Устройство для вычисления средних значений Советский патент 1975 года по МПК G06F17/18 

I

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в статистических анализаторах и специализированных измерительных устройствах.

Известное устройство для определения средних значений, реализующее один из алгоритмов стохастической аппроксимации, содержит аналого-цифровой преобразователь генератор импульсов, счетчики, схему срав нения кодов, элементы И и ИЛИ.

Цель изобретения - упростить устройство и повысить помехоустойчивость вычисле

Для этого в устройство введены третий счетчик и цифровой нуль-орган, входы которого соединены с выходами второго и третьего счетчиков, выход цифрового нульоргана подключен к входу реверсивного счетчика и к шине сброса второго счетчика, выходы триггера подключены к элементу ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход соединен с выходом первого счетчика, а выход элемента И подключен к третьему счетчику.

В основу работы предлагаемого устройства положен модернизированный Фаби- аном алгоритм стохастической аппроксимации Роббинса;; Монро, согласно которому оценка среднего искомой величины определяется по следующему рекуррентному соотнощению

(VVf).

где W - величина первого шага.

Переходя от рекуррентного соотношении к непрерывной сумме членов ряда, алгоритм (-) можно представить в виде

П

m

„ .9ft(X:-x,.,) (2)

Лл

Известно, что сумма (2) сходится с вероятностью единица к математическому ожиданию. Для ускорения сходимости накладывают условие Кестена, которое заклю 1ается в том, что если разность .) не изменила знака, то следующий ( i. « 1 )-Ы шаг делается с тем же весом jl , Изобретение заключается в структурной реализации алгоритма стохастической аппроксимации (2) с учетом условия Кестена На чертеже дана структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, схему 2 сравнения кодов, реверсивный счетчик 3, триггер 4, генератор импульсов 5, счетчики 6,7 и 8 цифровой нуль-орган 9, элемент задержки 10, элемент И 11 и элемент ИЛИ 12. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии все счетчики обнулены за исключением счетчика 7, в кото рый записана 1. Триггер 4 находится в таком состоянии, при котором реверсивный счетчик 3 работает в режиме сложения. С началом работы на выходах аналого-циф рового преобразователя 1 хранится код, соответствующий первому значению X.. исследуемого случайного процесса, а генеpiaTop импульсов 5 начинает вырабатывать последовательность импульсов, которые поступают на счетчики 6 и 8. Вследствие того, что в счетчике 7 в исходном состоянии записана единица, то с приходом первого импульса в счетчик 8 срабатывает цифровой нуль-орган 9, так как коды счет чиков 7 и 8 становятся равными. Цифрово нуль-орган вырабатывает сигнал, поступающий на щину сброса счетчика 8 в нулевое состояние и на счетный вход счетчика 3. Таким образом, в течение первого шага цифровой нуль-орган выдает сигналы на каждый импульс генератора импульсов до тех пор, пока не заполнится полностью счетчик 6, емкость которого равна/W . При этом в реверсивном счетчике за врем первого шага запищется то же число 1 . Импульсом переполнения счетчика 6 включается схема сравнения кодов 2, ра- ботаюшая таким образом, что при включении она выдает импульс по одному из ВЬЕходов, соответствующему знаку разности содержимого реверсивного счетчика 3 и преобразователя 1.Если тэ сигнал со схемы 2 не изменит состояние триггера 4 и в счетчике 7 останется число 1, т.е. второй шаг будет просачиваться с тем же весом т (условие Кестена). Если X.J n то триггер 4 опрокидывается, счетчик 3 ставится в режим вычитания. При этом перепадом напряжения , снимаемым с триггера 4, через схемы ИЛИ 12 и И 11 в счетчике 7 записывается число 2. Тем же импульсом переполнения счетчика 6, задержанным элементом ;задержки 10 на время, необходимое для сравнения кодов и переключения триггера 4 и счетчика 7, | дается команда преобразователя 1 на следующее измерения, в результате чего на его выходах появляется код значения Xi- , Предположим, что в результате просчета первого щага Х1 ГЛ. , т.е. триггер 4 изменил свое состояние и в счетчике 7 записалось число 2. В течение второго щага цифровой нуль-орган выдает сигнал на каждый второй импульс Генератора импульсов. В итоге на счетчик 3 поступит /2 импульсов. После переполнения счет чика 6 осуществляется сравнение значения Х2 с содержимым реверсивного счетчика и в зависимости от знака ра фности в счетчике 7 либо остается число 2, либо записывается число З. В последнем случае при третьем щаге на счетчик 3 поступит импульсов. Дальнейшая работа схемы происходит аналогично. После того как генератор импульсов выдаст fl tn импульсов, он прекращает свою работу. В результате в реверсивном счетчике 3 накапливается сумма, характеризующая среднее значение исследуемого процесса. Предмет изобретения Устройство для вычисления средних значений, содержащее соединенный с входом устройства аналого-цифровой преобразователь и реверсивный счетчик, выходы которых подключены к соответствующим входам схемы сравнения кодов, выходами соединенной через триггер с управляющи- ми входами реверсивного счетчика, генератор импульсов, подключенный к первому и второму счетчикам, причем выход первого счетчика подключен к управляющему входу схемы сравнения кодов и через элемент задержки - к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, элемент ИЛИ и элемент И, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повыщения помехоустойчивости, в него введены третий счетчик и цифровой нуль-орган, входы которого соединены с выходами второго и третьего счетчиков, выход цифрового нуль-органа подключен к выходу реверсивного счетчика и к щине сброса второго счетчика, выходЬ триггера подключены к выходам элемента ИЛИ, выход которого срединен с первым Bxofxyi элемента И, второй вход,,.

которого соединен с выходом первого счетчика, а выход элемента И подключен ко входу третьего счетчика.

ГУТ

I

JW

п

ш

12