УСТРОЙСТВО для ВЫЧИСЛЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК, ^ Советский патент 1972 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть иснользовано в специализированных зстройствах для вычисления статических характеристик (математического о}кидания и корреляционной функции) случайных последовательностей.

В известных приборах для измерения статистических характеристик имеет место следующее: аналоговые коррелометры дают высокую методическую погрешность, не позволяют использовать стандартные элементы цифровой те.хники; известные типы цифровых «оррелометров требуют наличия заиоминающего устройства большой емкости, а также громоздкого .миожитель}1ого устройства.

Предлагаелюе устройство позволяет обсчитывать ряды любой длины, представленные многоразрядными числами, использует множительное устройство, работаЕощее на статистическом принципе, имеет малые габариты и высокую надежность. Входная информация устройства может быть представлена как в апалоговой, так и в цифровой форме, а получаемый па входе результат в двоичном коде нозБоляет легко сопрягать устройство с цифровой вычислительной машиной.

сел; блок 7 управления; два вероятностных двоичных элементов 8; генератор 9 тактирующих импульсов (ГТИ); блок 10 оконечных счетчиков.

Числовой вход является буферным элементом между датчиком цифровой информации и устройством и представляет собой обычный регистр числа. Аналоговый вход является буферным элементом датчиком аналоговой информации и устройством, включает в себя преобразователь «аналог-код, работа которого еинхрон 13ована с ГТИ блоком управления. Схема разделения обеспечивает работу устройства как с числовой, так и аналоговой формой информации. Эта схема состоит из набора элементарных схем разделения.

Входной регистр служит для занесения входной информации в блок числовых регистров

сдвига и представляет собой обычный регистр числа.

Блок числовых регистров сдвига нредназначен для хранення и сдвига исследуемой информации и состоит из т репгстров сдвига, каждый из которых содерлчит / разрядов (здесь т определяется разрядностью одного числа исследуемого ряда, а / - числом точек корреляционной функции). В предлагаемом устройстве входная ипфордвоичнылп плсламн и предназначена для вычисления, сорока точек корреляционной фул1Кции, т. е. /n 8, .

Коммутатор чисел нредетавляет собой сочетание лог 1ческих схем «И и «ИЛИ. Блок унравления служит для выработкн синхронизирующих нмиульсов и нотенциалов.

Вероятностный двоичный элемент нозволяет нолучать на выходе нмнульсы с определенной вероятностью. Он состоит из схемы сравнения и датчика случайных чисел. Два вероятностных двоичных элемента совместно с логической схемой «ИЛИ и оконечными счетчиками образуют множительное устройство. Вероятностный двоичный элемент осуществляет статистнческое умноженне двух чнсел за К. тактов (/(128).

Генератор тактирующих нмнульсов служит для синхронизации работы всего устройства, а оконечные счетчики - для накоиления конечного результата; нх число оиределяется длиной Корреляционной функции.

Устройство работает следующим образом.

Иеред началом ввода информации все уиравляющие триггеры, счетчики и регистры устанавливаются в иулевое состояние. Ирн этом иервый слева разряд верхиего регистра сдвига устанавливается в состояние «1, что необходимо для фиксации занолнення входной информацией блока числовых регистров сдвига.

Входная информация, нредставлениая двоичным кодом, сопровождается синхронизирующими импульсами СИ. Занесение ииформации в блок числовых регистров сдвига осуществляется через числовой вход, схему разделения, входной регистр при помощи импульсов «Сдвига. Этот же импульс устанавливает управляющий триггер 11 в единичное состояние. Иоследний, в свою очередь, подает разрешающий потеициал на первый вход вситиля 12.

Заиесепие иервых сорока чисел в блок числовых регистров сдвига происходит без оиераций умиожеиия, что фиксирует уиравляюН1,ий триггер 13. При заполнении числовых регистров сдвига на триггере 13 вырабатывается разрешающий иотенциал на второй вход вентиля. Тактирующие имиульсы через указанный вентиль и разделптель)1ую схему 14 поступают на вход вероятностного двоичного элемента для его включения и на вход управляющих счетчиков. С этого MOMCirra начинается операция умножения.

Восьмиразрядиое число, иаходящееся в иервом крайнем столбце блока числовых регистров сдвига, постоянно закоммутнровано ла схему сравнения первого вероятностного двоичного элемента. На схему сравнения второго во1)оятностиого двоичиого элемента через ком iyтaтop чисел закоммутированы все сорок 15осьмиразрядиых чисел. Коммутатор чисел совместио с дешифратором блока управлеиия производит иоочередную выборку сомножнте;1еи и иодачу их на вход схемы сравнення второго вероятностного двопчного элемента.

Иа другие входы схем сравнения верояттиосных двоичных элементов заведены выходы с шестнадцатиразрядного датчика случайных чисел ио восемь на каждую. Этим обесиечивается поступление независимых случайпых велпчпн на каждую из схем сравнения.

Результат сравнения выдается через выходной вентиль и иостуиает на один из оконечных счетчиков, выбранный дешнфратором. Цпкл онерацип умножения производится за 128 тактов, которые вырабатываются геиератором тактирующих импульсов и фиксируются в унравляюи1ем счетчпке. Число, иакоилеииое результате вычнсленш в каждом из оконечных счетчиков, отиссенное к чнслу полных испытаний, и будет конечным результатом. В нервом оконечном счетчике будет фнксироваться значение п-М(х-), во втором «/(т), в третьем nR(2i ..., в сороковом /г-/(39т). Здесь л 1287V, где /V - число членов исследуемого ряда.

Для вычисления математического ожидания

нсиользуется задержанный в лннии задержки 15 тактирующий нлгиульс, который совместио с результатом иа схеме сравнения первого вероятностного двоичного элемента через ве)1тиль 16 заносит ииформацию в счетчик т.

Очевидно, что в результате вычисления в данном счетчике будет накоплено число nniy, где .

Информация, иредставленная в аналоговой форме, ноступает па аналоговый вход. Работа

устройства начинается нажатием кнопки «Пуск, после чего входиая информаиня, преобразованная в цнфровой код, через схему разделения п входпой регистр синхроимпульсами из блока унравления передается в блок

чнслового регистра сдвига.

Да.1ьиейшая работа устройства аналог 1чна вьинеописанному.

В блоке унравлен 1я счетчнк 17 и дешифратор 18 про113вод5гг выборку очередиого числа

из числового регист)а сдвига и соответствуюн.(ие пм окоиечиые счетчики в блоке оконечных счетчиков. Счетчик 19 иредназначен для фиксацни числа исследуемого )яда.

П р е д м е т и з о б р е т е и и я

Устройство для вычислення статистических характеристик случайиых нроцессов, содержащее ир 1емный регистр, преобразователь «аналог-код, блок числовых регистров сдвига, блок унравления, коммутатор чисел, два вероятностных двоичных элемента, блок оконечных счетчиков, схемы «И и схемы «ИЛИ,

отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, выходы приемного регистра и выходы преобразователя «аналог-код через схему «ИЛИ соединены с входами блока числовых регистров сдвига, выходы которого через

дами двух вероятностных дво 1чных элементов, выходы носледних через ехемы «И соединены со входами блока оконечных счетчиков, а выходы блока управления соединены с управляюи ими входами коммутатора чнсел, входами блока числовых регистров сдвига и вторыми входами вероятностных двоичных элементов.

fj 4