Устройство для формирования порядковых статистик

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОРЯДКОВЫХ СТАТИСТИК, содержащее первый и второй регистры, первый элемент ИЛИ, элементы И, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования выборки заданного объема, в него введены мультиплексоры, счетчик, блок управления, группа регистров, .третий регистр, блок вьщеления наибольшего числа, второй элемент ИЛИ, причем блок управления содержит генератор тактовых импульсов, элементы И, элементы задержки, счетчик, триггер, первые входы первого и второго элементов И блока управления объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов, второй вход первого элемента И блока управления соединен с выходом триггера блока управления, нулевой вход которого объединен с входом первого элемента задержки блока управления и подключен к выходу третьего элемента И блока управления , первый вход к оторого объединен с первым входом четвертого элемента И блока управления и соединен с выходом счетчика блока управления , счетный вход которого объединен с входом второго элемента задержки и подключен к выходу первого элемента И блока управления, второй вход третьего элемента И блока управления соединен с вьпсодом третьего элемента задержки, вход которого объединен с вторым входом четвертого элемента И блока управления и подключен к выходу переполнения первого счетчика, выход четвертого элемента И блока управления соединен со счетным входом первого счетчика и первым входом первого элемента ,ИЛИ, выход первого ko элемента задержки подключен к информационному и управляющему входам первого мультиплексора, единичный вход триггера блока управления объединен с входами сброса первого счетчика и первого регистра, вторым входом первого элемента ИЛИ, первым входом первого элемента И, тактовым ;о 05 входом второго регистра и соединен с выходом второго элемента ШШ, выСХ ) ход второго элемента И блока управ:о ления подключен к счетному входу вто рого счетчика, второй вход второго элемента И блока управления объединен с третьим входом первого элемента И блока управления и соединен с выходом переполнения второго счетчика,выход второго элемента задержки подключен к тактовому входу первого регистра и через четвертый элемент задержки к тактовому входу первого регистра группы, тактовые входы N-1 регистров группы объединены с начальным входом третьего регистра и соединены с выходом первого элемен

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) (21) 3749568/24-24 (22) 05.06.84 (46) 07.12.85. Вюл. н 45 (72) P.P Ñàíàäçå, О.Б.Синьковский, С.В.Соколов, А.В.Назарьев, l0.A.ÑìèðíîB и Ю.Г.Радионовский (53) 681. 333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 970383, кл, G 06 F 15/36, 1980.

Авторское свидетельство СССР и 256375, кл. G 06 F 15/36, 1968. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРИИРОВАНИЯ

ПОРЯДКОВЫХ СТАТИСТИК, содержащее первый и второй регистры, первый элемент ИЛИ, элементы И, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования выборки заданного объема, в него введены мультиплексоры, счетчик, блок управления, группа регистров, .третий регистр, блок выделения наибольшего числа, второй элемент ИЛИ, причем блок управления содержит генератор тактовьм импульсов, элементы И, элементы задержки, счетчик, триггер, первые входы первого и второго элементов И блока управления объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов, второй вход первого элемента И блока управления соединен с выходом триггера блока управления, .нулевой вход которого объединен с входом первого элемента. задержки блока управления и подключен к выходу третьего элемента И блока управления, первый вход которого объединен с первым входом четвертого эле- мента И блока управления и соединен с выходом счетчика блока управления, счетный вход которого объединен с входом второго элемента задержки и подключен к выходу первого элемента И блока управления, второй вход третьего элемента И блока управления соединен с вьмодом третьего элемента задержки, вход которого объединен с вторьм входом четвертого элемента И блока управления и подключен к выходу переполнения первого счетчика, выход четвертого элемента И блока управления соединен со счетным входом первого счетчика и первым входом первого элемента,ИЛИ, выход первого элемента задержки подключен к информационному и управляющему входам первого мультиплексора, единичный вход триггера блока управления объединен с входами сброса первого счетчика и первого регистра, вторым входом первого элемента ИЛИ, первым входом первого элемента И, тактовым входом второго регистра и соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента И блока управления подключен к счетному входу вто рого счетчика, второй вход второго элемента И блока управления объединен с третьим входом первого элемента И блока управления и соединен с вьмодом переполнения второго счетчика,выход второго элемента задержки подключен к тактовому входу первого регистра и через четвертый элемент задержки к тактовому входу первого регистра группы, тактовые входы

N-! регистров группы объединены с на чальным входом третьего регистра и соединены с выходом первого элемеи11 та И блока управления, информационный вход второго мультиплексора является информационным входом устройства, i-й выход второго мультиплексора (1=1, И ) подключен к информационному входу 1-го регистра группы, выход которого соединен с 1-м информационным входом третьего мультиплексо.ра, адресные входы которого подключены к выходам первого счетчика, выход. третьего мулвтинлексора соединен с информационныч входом блока выделения наибольшего числа, выход которого подключен к-информационному входу первого регистра, выход которого соединен с первым входом второго элемента И и с вторым информационным входом блока выделения наибольшего числа, тактовый вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, 96897 адресные входы второго мультиплексора соединены с выходами второго счетчика, вход сброса которого объединен с входами сброса третьего регистра и регистров группы и подключен к выходу первого элемента И, второй вход которого объединен с первым входом третьего элемента И и соединен с выходом второго регистра, второй вход третьего элемента И объединен с входом записи третьего регистра и подключен к выходу второго элемента И, i-й вход элемента ИЛИ объединен с входом сброса l-го регистра группы и соединен с 1 -м выходом первого мультиплексора, адресные входы которого подключены к выходам третьего регистра, выход третьего элемента И является выходом устройства.

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники при исследовании случайных про- 5 цессов.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства путем формирования требуемой порядковой статистики из выборки случайных величин заданного объема.

При исследовании случайных процессов г -й порядковый статистикой Х, я из выборки случайных величин объема М R=(X,,X,...,Õ,„) называется r -й член неу3ывающего ряда и случайных величин, сформированного .из данной выборки: Х1,< X>,„<...Х,„

На фиг. 1 представлена блок-схема 20 устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока управления.

Устройство для формирования порядковых статистик содержит мультиплексор 1, 2„ — 2н группу регистров, муль- д типлексор 3, блок 4 выделения .наибольшего числа, регистр 5 сдвига, элемент И 6, регистр 7, элемент И 8, мультиплексор 9, 9„ „+„ адресные входы мультиплексора 9, управляющий вход-9,„ мультиплексора 9, блок 10 управления, вйходы 10 „-10,у блока управления, входы 10, -100 блока управления, элемент ИЛИ 11, счетчик 12, элемент ИЛИ 13, регистр

14 маски, элемент И 15, счетчик 16, триггер 17, элемент И 18, генератор 19 тактовых импульсов, элемент И 20, элементы 21 и 22 задержки, счетчик 23, элемент И 24, элемент

И 25, элементы 26 и 27 задержки.

Работа устройства в целом организована следующим образом.

На первом этапе происходит запись выборки заданного объема М, поступающей параллельным кодом, в М параллельно-последовательных регистров 21,...,2 через мультиплексор "1Xя"1 в соответствии с тактовыми импульсами блока 10 управления, поступающими на счетчик 16. По окончании записи сигнал переполнения счетчика 16 запрещает поступле ние тактовых импульсов на счетчик

16 и разрешает их постуяление на ,тактовые входы регистров 2,2,..., 2я,5,7. Информация считывается через мультиплексор "NX1"3 на вход блока

4 выделения наибольшего числа. Второе сравниваемое число считывается из регистра 5 (в исходном положе,нии в нем записан код нуля), Наи3 1 большее сравниваемое число вновь записывается в регистр 5 (для устойчивой записи длительность тактового импульса больше времени задержки блока 4). В конце каждого сравнения новый счетный импульс на входе счетчика 12 одновременно приводит в исходное блок 4 выделения наибольшего числа. Так повторяется М раз.

По окончании выбора наибольшего -числа из выборки М величин (оно записано в регистре 5)на выходе переполнения счетчика 12 формируется единичный сигнал, разрешающий прохождение числа из регистра 5 через элемент И 6. Если М< 2, то в К-разрядный счетчик 12 постоянно записаК-1 но дополнение — код числа 2 -М.

Блок 4 приводится в исходное положение.

Число из регистра 5 через элемент И 6 поступает на вход записи регистра 7 и элемент И 8. Если на

° выходе регистра 14 маски "0", то на выход устройства число не проходит, В последовательно-параллельный регистр 7 (К-разрядный) записывается лишь код K младших разрядов числа, т,е. код номера регистра 2, с этим числом. Этот код поступает на входы управления коммутацией 9„,...,9К мультиплексора " 1ХМ"9, обеспечивая прохождение сигнала сброса с выхода

10 блока 10 на вход сброса регистра 2< в котором записано наибольшее на данный момент число. Ланный ре гистр 21 обнуляется. Сигнал сброса приводит в исходное состояние счет чик 12, сдвигает код маски в регистре 14 на "1", приводит в исходное ! состояние блок 10, обеспечивая но вый цикл выбора наибольшего числа и обнуление регистра 2j с ним. Так повторяется (N- y) раз. В (Й - — 1)-м цикле на выходе регистра маски -"1" ("1" в.(М-t)-м разряде, в остальных 40"), то в (М вЂ” г)-м цикле наибольшее число (t -я статистика) считывается на выход устройства через элемент И 8, все регистры 2,...,2М, 7 и счетчик

16 сигналом с элемента И 15 приводятся в исходное. Работа устройства повторяется.

Последовательность М случайных величин, представленных в параллельном M-разрядном коде, поступает на информационный M-разрядный вход мультиплексора "1ХМ"1 и в соответствии с информацией, поступающей с двоич196897 4 ного счетчика 16 на входы управления коммутацией мул;ьтиплексора "1ХМ"1, записывается в соответствующие М параллельно-последовательные циклические сдвиговые (И+К)-разрядные регистры 2,,2,. ° .,2м.

Импульсы счета поступают на счетный вход двоичного счетчика 16 с выхода тактового генератора 19 через элемент И 20, на второй (инверсный) вход которой поступает сигнал с (К+1)-го выхода переполнения этого двоичного K --разрядного (K=(log N3+1) счетчика 16.

При поступлении (М +1)-го счетного импульса с второго выхода 10 блока

10 (выходе элемента И 20) на (К+1)-м выходе переполнения счетчика 16

1 формируется сигнал, поступающий на 0 второй вход 10 2 бл. ка 10, т.е. на инверсный вход элемента И 20 и на третий вход элемента И 18. Тем са мым запрещается дальнейшее прохожде ние счетных импульсов на счетный

25 вход счетчика 16 и разрешается прохождение тактовых импульсов с выхода тактового генератора 19 через элемент И 18 (RS -òðèããåð 17 блока

10 находится в единичном состоянии).

Тактовые импульсы с выхода элемента И 18 поступают на счетный вход

T-го счетчика 23 с фазоимпульсным представлением информации, на на б-й,..., (М+5)-й выходы 10,..., 35

-10, блока 1О и через соответствующие элементы 2 1 и 22 задержки на четвертый и пятый выходы 10, 105 блока 10. С б-ro,...,(8+5)-го выходов 10 1..., 10 N+g блока 10 такто40 вые импульсы поступают на входы управления сдвигом (И+К)- разрядных регистров 2,22> 2М и К -разрядного регистра 7. С регистров 2,..., 2> информация в последовательном

45 (M+K)-разрядном коде (в K младших разрядных каждого i --го регистра 2 . постоянно записан код его порядкового номера), поступает на соответствующий вход 3.. .ЗМ мультиплексора

"И+1"3. Выбор одного иэ регистров

2„,...,2М на мультиплексоре МХ1 3

11 11 определяется кодом первого двоичного счетчика (К -ра э рядного ) 1 2, поступающим н а входы управления коммутацией 31, 3 „, . . ., 3 К „ мул ьтиплексора " N X 1 " 3, На счетный вход 1 2 двоичного счетчика 1 2 (до момента ег о переполнения) поступают импульсы с выхода фа з оимпульсно го счетчика

S 1

23 через элемент И 25 (с третьего выхода 10 блока 10).

Сигнал переполнения на (К+1)-м выходе переполнения счетчика 12 . ° запрещает дальнейшее прохождение импульсов через элемент И 25 на счетный вход 12 первого двоичного счетчика 12 (через третий выход 10з блока 10) подготавливает считывание выбранного наибольшего числа через первый элемент И 6 устройства формирования порядковых статистик и прохождение импульса запрета формирования тактовых импульсов с выхода T-ro счетчика 23 через элемент И 24 на R -вход й5-триггера

17, поступая на третий вход 10 блока 10. Элемент 26 задержки исключает возможность формирования сигнала запрета непосредственно в момент формирования сигнала переполнения счетчика 12, что необходимо для обеспечения последующего считывания числа из регистра 2i.

Время ее задержки равно длительности импульса на выходе счетчика

23. Таким образом, информация с (М+К)-разрядных регистров 2„, 2 через мультиплексор ЪХ1"3 поступает на первый вход 4„ блока 4 выделения наибольшего числа, на второй вход 4 которого поступает (тоже в последовательном виде) число из (N+K)-разрядного регистра 5. Тактовые импульсы на вход 5> управления сдвигом регистра 5 поступают с выхода тактового генератора 19 через элемент И 18 и .элемент 2t задержки. (время задерянси равно времени задержки сигнала в мультиплексоре

"Н Х1 "3) .

Перед началом цикла сравнения в регистре 5 записан нулевой код. Выбранное наибольшее число в блоке 4 последовательным кодом записывается в регистр 5. В конце каждой процедуры сравнения двух чисел импульсом с третьего выхода 10 блока 10, поступающим также на счетн и вход 122 двоичного счетчика 12 и через элемент ИЛИ 13 на тактовый вход 4 блока 4 выделения наибольшего числа, последний приводится в исходное состояние. При наличии сигнала переполнения на выходе переполнения двоичного счетчика 12 число иэ ре- . гистра 5 через элемент И 6 перезалисывается в К-разрядный регистр 7

196897 4 (после чего в блоке 10 формируется импульс запрета на R -входе RS -триггера 17 за счет очередного импульса с выхода счетчика 23). При этом М первых разрядов теряются. Импульсы на вход 7> управления сдвигом Кразрядного регистра 7 поступают с пятого выхода t05- блока 10 (через элемент И 18, элементы 21 и 22 заt0 держки с выхода тактового генератора

19. Для обеспечения синхронности работы и записи на входе 7 в регист1 ре 7 время задержки в схеме 22 задержки равно задержке в элементе И 6.

15 Одновременно число с выхода элемента И 6 поступает íà первый вход элемента И 8 (последовательным (М+К)=T-разрядным кодом). При наличии нулевого сигнала с выхода регист20 ра 14 маски число на выход устройства не проходит. По окончании записи в регистр 7 кода номера регистра 2;, в котором записано наибольшее на данный момент число, данный номер па25 раллельным кодом поступает с выходов регистра 7 на входы управления коммутацией 9„,9,...,9к мультиплексора

"1ХИ"9. Тем самым, определяется номер очередного обнуляемого регистра 2;. щ0 По окончании выбора одного из H выходов мультиплексора "1ХЙ"9 на его информационный вход и вход раз35

55 решения коммутации с первого выхода

10„ блока 10 поступает единичный сигнал. Этот сигнал поступает с выхода счетчика 23 через элемент И 24 и элементы 27 задержки, где время за- держки Г1 выбрано с учетом времени поступления на входы мультиплексора

9 данного сигнала и кода с выходов регистра 7: с + Н + П Г»

"11 "И "11 " "Ъ "15 "Х4 где — время задержки j-го блока устройства.

Сигнал с одного из выходов мультиплексора "tXH"9 поступает на вход сброса соответствующего регистра 21, обнуляя его, а также на один из К входов элемента ИЛИ 11. Сигнал с выхода последнего поступает на первый вход 10®, блока 10 (на 5 -вход RS— триггера 17, определяющего прохождение тактовых импульсов с выхода гене. ратора 19 через элемент И 18), на выходы 12„ и 5> сброса двоичного счетчика 12 и (М+К=Т)-разряДного регистра 5, через элемент ИЛИ 13 на тактовый вход 45 блока 4 выделения

7 наибольшего числа (приводит его в исходное состояние), на вход элемента И 15 и тактовый вход (й- r)-раз-рядного регистра 14 маски. Сигнал, поступающий на первый вход 10р блока 10, поступает на 5-вход триггера 17, переводя его в единичное состояние (подготавливая дальнейшее прохождение тактовых импульсов через элемент И 18).

Сигнал, поступающий на вход управления сдвигом регистра 14 маски, сдвигает код маски .на один разряд. Информация (N- r)-го разряда регистра 14 поступает на второй вход элемента И 8 и первый вход элемента

И 15. Для формирования r-й порядковой статистики из выборки и случайных величин при формировании маски в регистре 14 в его первый разряд записывается "1" (в остальных разрядных нули).

В конце каждого цикла работы устройства j --й "цикл определяется выбором очередного наибольшего числа из выборки (й- j) случайных величин, выбирается и исключается из дальнейшего рассмотрения обнулением соответствующего регистра 2i наибольшее число, то формирование порядковых статистик организуется, начиная с их большего номера, в (И- 1)-м цикле на первый вход элемен\

96897 8 та И 8 поступает г-я порядковая статистика в последовательном коде.

Таким образом, по окончании выделения наибольшего числа в (N-r-1)-м цикле работы на выходе регистра 14 (в его (H-r)-м разряде) сформирована "1", обеспечивающая в следующем цикле работы ((Н- г)-м) прохождение г-й порядковой статистики через

1б элемент И 8 на выход устройства (К младших разрядов, сформированного двоичного числа в последовательном (И+К)-разрядном коде, в дальнейшем не используются). Кроме этого, "1" с выхода регистра 14 ° поступая на первый вход элемента

И 15, при появлении сигнала с выхода элемента ИЛИ 11 обеспечивает формирование на выходе элемента И

15 сигнала сброса, поступающего на входы сброса регистров 2; и входы сброса 73, 16 регистра 7 и счетчика 16. Последний обнуляется, сигнал с выхода переполнения исчезает, 25 тем самым, разрешается вновь формирование счетных импульсов с первого выхода 1О„ блока 10 на счетный вход

16 счетчика 16 и запрещается прохождение тактовых импульсов через элемент И 18.

Начинается выбор -й статистики из новой выборки случайных величин, работа устройства повторяется.

sucks

1196897

Составитель И.Мухин

Редактор Н.Бобкова Техред Л.Мартяшова Корректор Г.Решетник

Заказ 7566/49 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,,4/5

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