ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ ЗАКОНОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G06F17/18 

1

Изобретение относится к устройствам вычислительной техники и предназначено для использования в специализированных вычислительных машинах.

Известное устройство для вычисления законов распределения вероятностей, содержащее за1поминающее устройство, сумматор, схему управления, счетчики и логические схемы, не обеспечивает нахождение функций распределения вероятностей в реальном масштабе времени, что является существенным недостатком при определении основных статистических характеристик динамических объектов в процессе их нормальной эксплуатации.

Целью настоящего иэобретения является, во-первых, пОВыщение эффективности pai6oTbi специализированных цифровых вычислительных машин путем вычисления на них законов распределения вероятностей, во-вторых, ускорение анализа работы динамических систем за счет проведения вычислений в реальном масштабе времени и получения результатов непосредственно в процессе поступления входной информации о системе и, в-третьих, увеличение точности вычислений без существенного увеличения количества оборудования.

Эта цель достигается тем, что вычислитель содержит промежуточное запоминающее устройство, два дешифратора, управляющий триггер, переключатель, третью и четвертую сборки, второй, третий, четвертый и пятый вентили и генератор импульсов, выход которого соединен с одним из неподвижных контактов переключателя, другой неподвижный контакт которого подключен к шине номеров ординат случайного процесса, которая соединена с первым входам третьей сборки,

ко второму входу которой подключен, четвертый выход схемы управления нахождением плотности распределения вероятностей, пятый выход которой соединен с первым входом четвертой сборки, ко второму входу которой подключен третий выход схемы управления нахождением функции распределения вероятностей, четвертый выход которой соединен с нулевым входом управляющего триггера, к единичному входу которого подключен выход второй оборки; единичный выход управляющего триггера соединен с первым входом второго вентиля, ко второму входу которого подключен выход первого дешифратора, нулевой выход управляющего

триггера соединен с первым входом третьего вентиля, ко второму входу которого подключен выход второго дешифратора, вход которого соединен с выходом счетчика зон, ко входу первого дешифратора подключен выход счетчика зон; выходы второго и третьего вентилей соединены соответственно с первым и вторым входами промежуточного запоминающего устройства, к третьему входу которого подключен выход четвертой сборки, а к четвертому - выход первого вентиля; выход промел уточного запоминающего устройства соединен со вторым входом сумматора; выход третьей сборки подключен ко второму входу буферного запоминающего устройства; подвижный контакт переключателя подключен к первым входам четвертого и пятого вентилей, вторые входы которых соединены с шинaм и задания операций, а выходы соответственно- со входами схемы управления нахождением плотности распределения вереятности и функции распределения вероятноНа чертеже предста1влена схема цифрового вычислителя законов распределения, содержащая устройства для ускоренного вычисления функции распределения вероятностей и функции плотности распределения вероятностей. Цифровой вычислитель содержит буферное запоминающее устройство (БЗУ) /, счетчик зон 2 с дещифраторами 3 и 4, промежуточное ЗУ 5, сумматор 6, схему 7 управления нахождением плотности распределения вероятностей, схему 8 управления нахождением функции распределення вероятностей, управляющий триггер 9, задающий генератор импульсов W, переключатель // с неподвижными клеммами 12, 13 и подвилсной клеммой 14, вентили 15-19, сборки 20-23, щину 24 номеров ординат исследуемого случайного процесса, щину 25 ординат исследуемого случайного процесса, щины 26, 27 задания операций. Цифровой вычислитель законов распределения работает следующим образом. Перед началом работы устанавливается операция вычисления функции f(x) плотности распределения вероятностей, благодаря чему по щине 27 на вентиль 18 подается единичный сигнал. Переключатель // может быть замкнут на клемму 13, если вычисление функции f(x) необходимо производить в процессе поступления исходной информации, или на клемму 12, если исходный процесс целесооб|разио сначала записать в буферное запоминающее устройство, после чего произвести вычисление. Исходная информация в виде двоичных параллельных кодов, т. е. после квантования случайной функци1и по дремени и по уровню поступает, по щине 25 в буферное запоминатощее устройство. Одновременно с кодом числа по шине 24 проходит сигнал, который через сборку 20 поступает также в буферное запоминающее устройство. Для ТОГО , чтобы определить функцию плотности распределения вероятностей на исследуемом участке реализации функции x(t) необходимо подсчитать коли1чество ординат Дх, , ..., kAx, где Д.Г - щаг квантования по уровню. Для этого коды всех ординат x(fi) последовательно подаются из буферного запоминающего устройства / на счетчик зон 2, для чего сигналом или задающего генератора импульсов W или с щины 27, прощедщим вентиль 18 и схему управления 7, производи,тся опрос БЗУ /. Код счетчика 2 дещифрируется и служит адресом, по которому выбирается из промежуточного запоминающего устройства 5 ячейка, где хранится ранее подсчитаиное число ординат, имевших ту же величину, что и данная ордииата. Это осуществляется путем подачи сигнала с выхода схемы сборки 22 на щину считывапия запоминающего устройства 5. На вход сборки 22 сигнал поступает со схемы управления 7. Данное чнсло ординат записывается на сумматор 6, затем к этому числу прибавляется единица путем подачи сигнала на счетный вход младщего разряда сумматора со схемы управления 7 и полученное число записывается обратно в запоминаюп1,ее устройство 5 в ту же ячейку. После обработки последней ординаты x(t) осуществляется норм ирование, т. е. подсчитанные числа fj(t) делятся на общее число ординат на всей реализации (на чертеже не показано ввиду Использования стандартных схем). Для нахождения функции распределения вероятностей Р(х) ординаты fi(x) с номерами от единицы до рассматриваемого значения суммируются. Вычисление F(x) начинается открыванием вентиля 19 сигналом с ши/ны 26 (переключатель // при этош должен быть замкнут на клемму 12, ъентиль 8 должен быть закрыт). Импульсы от задающего генератора JO поступают через вентиль 19 на счетный вход счетчика зон 2 и подсчитываются на нем, в результате на счетчике последовательно устанавливаются числа 1, 2, ..., k (если в общем случае необходимо устанавливать числа х, 2Ax, ..., ). Эти числа дешифрируются дешифратором 3, м значения f(x), соответствующие данным адресам, выводятся из запоминающего устройства 5 на сумматор 6 и суммируются в нем, для чего сигнал с выхода схемы управления 8 через сборку 22 поступает на счетную щину запоминающего устройства 5. После каждой операции суммирования осуществляется запись результата в запоминающее устройство 5 по адресу, который задается тем же счетчиком зон 2, но через дещи1фратор 4, т. е. в другой матрице запоминающего устройства 5. Переключение управления дещифраторами осуществляется с помощью триггера управления 9 путем подачи сигналов на его единичный вход через сборку 21 от генератора импульсов без задержки, а на нулевой вход - после задержки схемой управления 8. Предмет изобретения Цифровой вычислитель законов распределения вероятностей, содержащий буферное

запоминающее устройство, к первому входу которого подключена шина ординат случайного процесса, а выход соединен с первым входом счетчика зон, сумматор, к первому входу которого- подключен первый выход схемы управления нахождением плотности распределения вероятностей, второй выход которой соединен с первым входом буферного запоминающего устройства, а третий - с первым входам первой сборки, ко второму входу которой подключен первый выход схемы управления нахождением функции расшределения вероятностей, второй выход кото|рОЙ соединен со вторым входом счетчика зон и с тервым входом второй сборки, (КО второму входу «оторой подключен четвертый 1выход схемы управЛ9Н1ИЯ нахождением плотности раонределения 1вероятностей, и первый вентиль, первый вход которого соединен € выходом первой сборки, а втчрой - с выходом сумматора, отличающийся тем, что, с целью увеличений быстродействия вычислителя и расширения обла-сти его применения, вычислитель содержит промежуточное запоминающее устройство, два дешифратора, управляющий триггер, переключатель, третьЕо и четвертую сборки:, второй, третий, четвертый и пятый вентили и генератор импульсов, выход которого соединен с одним, из неподвижных контактов переключателя, другой неподвижный контакт которого подключен к щине номеров ординат случайного процесса, которая соединена с первым входом третьей сборки, ко второму входу которой подключен четвертый выход схемы управления нахождением плотности

распределения вероятностей, пятый выход которой соединен с первым входом четвертой сборки, ко второму входу которой подключен третий выход схемы управления нахождеНИем функции распределения вероятностей, четвертый выход которой соединен с нулевым входом управляющего триггера, к единичному входу которого подключен выход второй сборки, единичный выход управляющего триггера соединен с первым входом второго вентиля, ко второму входу которого подключен выход первого дешифратора, нулевой выход управляющего триггера соединен с иервым входом третьего вентиля, ко второму входу которого подключен выход второго дешифратора, вход которого соединен с выходом счетчика зон, ко входу первого дешифратора подключен выход счетчика зон, выходы второго и третьего вентилей соединены соответственно с первым и вторым входами промежуточного запоминающего устройства, к третьему входу которого подключен выход четвертой сборки, а к четвертому - выход первого вентиля, выход промежуточного запоминаюш,его устройства соединен со вторым входоА сумм.атора, выход третьей сборки подключен ко второму входу буферного запоминающего устройства, подвижный контакт переключателя подключен к первым входам четвертого И пятого вентилей, вторые входы которых соединены с шинами задания операций, а выходы соответственно - со входами схемы управления нахождения плотности распределения вероятностей и функции распределения вероятностей.