УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТАТИСТИЧЕСКИХ ДАННЫХ Советский патент 1970 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в устройствах для определения оценок математического ожидания и дисперсии. Известно устройство для вычисления начальных моментов статистического распределения, которое позволяет автоматически вычислять моменты распределения 1-го, 2-го, 3-го и 4-го порядков. Цель изобретения - ускорение вычислений оценок математического ожидания и дисперсии. Математические ожидания и дисперсия могут быть определены по следующим- формуviaM:х где л; -математическое ожидание; 02 - дисперсия; Xf - случайная величина, полученная в результате t-ro измерения; N - число измерений. НОИ стороны, каждое значение t-ro измерения суммируется с предыдущими значениями, а с другой - каждое значение i-ro измерения возводится в квадрат xi и суммируется с квадратами предыдущих измерений. Эти операции можно производить с помощью неслол ных накопительных счетчиков. Затем с помощью сумматора по формулам (1) и (2) определяются х и сг2. Однако при обработке результатов измерений параметров, выражающихся числами различного порядка, возникает необходимость введения Л1асштабных коэффициентов, а за; тем декодирования результатов в удобную для чтения форму, что усложняет алгоритм и связано с дополнительным расходом оборудования. С этой целью преобразЗем формулы (1) и к следующему виду: ( N N } JC л, ft + (jc, N где h- шаг разбиения измеряемой величины на интервалы; г/i 2 lifi; I/I-момент распределения второго рядка : 2 nih, где HI - 1-й интервал; fj- число повторений t-ro интервала; k - число интервалов разбиения. Особенностью формул (3) и (4) является то, что в них величины у и г/а определяются распределением интервалов разбиения и не зависят от порядка чисел, определяющих измеряемый параметр. Для выражения результата расчета в форме конкретного параметра (ма, МБ, в, а и т. д.) достаточно произвести умножение на Коэффициент h по формулам (3) и (4). Коэффициенты h в устройстве задаются с помощью переключателей на панели зправления. В устройстве осуществляется автоматическое уравнивание порядков чисел, а также автоматическое округление их в процессе вычислений, что позволяет сохранить высокую точность расчетов для широкого диапазона чисел без увеличения количества оборудования. Функциональная схема устройства приведена на чертеже. Для удобства перевода в десятичную форму конечного результата в устройстве использована двоично-десятичная система с излишком 3. Устройство содержит регистр момента распределения первого порядка (г/i), который состоит из трех десятичных разрядов 1-3, и регистр момента распределения второго порядка (г/2), который состоит из четырех десятичных разрядов 4-7. Каждый десятичный разряд представляет собой двоично-десятичную декаду из четырех триггеров. На вход младшего разряда 3 регистра подается количество импульсов, пропорциональное номеру интервала, в границах которого сказался измеряемый параметр. К концу выборки на регистре зафиксируется число г/, g/z,ff. На вход младшего разряда 7 регистра .г/2 подается количество им-пульсов, пропорциональное квадрату номера интервала, в границах которого оказался измеряемый параметр. К концу выборки на регистре будет зафиксировано число У. 2 ntff Содержание регистра г// можно представить в виде некоторого числа число 1/1 умножается на содержимое разряда 2, т. е. j/ixCp 10. С этой целью блок управления 8 соединен с вентилем 9, который вторым входом подключен к разряду 2 регистра t/i, а выходом к реверсионному счетчику 10. Счетчик 10 входом подключен к генератору 11, а одним из выходов к вентилям 12-14, подключенным с одной стороны к регистру yi(l,2,3), а с другой - к шестиразрядному суммирующему регистру 15-20. Но окончании выборки .с блока управления 5 импульс поступает на вентиль 9, с помощью которого с разряда 2 регистра z/i число передается на реверсивный счетчик 10, опрашиваемый генератором 11. С выхода реверсивного счетчика 10 импульсы поступают на вентили 12-14, в результате на сумматоре накапливается произведение yiCp, i/,Cp.lO. Умножение на 10 осуществляется сдвигом содержимого сумматора на 1 разряд влево. Затем производится умножение на число, которое хранится в младшем разряде 3 регистра г/1, для чего вентиль 21 входами подключен к разряду 3 и блоку 8, а выходом - к счетчику 10. Импульсом с блока управления 8 опрашивается вентиль 21 и содержимое младшего разряда регистра yi передается на реверсивный счетчик 10, который с помощью вентилей 12-14 осуществляет суммирование. После данной операции на сумматоре будет число, равное г/,. Ср. 10+Ср. 10 г/. (Ср.. Срз). Последующей операцией производится умножение на содержимое старшего разряда 1 регистра У, что обеспечивается подключением входов вентиля 22 к разряду / и блоку управления 8, а выхода к счетчику 10, а подключением разрядов 1-3 через вентили 23-25 к разрядам 16-18 сумматора. Такое подключение обеспечивает одновременное автоматическое умножение на 100. Сигналом команды с блока управления 8 опрашивается вентиль 22 и содержимое старшего разряда / регистра г/i -передается на реверсивный счетчик 10, с выхода которого импульсы поступают на вентили 23-25, и информация с регистра г/i передается на сумматор нужное число раз с одновременным сдвигом влево на 2 разряда. В итоге на сумматоре иметь г/.-Ср.Ю + /гСр-ЮЧ-г/.Ср.Ю У (CpiCpgCps) г/ь Деление на Л при Л 100 осуществляется простым переносом запятой. Так в результате возведения в квадрат и деления на N содержимое сумматора можно записать в следующем виде . :сло, которое хранится в регистре г/2, можно Ср. 10 + Ср. 10 +Ср. 10 +Ср.10 обы найти разность -, достаточно N 7V2 инвертировать и суммировать о, сумматора Уг N (рямым кодом однако предварительнеобходимо уравнять порядки, так как в :леднем разряде 20 сумматора хранится :ло Ср., а в связанном с ним разряде регистра г/а - число Ср . Чтобы уравть порядки, необходимо содержимое суммаза сдвинуть два раза вправо, тогда значея двух младших разрядов сумматора будут гряны, либо содержимое регистра уз зинуть два раза влево, что разрешается аько в том случае, если 1-й и 2-й разряды и 5) находятся в нулевом состоянии. Чтоосуществлять сдвиг влево регистра г/2, арший разряд 4 последнего через дешифрар 26 подключен к вентилю 27, вход которого гдинен с блоком управления 8. С блока управления 8 дважды подается имльс на вентиль 27, который выдает сигнал лько в том случае, если первый разряд 4 ре:тра 2 находится в нулевом состоянии. Имльс с выхода вентиля 27 подается на сдвиг гистра 2 влево, а также через сборку 28 на гтчик 29. Выход счетчика 29 через дешифратор 30 дключен к вентилю 31, который входом соенен к блоку 8, а выходом через сборку 28 счетчику 29 и через сборку 32 к сумматору -20 и счетчику 33. После опроса вентиля 27 дважды онрашиется вентиль 31, который выдает два имльса, если счетчик 29 находился в нулевом :тоянии, один импульс, если в единичном стоянии, и ни одного, если в счетчике зафикровано 2. Состояние 2 счетчика 29 свиде1ьстБует о полном уравнении порядков соржимого регистра г/2 и сумматора. Счетчик следит числом сдвигов сумматора вправо подключен к дешифратору 34, который упвляет индикаторными лампочками 35-39. ли уравнение порядков произошло за счет вига регистра г/2 влево два раза, то счетчик будет в нулевом состоянии и через дешифтор 34 обеспечивает горение лампочки 35, сположенной после разряда 16 сумматора, едовательно, число, хранимое в сумматоре, )жно записать в виде. Ср. 10 +Ср. 10 +Ср. 10-+Ср. 10 + +Ср.10- + Ср.10- Если уравнение порядков произошло за ет сдвига сумматора вправо два раза, счетк 33 зафиксирует состояние 2 и через де1фратор 34 зажжет лампочку 37, которая сположена после разряда 18 сумматора. 1сло в сумматоре будет иметь вид округлении, составляет единицу младшего оставшего разряда, т. е. в нашем случае. Чтобы уменьшить эту погрешность до 0,5.10 выход сборки 32 подключен к вентилю 40, который управляется дешифратором 41, подключенным к младшему разряду сумматора, выход же вентиля 40 через линию задержки 42 подключен ко входу младшего разряда сумматора. Если перед сдвигом содержимого сумматора вправо в младшем разряде содержится число больше 5, то после сдвига в младший разряд добавляется единица, что осуществляется импульсом с вентиля 40 через линию задержки 42. содержимое регистра г/2 сложить с инверсным кодом сумматора, для чего выход блока управления через сборку 43 подключен к вентилям 44-47, которые входами соединены с разрядами 4-7 регистра г/2. а выходами - с разрядами /7-20 сумматора. статочно указанную разность просуммировать h раз, а затем полученный результат просумл№ровать еще h раз, предварительно сдвинув содержимое сумматора вправо. вентилем 48, который управляется дешифратором 49, соединенным с разрядом 16 сумматора. Вентиль 48 опрашивается два раза и, осуществляется сдвиг содерл имого сумматора вправо два раза. Затем содержимое сум.матоливается предварительно в нуль. Передача регистре раз. После повторного умножеков, округление результата при сдвиге инфорСр.10 + Ср.10« + Ср.10 + Ср. + + CP-IO 1+Ср.10 2 го-10 + 0-10 + + Ср.10 + Ср-10 + Ср.10-+Ср-Ю 2 Максимальная погрешность, вносимая при После уравнивания порядков необходимо Чтобы разность - --умножить на /гз, доС этой целью выход блока 8 соединен с если разряды 15 и 16 Ее в нулевом состоянии, ра передается на регистр г/2, который устанавосуществляется через вентили 50-53, соединенные входами с блоком 8 и разрядами 17- 20 сумматора, а выходами - с разрядами 4- 7 регистра z/2. Значение множителя h устанавливается переключателем на панели 54 и по команде с блока управления 8 передается на счетчик 10, для чего вентиль 55 входами подключен к панели 54 и блоку управления 8, а выходом к счетчику 10. Импульсы со счетчика 10 через сборку 43 поступают на вентили 44-47, что обеспечивает суммирование содержимого на ния на сумматоре получается значение о. Положение запятой автоматически обозначается горящей индикаторной лампочкой (55-39) Описанное автоматическое уравнение порядмации сумматора вправо дает возмои ность сохранить высокую точность расчета для широкого диапазона значений г/i и г/2. Вычисление математического ол идания не

формуле (4) - требует лишь умножения на N

коэффициент h и суммирования с постоянным числом (хо-0,5/г).

Предмет изобретения

1.Устройство для обработки статистических данных, состояш,ее из суммирующего регистра, двух регистров, реверсивного счетчика, блока управления, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности вычислений в широком диапазоне чисел, выход старшего разряда первого регистра через дешифратор подключен ко входу вентиля, второй вход которого подключен ко .входу блока управления, а выход подключен ко входу первого регистра и через сборку ко входу счетчика, который через дешифратор подключен ко входу вентиля, второй вход которого подключен ко входу блока управления, а выход через сборку - ко входу суммирующего регистра.

2.Устройство по н. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматического слежения за

положением запятой, выход вентиля чв сборку подключен ко входу специального сч чика, выход которого через дешифратор п( ключен к индикаторным лампочкам.

3. Устройство по п. 1, отличающееся т( что, с целью уменьшения погрешности п округлении чисел, выход младшего разря суммирующего регистра через дешифрат подключен ко входу вентиля, второй вход :

торого подключен к входу сборки, осущес

ляющей сдвиг вправо, а выход через лин

задержки подключен ко входу младшего р

ряда упомянутого регистра.

4. Устройство по п. 1, отличающееся Т

что, с целью ускорения умножения на ст. ший разряд второго регистра, выходы BI разрядов упомянутого регистра через вент подключены ко входам суммирующего ре стра со сдвигом на два разряда.

5. Устройство по п. 1, отличающееся т что, с целью ускорения возведения содер мого второго регистра в квадрат, выходы В разрядов упомянутого регистра через вент подключены ко входам реверсивного счетчи