Статистический анализатор

 

СТАТИСТР1ЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР, содержащий блок вычисления среднеквадратического отклонения значений выборки, выход которого соединен с первым входом блока индикации, второй вход которого соединен с выходом блока вьиисления среднеарифметического значения выборки, первый вход которого соединен с первым выходом счетчика объема выборки, второй выход которого соединен с первым информационным входом блока окончания цикла, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока вычисления минимального и максимального . элементов выборки, отличающ и и с я тем, .что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения параметров Б -распределения Джонсона, он содержит блок памяти, блок нелинейного преобразования , блок умножения, блок вычитания , блок вычисления обра;тной величины и блок управления состоящий из счетного триггера, формирователя импульсов, элемента ИЛИ и элеscrw::--::n 7 . г - - .|Kfe, мента запуска, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и входом установки в ноль счетного триггера, вход установки в единицу . которого подключен к второму выходу счетчика объема выборки, а выход через формирователь импульсов соединен с вторым входом элемента ИЛИ блока управления, выход которого подключен к управляющему входу блока памяти и входу обнуления счетчика объема выборки, счетный вход которого объединен с первым входом блока нелинейного преобразования, входом блока вычисления минимального и максимального элементов выборки и подключен к выходу блока памяти, инфор (Л мационный вход которого является входом анализатора, а первыйвыход блока окончания цикла подключен к первому входу блока вычитания, а второй вькод соединен с вторым входом блока нелинейного преобразования, с третьим входом блока индикации и О) вторьм входом блока вычитания, выход и которого подключен к третьему входу блока нелинейного преобразования.и со четвертому входу блока индикации, СП пятый вход которого объединен с первьм входом блока умножения и подключен к выходу блока вычисления обратной величины, вход которого соединен с выходом блока вьгчисления среднеквадратического отклонения значений выборки, вход которого объединен с вторым входом блока вычисления среднеарифметического значения выборки и подключен к выходу блока нелинейного преобразования, второй.. вход .блока умножения соединен с

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) G 06 Г 15/36

ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

: ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3714572/24-24 (22) 04.01.84 (46) 30.06.85. Бюп. й- 24 (72) В.И.Мирошниченко, В.Н.Николаенко и В.П.Пустовит (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 451086, G 06 F 15/36, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 551651, кл. G ОЬ F 15/36, 1977.

Авторское свидетельство СССР

В 90386 1, кл. С 06 F 7/04, 1980. (54)(57) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР, содержащий блок вычисления среднеквадратического отклонения значений выборки, выход которого соединен с.. первым входом блока индикации, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления среднеарифметического значения выборки, первый вход которого соединен с первым выходом счетчика объема выборки, второй выход которого соединен с первым информационным входом блока окончания цикла, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока вычисления минимального и максимального . элементов выборки, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения параметров S --распределения Джонсона, он содержит блок памяти, блок нелинейного преобразования, блок умножения, блок вычитания, блок вычисления обратной. величины и блок управлениями состоящий из счетного триггера, формирова теля импульсов, элемента ИЛИ и эле„„SU 11 47 А мента запуска, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и входом установки в ноль счетного триггера, вход установки в единицу которого подключен к второму выходу счетчика объема выборки, а выход через формирователь импульсов соединен с вторым входом элемента ИЛИ блока управления, выход которого подключен к управляющему входу блока памяти и входу обнуления счетчика объема выборки, счетный вход которого объединен с первым входом блока нелинейного преобразования, входом блока вычисления минимального и мак- симального элементов выборки и подключен к выходу блока памяти, информационный вход которого является входом анализатора, а первый выход блока окончания цикла подключен к первому входу блока вычитания, а второй выход соединен с вторым входом блока нелинейного преобразования, с третьим входом блока индикации и вторым входом блока вычитания, выход которого подключен к третьему входу блока нелинейного преобразования и четвертому входу блока индикации, пятый вход которого объединен с первым входом блока умножения и подключен к выходу блока вычисления обратной величины, вход которого соединен с выходом блока вычисления среднеквадратического отклонения значений выборки, вход которого объединен с вторым входом блока вычисления среднеарифметического значения выборки и подключен к выходу блока нелинейного преобразования, второй вход блока умножения соединен с

1164735

10 выходом блока вычисления среднеариф метического значения выборки, а- вы — .

Изобретение относится к информа.ционно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для обработки статистической. информации о расйределениях случай5 ных величин.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей известного устройства путем определения параметров S -распределения

Ь

Джонсона.

Н< Фиг ° 1 представлена структурная электрическая схема статистического анализатора; на фиг. 2 — графики напряжений на его элементах.

Статистический анализатор содер-. жит блок 1 памяти, блок 2 вычисления минимального и максимального элементов выборки, счетчик 3 объема выборки, блок 4 управления, блок 5 окончания цикла, блок 6 вычисления среднеквадратического отклонения значений выборки, блок 7 вычитания, блок 8 вычисления обратной величины, блок 9 нелинейного преобразования, 25 блок 10 умножения, блок 11 вычисления среднеарифметического значений выборки, блок 12 индикации. Блок 4 управления предназначен для управления выводом исследуемой выборки из блока 1 памяти и обнуления счетчика

3 объема выборки и содержит элемент

ИЛИ 13, формирователь 14 импульсов, элемент 15 запуска и счетный триггер 16. 35

Блок 1 памяти, блок 2 вычисления минимального и максимального элементов выборки, блок 5 окончания цикла и блок 7 вычитания соединены последовательно, последовательно соедине- 40 ны также блок 9 нелинейного преобразования, .первый вход которого подключен к выходу блока 1 памяти, второй вход — к второму .выходу блока 5 окончания цикла, а третий — .к выхо- 45 ду блока 7 вычитания, блок б вычисления среднеквадратического отклонеход соединен с шестым входом блока индикации.

2 ния значений выборки, блок 8 вычисления обратной величины и блок 10 умножения, выход которого подключен к шестому входу блока 12 индикации, остальные входы которсго соединены соответственно: первый — с выходом блока 6 вычисления среднеквадратического отклонения значений выборки, второй — с выходом блска вычисления среднеарифметического значений выборки, третий — с вторым выходом блока

5 окончания цикла, четвертый — с выходом блока 7 вычитания, пятый — с выходом блока 8 вычисления обратной величины, второй вход блока 11 вычисления среднеарифм тического значений выборки подключе.н к выходу блока 9 нелинейнного преобразования, а выход — к второму входу блока 10 умножения, выход блока. 1 памяти подключен к счетному входу счетчика

3 объема выборки, выхсды которого соединены соответственно: первый . — с пе вым входом блока 11 вычисления среднеарифметического значений выборки, а второй — с первым информационным входом блока 5 окончания цикла и с входом установки в единицу счетного триггера 16, являющимся входом блока 4 управления, выход элемента 15 запуска подключен к первому входу элемента ИЛИ 13 и к входу установки в ноль счетного триггера 16, выход которого через формирователь 14 импульсов соединен с вторым входом элемента ИЛИ 13, выход которого является выходом блока 4 управления и подключен к управляющему входу блока 1 памяти и к входу об,— нуления счетчика 3 объема выборки, Блок 1 памяти :представляет собой запоминающее устройство, позволяющее хранить и выцавать поэлементно выборку исследуемой случайной величины (объем выборки—

1 00-200 элементов), и выполнен в виде оперативного запоминающего а два других параметра могут быть определены через параметры нормального закона, который описывает распределение некоторой случайной вели5 чины (у), полученной в результате нелинейного преобразования наблюдаемой случайной величины х с

1 L а+ -,.) (2) где у — случайная величина, распределенная по нормальному закону с параметрами m> и 6< . При этом оетав15 шиеся два параметра S -распределения

В

Джонсона определяются из выражений:

1/о

Д = -тп„/g (3) (4) Устройство работает следующим образом.

Выборка исследуемой случайной величины в цифровом виде (например, с аналого-цифрового преобразователя) поступает на информационный вход блока 1 памяти, где она запоминается. Дальнейшая обработка выборки осуществляется с помощью блока 4 управ1 чения в двух циклах.

В первом цикле при наличии на выходе элемента запуска 15 блока 4 управления импульса запуска U (фиг. 2) триггер 16 переходит в сося 1l тояние О, а на выходе элемента ИЛИ будет присутствовать управляющий сигнал Uzb,>(фиг. 2) для начала считывания элементов исследуемой выборки, которые из блока 1 памяти начинают поступать на вход блока 2 вычисления минимального и максимального элементов выборки и на первый вход блока 9 нелинейного преобразования. Блок 2 для каждого поступающего на его вход элемента выборки осущестщтяет сравнение значения этого элемента с полученными ранее значениями максимального и минимального элементов и записанными в соответствующих регистрах, а также. корректировку указанных значений при выполнении следующих условий: анализируемый элемент выборки меньше минимального или больше максимального. В результате выполнения указанных операций по окончании объема выборки в регистрах блока 2 будут записаны максимальный и минимальный элементы анализируемой вы55

% =.х„„-Х „„

3 1 1.64735 устройства с устройствами ввода и вывода. Блок 3 — счетчик объема выборки представляет собой последовательно соединенные многовходовый элемент ИЛИ,. входы которого являют,ся счетным входом блока 3, счетчик импульсов, выход которого является первым выходом блока 3, а вход установки нуля — входом обнуления блока

3, и элемент сравнения, выход кото- ip рого является вторым выходом блока 3.

Элемент сравнения выполняет операцию сравнения текущего объема выборки, фиксируембго счетчиком импульсов, с заданным и при их совпадении на его выходе появляется сигнал. Блок

2 вычисления минимального и максимального элементов выборки аналогичен устройству,,используемому в известном анализаторе и выполняет опе- 2р рации сравнения поступающих на его вход случайных величин с их максимальным и минимальным значениями, записываемыми в соответствующих ре.: гистрах Блок 5 окончания цикла 25 представляет собой логическое устройство и выполнен в виде двух групп элементов И, первые входы которых соединены с соответствующими разрядными выходами блока 2 вычисления минимального и максимального значений элементов выборки, объединенные вторые входы подключены к второму выходу блока 3, а выходы являются соответственно первым и вторым разрядными выходами блока 5. Блок 9

35 нелинейного преобразования представляет собой арифметическое устройство.

Блок ii вычисления среднеарифметического значений выборки представ40 ляет собой последовательно соединенные накапливающий сумматор и делитель (на объем выборки) . Блок 12 индикации состоит из шести цифровых индикаторов (например вакуумноt 45 люминесцентных) и шести дешифраторов, преобразующих двоично кодированные числа в десятичные.

В основе работы анализатора лежит тот факт., что из четырех параметров

5Р определяющих S >-распределение Джонсона (Г,A,II, f), два находятся непо"средственно из максимального (х )

max и минимального (х ; ) значений на%) p блюдаембй случайной величины (х): м

1164 735 борки. Блок 9 нелинейного преобразования в первом цикле осуществляет прямую передачу выборки с выхода блока 1 памяти на входы блока 6 вычисления среднеквадратического отклонения значений выборки и блока 11 вычисления среднеарифметического значений выборки. В результате работы блоков 6 и 11 на их выходах в первом цикле могут быть получены величины среднеквадратического отклонения и среднеарифметического зна чений анализируемой выборки, которые регистрируются в блоке 12 индикации.

По окончании первого цикла (объема выборки), фиксируемого счетчиком 3, на его втором выходе образуется сигнал Uz< (фиг. 2)., который поступает на вход установки в единицу счетного триггера 16 блока 4 управления и на информационный вход блока 5.

При этом минимальный и максимальный элементы выборки из блока 2 через блок 5 окончания цикла подаются на блок 7 вычитания, где выполняется операция вычитания: (х „„„„- х „„„) .

Результат вычитания, полученный в блоке 7, и минимальное значение элементов выборки, передаваемое с первого выхода блока 5, поступают соответственно на четвертый и третий входы блока 12 индикации, а также на третий и второй входы блока 9 .нелинейного преобразования, где они запоминаются и используются во втором цикле обработки выборки для осуществления нелинейного преобразования вида (2) .

Во втором цикле указанный выше сигнал U „ (фиг. 2) переводит счетный триггер 16 в состояние " 1", и передним фронтом импульса на выходе триггера U (фиг. 2) запускается формирователь импульсов 14,. где формируется импульс, который поступает на второй вход элемента ИЛИ 13, на выходе которого возникает управляющий сигнал U>b (фиг. 2) для повторного считывания элементов выборки из блока t памяти. По управляющему сигналу от блока 4 управления счетчик

3 обнуляется, а элементы выборки из блока 1 памяти поступают на первый вход блока 9 нелинейного преобразования, с выхода которого преобразованные

15 элементы выборки подаются на входы блоков 6 и 11, осуществляющих оценку среднеквадратического отклонения и математического ожидания для преобра. зованной в блоке 9 выборки. По окончании объема выборки во втором цикле

20 . обработки счетный триггер 16 при подаче на его вход установки в единицу сигнала U „ (фиг. 2) не изменит своего состояния -и дальнейшее считывание

25 выборки производиться не будет.

В блоке 8 вычисляется величина, обратная (3) среднеквадратическому отклонению, которая затем поступает на пятый вход блока 12 индикации и на первый вход блока 10 умножения, на второй вход которого подается ве-. личина, вычисленная в блоке 11. Блок

10 осуществляет перемножение поступающих на его входы величин и изме. нение знака полученного произведения

3S (4). Полученный в блоке 10 результат подается на шестой вход блока 12 индикации. Таким образом,. в результате статистического анализатора на индикаторах, соответствующих третьему, 40 четвертому, пятому и шестому входам блока 12, регистрируются все четыре параметра S -распределения Джонсона.

1164735

Составитель З.Сечина

Редактор Л.Авраменко Техред И.Пароцай

Корректор E. Сирохман

Заказ 4189/47 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4