Статистический анализатор Советский патент 1988 года по МПК G06F17/18 

ее о . к

со

Изобретение относится к вычислительной технике, и может быть использовано при вычислении числовых характеристик случайных величин по выбо- рочным данным,- .

Цель изобретения - повышение степени «точности оценки числовых характеристик случайных величин путем исключения ложных значений из исследуемой выборки.

На фиг. представлена структурная схема анализатора; на фиг.2 - функциональная схема дешифратора.

Анализатор содержит аналого-дифровой преобразователь 1, счетчик 2 объема выборки, первый и второй регистры памяти 3 и 4 J блок 5 определения экстремальных значений, первый и второй ключи 6. и 7, накапливающий сумматор 8, делитель на п 9, вычитателъ 10, блок 11 нормирования, сумматор- вычитатель 12, блок 13 регистрации, регистр 14 сдвига, блок 15 элементов ИЛИ 10, ключи 16, дешифратор 17, ре- гистры 18 памяти, элементы 19 сравнения, синхронизатор 20 и элемент И 21.

Дешифратор (фиг.. 2) содержит элементы И 22, элементы ИЛИ. 23 и 24, элементы 25.

Анализатор работает следующим образом,

С информационного выхода аналого- хщфрового преобразователя 1 первое значение случайной величины Х- поступает на информационный вход каждого регистра 18 памяти. Одновременно на выходе окончания преобразования блока 1 формируется сигнал, который nocтупает на синхронизатор 20, с первого выхода которого сигнал поступает на вход разрещения записи третьего регистра 18 памяти, обнуляет его и разрешает запись первого значения случайной величины Х- , Аналогично осуществляется- запись второго и третьего значений Х соответственно в четвертый и пятый регистры 18 памяти С выходов регистров. 18 памяти значения случайной величины Х- поступают на элемен 19 сравнения для их по парного .-равнения. Если значение Х, на пергом входе окажется больше, чем на втором, выходной сигнал появится на первом выходе блока 19 сравнения, если меньше, чем на втором, выходной сигнал появ.1)Г(я на втором выходе. В случае раиенства входных значений

0

Q

0

5

выходной сигнал присутствует на первом выходе блока 19 сравнения.

Управляющие сигналы с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 поступают также на вход счетчика 2 объема выборки, первый вход элемента И 21 и вход регистра 14 сдвига. При поступлении на вход регистра 14 сдвига третьего сигнала на его выходе, который соединен с вторым входом элемента И 2 и входом запрещения записи регистра сдвига 14, появляется сигнал, дальнейшее продвижение импульсов в регистре 14 сдвига прекращается, а. на его выходе и втором входе элемента И 21 постоянно будет присутствовать сигнал. Регистр 14 сдвига и элемент И 21 предназначены для формирования управляющих сигналов, необходимых для работы дешифратора 17, начиная с момента записи третьего значения X. и его попарного сравнения с двумя предыдущими. В зависимости от соотношения сравниваемых значений случайной величины X; на входах дешифратора 17 присутствует одна из семи возможных комбинаций при попарном сравнении трех величин Х. Каждой входной комбинации соответствует появление сигнала на одном из.трех выходов дешифратора 17.

Сигнал с одного из выходов дешифратора 17 поступает на управляющий вход соответствующего из трех ключей 16, информационный вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего из блоков 18 памяти. В результате из трех значений X , записанных в регистры 8 памяти, на третий вход блока 5 и вход сумматора 8 через блок элементов ИЛИ 15 поступает их медианное значение.

В момент прихода на регистры 18 памяти четвертого значения X. на первом выходе синхронизатора 20 появляется сигнал, поступающий на вход разрешения записи третьего регистра 18 памяти, обнуляет ячейки памяти и разрешает запись четвертого значения ве- личны X.. Б элементах 19 сравнения производится попарное сравнение второго, третьего и четвертого значений Х-, определение в дешифраторе 17 их медианного значения и поступление этого значения через соответствующий ключ 16 и блок элементов ИЛИ 15 на третий вход блока 5 и вход сумматора 8. Таким образом, первым значени- 13

ем, поступающим для дальнейшей обработки, является медиана из Х, Х7 и Х,, вторым - медиана из Х, Xj и Хз, третьим - медиана из Х, Xj и Хз и т.д. Данная часть схемы предназначена для проведения медианного сглаживания входной последовательности значений по тройкам, в результате которой ложные значения, выбросы сглажи- ваются, т.е. получается новая выборка случайной величины Х, которая подчинена тому же закону, что и Х. Поступающие на вход сумматора 8 значения X суммируются для дальней- шего определения выборочного среднего X в блоке 9:

п

X -i- X.

п

Первое по порядку значение Х. записывается через блок 5 в блоки 3 и 4. С приходом следующих значений Х, X, ...,Х происходит их сравнение с величинами, записанными в блоки 3 и 4, и текущая коррекция по результатам сравнения минимального и максимального значений. После сравнения в блоке 5 последнего значения X в регистре 3 памяти находится минималь- ное, и в регистре 4 максимальное значения выборки. По окончании цикла в вычитателе 10 вычисляется размахе выборки R: R - Y Y

На выходе блока J1 формируется среднее квадратическое отклонение выборочного среднего 6,

Уй

6 Уй

где 6 среднее квадратическое отклонение единичного отсчета из- мерения

h - табулированный коэффициент,

зависящий от объема выборки; п - объем выборки. По вычисленным значениям X и 6-в сумматоре-вычитателе определяется верхняя и нижняя границы доверительного интервала, в которо м находится измеряемая величина X при выбранной доверительной вероятности X - К.;

X + Кб,.,

где К - поэффициент, зависящий от

выбранной доверительной вероятности и объема выборки (табулирован).

5

0

5 о

5

0

5

Q

5

Момент окончания цикла и начало вычисления числовых характеристик случайных величин определяется счетчиком 2 объема выборки, который осуществляет подсчет п + 2 значений X., поступивших для медианного сглаживания по тройкам.

Формула изобретения

Статистический анализатор, содержащий счетчик объема выборки, аналого-цифровой преобразователь, два регистра памяти, блок определения экст- ремальньпс значений, два ключа, накапливающий сумматор, делитель на п (п - заданный объем выборки, натуральное число), вычитатель, блок нормирования, сумматор-вычитатель, блок регистрации, причем вход аналого-цифрового преобразователя является входом анализатора, выход окончания преобразования аналого-цифрового преобразователя соединен со счетным входом счетчика объема выборки, выход переполнения которого соединен с управляющими входами первого и второго ключей , информационный выход счетчика объема выборки соединен с входом объема выборки блока регистрации, выходы минимального и максимального значений блока определения экстремальных значений соединены соответст- вен.чо с информационными входами первого и второго регистров памяти, выход первого регистра памяти соединен с первьм входом блока определения экстремальных значений и информационным входом первого ключа, выход второго регистра памяти соединен с вторым входом блока определения экстремальных значений и информационным входом второго ключа, первый выход которого соединен с входом уменьшаемого вычитателя, вход вычитаемого которого соединен с выходом первого ключа, второй выход второго ключа соединен с входами разрещения работы делителя на п и блока регистрации, выход вычитания соединен с входом блока нормирования, выход которого соединен с входом среднего квадрати- ческого отклонения блока регистрации и первым входом сумматора-вычитателя входы верхней и нижней граней доверительного интервала блока регистрации соединены соответственно с выходом суммы и выходом разности сумматора5139Д21

вычитателя, второй вход которого соединен с выходом делителя на п и входом среднего блока регистрации, выход накапливающего сумматора соединен с информационным входом делителя нап, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены регистр сдвига, блок элементов ИЛИ, элемент И, с третьего Q по пятый ключи, с третьего по пятый регистры памяти, три элемента сравнения, синхронизатор и дешифратор, первый, второй и третий выходы дешифратора соединены соответственно с уп

равляняцими входами третьего, четвертого и пятого ключей соответственно, выход окончания преобразования аналого-цифрового преобразователя соединен с информационным входом регистра сдвига, с первым входом элемента И, с входом запуска синхронизатора, выход третьего разряда регистра сдвига соединен с вторым входом элемента И и входом запрета записи регистра сдвига, вход обнуления которого соединен с выходом переполнения счетчика объема выборки, первый, второй и третий выходы синхронизатора соединены с входами разрешения записи третьего, четвертого и пятого регистров памяти соответственно, информационные входы которых соединены с информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, первый и второй входы первого элемента сравнения соединены соответственно с выходами третьего и четвертого регистров памя

Q

5

0 5 «

96

ти, первый и второй входьг второго элемента сравнения соединены соответственно выходами четвертого и пятого регистров памяти, первый и второй - входы третьего элемента сравнения соединены соответственно с выходами пятого и третьего регистров памяти, выход Больше или Равно первого элемента сравнения соединен с первым информационным входом группы дешифратора, выход Меньше первого элемента сравнения соединен с вторым информационным входом группы дешифратора, выход Больше или Равно второго элемента сравнения соединен с третьим - информационным входом группы дешифратора, выход Меньше второго элемента сравнения соединен с четвертым информационным входом группы дешифратора, выход Больше или Равно третьего элемента сравнения соединен с пятым информационным входом группы дешифратора, выход Меньше третьего элемента сравнения соединен с шестым информационным входом группы дешифратора, выход элемента И соединен с входом разрешения выдачи результата дешифратора, выходы третьего, четвертого и пятого регистров памяти соединены соответственно с информационными входами соответствующих ключей, выходы которых соответственно соединены с первыми, вторыми и третьими входами блока элементов ИШ 1, выход которого соединен с третьим входом блока определения экстремальных значений и входом накапливающего сумматора.

фиг. 2

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при вычислении числовых характеристик случайных величин по выборочным данным. Цель изобретения состоит в повышении точности оценки числовых характеристик путем исключения ложных значений из исследуемой выборки за счет медианного сглаживания исследуемой последовательности. Работа анализатора основана на том, что в ходе медианного сглаживания входной последовательности ложные значения, содержащиеся в выборке, в ее обработке для нахождения числовых характеристик случайной величины участия не принимают. Анализатор содержит аналого-цифровой преобразователь I, счетчик 2 объема выборки, регистры 3,4,18 памяти, блок 5 определения экстремальных значений, ключи 6,7,16, накапливающий сумматор 8, делитель на п 9, вычитатель 10, блок 11 нормирования, сумматор-вычитатель 12, блок 13 регистрации, регистр 14 сдвчга, группу 15 элементов ИЛИ, дешифратор 17, элементы 19 сравнения, синхронизатор 20, элемент И 21. 2 ил. 9 (Л с