Статистический анализатор Советский патент 1975 года по МПК G06F17/18 

1

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовапо в любой области, где требуется производить статистическую обработку данных, в частиости Б электронике при контроле процессов изготовления деталей и узлов радиоаппаратуры и качества продукции.

Наиболее ыоидным средством обработки цифровых данных являются универсальные цифровые вычислительные машины. С их помощью можно производить и статистическую обработку. Однако на современном уровне развития универсальные ЭВМ не внолие отвечают требованиям простоты в обращении, доступности в нужный момент и дешевизны. Поэтому в последние годы получили распространение статистические анализаторы, специализирующиеся на статистической обработке данных.

Известны статистические анализаторы, содержащие первую схему «И, один вход которой соединен со входом анализатора, в второй-с устройством управления, и вторую схему «И, один вход которой соединен с запоминающим устройством, а второй - с устройством унравления, выходы обеих схем «И соединены со входом схемы «ИЛИ, выход которой соединен со входом входного регистра, второй вход которого соединен с устройством управления, а выход - с первым входом запоминающего устройства и первым входом компаратора кодов, первый выход запоминающего устройства соединен со вторым в.чодол: компаратора кодов и с первым входом третьей схемы «И, второй вход которой соединен с устройством управления, а выход соединен со входом блока регистрации; выход комнаратора кодов подключен к устройству управления, а второй вход занол1инающего устройства

соединен с нервым выходом счетчика адреса, второй выход которого соединен с первым входо.м первого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом счетчила числа поступивших данных, а выход соединен с устройством унравления; вход счетчика числа ноступивших данных соединен с выходом устройства управления, один из входов которого соединен с выходом блока выбора режимов работ, а один из выходов - с запоминающим устройством.

Параметры распределения, рассчитывае.мые этими приборами, дают представление о поведении исследуемой случайной величины в том случае, если заранее известен закон ее

распределения. Однако-предугадать этот закон особенно в условиях производства, не всегда возможно. Более того, выяснение типа распределения может составить основную задачу статобработки. Эту задачу решают также с

помощью построителей гистограмм. Работа

построителя заключается в подсчете чпела данных, попавших в различные интервалы зпачепип. Однако грапипы этпх П1тервалов устапавлпваютея оператором априорп, при VTOM ошибка в предварительпоГ опенке возможного размаха варьирования иселедуемоп случайно величины приводит к искажению истинной картины раснределения. Таким образом, суп1,еству1ош,ие статанализаторы предполагают заранее известным либо закон раснределения исследуемой случайной величины, ,тпбо ее дннамический диапазоп. Такие приборы ие могут считаться совершеппымп.

Целью паетоянцего нзобретепня является получение достоверпых статистических характеристик исследуемой случайной величины незавпенмо от типа раепределеипя и размаха ее варьирования, что позволяет yвeличиттJ надежност1 н быстродействпе работы апа.шзатора.

Указаппая цепь достигается путем еоздаппя системы, автоматически определяюп1ей | ва1Г1Н.ти задаипого уровня вероятности исследуемого эмиирического расиределения. Система оперирует с кодами чисел.

Пос1авлеиная цель достигается тсм, что анализатор дополнительно содержит счетчик ко1ггроля, второе устройство сравиепия и счетчик-делитель, причем первый вход второго устройства сравнения соедииеп с выходом счетчика коптроля, а второй вход - - с выходом счетчика числа поступивших даппых; выход устройства сравнения соединен с ycTpoiiством управления, выход устро1 |ства уиравле1П1Я соединен со входом счетчика конгроля н первым входом счетчика-делителя, второй пход которого соединен е выходом б/юка выборов режимов, а выход через схему «ИЛИ соединен со входом счетчика адреса.

Прннцнн деГютвия нрибора состоит в построенпп па основе данных о случайной велпчипе вариапиоииого ряда (когда каждьи следуюи.ий член равеи или больше иредыдуидего), в котором загем выделяются члепы, являюптиеея кваптилями требуемого уровия вероятпоети. Эта операння производитея согласно еоотпо1пеппю

(,, Р (т-- 1) + 1,(Т)

где т - число членов ряда; Р -- уровень вероятпости кваптиля; ij, - помер иеко.мого члена ряда, являющегося квантилем уровня вероятности Р.

Как иравило, исследователя nirrepecyeT ие один, а серия квантилей с кратиыми уровнямн вероятности, а также значения краГнпгх членов вариационного ряда (размах варьирования случайной величины). К наиболее распроетрапеппым сериям такого вида отпосятся, панример, так называелгые децнли и квартили, то есть десяти- и двадиатипятиироце1гг11ые квашили с кратиостью уровней веро5 тности соответственно 0,1 и 0,25. Это обстоятельство учтено в ехеме предлагаемого нрибора, которып выдает на основании им же построенного вариациоиного ряда желаемую серию квантилей вместе с кра11нимн членами. От оператора п)п ЭТОЛ1 требуетея задать шаг (кратност))

квантилей по шкале вероятпости.

Блок-схема предлагаемого устройства иредставле 1а па чертеже.

В ириеме даииых и иостроепии их в варианиоипый ряд участвуют входной регистр 1 с

/югическими многовходовыми схемами «I-1 2 и ,5 и «ИЛИ 4; заиоминаюидее устройство 5 со счетчиком адреса 6, занесение в который производится через схему «ИЛИ 7, счетчик 8 чиел;1 иостуниви их данных, устройство срав1;ення 9, компаратор кодов 10, устройсттзо управления 11 н блок 12 выбора режи.мов рабо ы. В режил:е определения квантилей ио.мимо неречиелеп1ПзГ блоков работают ечетчик-де,чггель ), ечетч1п коитроля 14, устройство

сравнения 15 н блок 16 1ндикации и регистрапни с .тогнческой мпоговходовой cxeMoii «И 17.

Особешюетыо работы нрибора являетея то, что варнаииоиный ряд в ие.м иерестраивается

но ностунлении каждого очередного числа. С этой пелью вповь поступившее па входно регистр 1 число последовательно сравнивается е немощью компаратора кодов 10 с содержимы.м занолнепиых к этому моменту ячеек зано.минающего устройства 5, начиная с первой, в которой sanncaiio иаименьщее из иостунивН1ИХ до этого чисел, и заии.мает место того числа, которое оказалось меньше него. В свою очередь, чнело, вытесненное из запомипающего устройетва, перепиеывается на входной регистр 1 через схемы 3 и 4, сравнивается с содержимым стедующей памяти и, ескчтвенно, занимает его .место; вновь вытеснеппое чнс.то также иостунает в регистр I,

иновь сравннвается со следующими, и так иродо.1жае1ея до iex пор, иока не окажется иеребранным весь ностроенный до этого варнационный ряд. Сигнал об окончании перестроения вырабатывается схемой 9, ненрсрыв:1о еравнивающей помер текущей ячейки (члена ряда), содержащийся в счетчике 6, с об1П1г 1 количеством ирииятых чисел, которое фикеируется счетчиком 8. По этому сигналу содержимое входного региетра 1 заносится

в ячейку иа.мятп, адрес KOTopoii обозпачеп в счетчпке адрееа 6, после чего схема управления 11 приводится в состояиие, исходное для приема очередпого числа и нового нерестроепия вариационного ряда. Каждый следующий

цикл начинаетея с ноявлепия на одном из входов схемы уиравления 11 сигнала готовности данных, по которому новое число переписывается через ехемы 2 и 4 во входиой региетр 1, в счетчике адрееа 6 устаиавливаетея

адрее иерво иа.мяти, и в счетчик 8 числа иостунивших данных заносится очередная единица. Иосле этого, ио уже оиисапной схеме, производится перебор иаконленных данных и иерестроение ряда. При иостуилеИНН самого первого числа, по.мимо перечисленных операций, производится предварительная очистка запоминающего устройства 5 и счетчика 8 числа поступивших данных. Затем первая же единица, занесенная в счетчнк 8 по сигналу готовности данных, приводит к выработке сигнала устройством сравнепня 9, в результате чего число из регистра 1 сразу переписывается в первую ячейку запоминающего устройства 5.

Операция приема чисел и построения вариационного ряда может быть прекращена в любой момент, когда исследователь посчитает выборку представительной. При этом в заноминаюнл,ем устройстве 5 сохранится сформированный вариациоиный ряд, а в счетчике 8- число членов этого ряда т.

Переход к режиму определения квантилей осуществляется через органы управления, сосредоточенные в блоке 12 выбора режимов работы. Здесь же расположено клавишное ноле, служагдее для задания шага Р квантилей но шкале вероятности. Информация о величине Р (Р никогда не превосходит единицу) нередается в систему счетчика-делителя 13 и устанавливает в нем коэффициент иересчета, равный 1/Р. Дальнейшая нодгЬтовка к выполнению онераций данного режима состоит в очистке но сигналам устройства унравления 11 всех счетчиков, за исключением 8, и занесении в счетчики 6 и 14 единиц. Формирование выходной информации начинается с выдачи в блок 16 индикации и регистрации через миоговходовую схему «И 17 значения младшего члена вариациоиного ряда, адрес которого записан в счетчике 6, после чего на входы счет%иков 13 и 14 подается серия имнульсов. Выработка импульсов коптролируется с помощью устройства 15, ненрерывно сравнивающей содержимое счетчика 14 с числол вариационного ряда, записапным в счетчике 8, и прекращается в момент ее срабатывания.

Это происходит иа (т-1)-м импульсе серии. Поскольку то же число импульсов присутствует на входе счетчика 13, с его выхода через схему 7 в счетчик адреса 6 пройдет Р (т - 1) импульс, и общее содержимое этого счетчика составит Р (т - 1) -f 1. Согласно формуле (1) это число является адресом ячейки памяти, содержащей квантиль уровня Р. Выдача в блок 16 содержимого этой ячейки производится по сигналу того же устройства 15. Для определения адреса следующего квантиля, отвечающего уровню вероятности 2Р, во вновь очищенный счетчик 14 опять заносится единица, и под контролем устройства 15 повторяется нодача серии импульсов на счетчики 13 и 14. Очевидно, как и в предыдущем случае, число импульсов серии составит (т - 1), в результате чего в счетчике адреса 6 зафиксируется число

2Р (т-1) + 1, то есть адрес квантиля, соответствующего уровню вероятности 2Р. Его значение по сигналу схемы 15 выдается в блок 16 индикации и регистрации. В следующих циклах отыскиваются адреса квантилей, отвечающих уровням вероятностн ЗР, 4/ и т. д. Выполнение режима определения квантилей заканчивается по сигналу устройства сравнения 9 в момент, когда в счетчике 6 запищется адрес самого старщего члепа варианионного ряда. Выдача его значен 1я завернюет работу статанализатора.

Предмет и з о б р е т е н и я

Статистический анализатор, содержащий первую схему «14, один вход которой соедннен со входом аналнзатора, а второй - с устройством унравления, и вторую схему «И.

один вход KOTOpoii соединен с запоминаюнднм устройством, а BTOpoii,- с устройством управлення, выходы обеих схем «И соедннены со входом схемы «НЛП, выход которой соедннен со входом входного регистра, BTopoii

вход которого соединен с устройством управления, а выход с первым входом запоминающего устройства и нервым входом компаратора кодов, первый вход запоминающего устройства соединен со вторым входом компаратора кодов и с первым входом третьей схемы «И, второй вход которой соединен с уст,ройство.м управления, а выход соединен со входом блока регистрации, выход компаратора кодов цодкл очен к устройству управления,

а второй вход запоминающего устройства соединен с нервым выходом счетчика адреса, второй выход которого соединен с нервым вхолом нервого уетройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом счетчика

числа поступивших данных, а выход соединен с устройством управления, вход счетчика числа иоетуннвших данных соедннен с выходом устройства управлення, один из входов которого соединен с выходол блока . выбора режимов работы, а один из выходов - с запоминающим устройством, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействня н увеличения надежности работы анализатора, он дополнительно содержит счетчик контроля, второе устройство сравнения и счетчикделитель, причем первый вход второго устройства сравнения соединен е выходом счетчика контроля, а второй вход - с вы.ходом счетчнка числа поступивщих данных, выход устройства сравнения соединен с устройством управления, выход устройства управления соединен со входом счетчика контроля н первым входом счетчнка-делителя, второй вход которого соединен с выходом блока выборов режимов, а выход через схему «ИЛИ соедннен ео входом счетчика адреса.

16

1

Сигнал

готовности Мнньп

/J

/4