесение во времени моментов появления сигналов сравнения обеспечивается линейно возрас-. тающей с увеличением порядкового номера регистров 2 и 3 задержкой в элементах 12 и 14 задержки,

В результате в счетчике 16 записано число, соответствующее числу повторений в записанном в регистрах 2 и 3 массиве данных значения, занесенного в буферный регистр 17. Импульсом синхронизации по связи 27 Число повторений переписьгоается из счетчика 16 через открытый элемент И 35 в первый регистр 36 второй группы регистров блока 19 памяти (фиг,2). Одновременно стирается число, записанное в буферном регистре 17, а также сбрасываются в нуле- вое -состояние триггеры 42 и 43 в блоках 18 определения максимального числа. Записью на ибольщего числа и количества его повторений в анализируемой выборке заканчивается первый цикл работы устройства. Исключение числа из массива данных в результате стирания эквивалентно его замене числом 00000000, Следовательно, работа устройства во втором и последую щих циклах не имеет отличий от указанной, Результатом работы устройства во втором и последующих циклах будет выделение второго и последующих значений вариационного ряда. При Этом рядом со значением чисел вариационного ряда записаны и числа их повторений в анализируемой выборке.

О

25

5

-5 -30

50

55

Запись выдел нных наибольших значений в регистры 31 и количества их повторений в регистры 36 (фиг,2) производится следующим образом.

При поступлении на вход блока 19 вьзделенного наибольшего значения, импульсы кода, идентифицируемые как 1, проходит через элемент ИЛИ и открытый элемент ЗАПРЕТ 33 на вход триггера 34, устанавливая на его выходе высокий потенциал. Перевод триггера в такое состояние обеспечивает открытие переключателя 30 для занесения вьщеленного числа в первый регистр ЗЦ ,

Код записанного в регистр ЗЦ числа устанавливает второй триггер 3, в состояние с высоким потенциалом на его выходе и одновременно запирает первый элемент ЗАПРЕТ 33 , а также возвращает первый триггер 34,( в его исходное состояние и открывает переключатель 35 для занесения числа повторений выделенного числа в анализируемой выборке в регистр 36,

При поступлении на вход блока I9 второго по абсолютной величине значения, открываются второй переключатель 30, для занесения числа во второй регистр 312 и переключатель 352 для записи числа его повторения в регистр 36, Одновременно подготовлен для записи следующего (третьего) числа регистр ЗЦ , Последующая работа блока аналогична,

В результате работы предлагаемо-: го устройства в регистрах 31 запи- суются ранжированные значения статистической выборки в порядке убывания, а в регистрах 36 - числа, характеризующие частоту их встречаемости.

Формула изобретения

Устройство для обработки статистической информации по авт,св. № 1254509, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности, в него введены дополнительный элемент ИЛИ и счетчик, в первый блок записи массивов данных введены третий элемент задержки и элемент ИЛИ, во второй и все последующие блоки записи массивов данных введены третий и четвертый элементы задержки и элемент ИЛИ, причем в первом блоке записи массивов данных выход первого переключателя соединен с первым

7.132

входом элемента ИЛИ, выход второго переключателя через третий элемент задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, во втором и последующих блоках записи массивов данных выходы первого и второго переключателей соединены соответственно через третий и четвертый элементы задержки с первым и вторым входами элемен

та ИЛИ, выход элемента ИЛИ каждого 10 чисел вариационного ряда устрой- из блоков записи массивов данных сое- ства.

Фиг.1

динен с соответствующим входом дополнительного элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, разрядные выходы которого сое- динены с разрядными информационными входами второй группы блока памяти, дополнительный информационный выход блока памяти является выходом числа повторений значений

3Sf

n 37

,2

fen

2

2

60 61

Риг.Составитель В.Орлов Редактор,И.Касарда Техред Н.Глущенко Корректор

Зака 2660/52 Тираж 672 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

i3

tu

I I

Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам, предназначенным для обработки статистической информации, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1254509. Цель изобретения - повьппение точности. Устройство содержит блоки записи массивов данных, регистры, элементы ЗАПРЕТ, узлы сравнения, переключатели, элементы задержки, элементы ИЛИ, счетчик, буферный регистр, блоки определения максимального числа, блок памяти, делитель, генератор тактовых импульсов. Предлагаемое устройство позволяет исключить, ошибки в построении вариационного ряда за счёт учета частоты встречаемости ранжированных значений. 4 ил. СЛ С