Устройство для анализа распределений случайных процессов

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки статистической информации. Цель изобретения - повышение быстродействия, что достигается за счет поиска результата по грубым, а затем по точным отсчетам чистограммы. Устройство содержит два сумматора, два блока памяти, два регистра, два счетчика, две группы элементов И, блок управления, элемент НЕ. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 06 F 15/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4096691/24-24 (22) 28.07.86 (46) 23.10.89. Бюл. У 39 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) К.И.Кучеренко, Ю,Н.Матвеев и Е.Ф.Очин (53) 681,2(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

NP 830399, кл. С 06 F 15/36, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1196998, кл. G 06 F 15/36, 1984.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для регистрации и обработки статистической информации.

Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение устройства.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 — схема блока микропрограммного управления.

Устройство для анализа распределения случайных процессов состоит из первого сумматора 1, первого регистра 2, первого блока 3 памяти, второго сумматора 4, второго регистра 5, второго блока 6 памяти, блока 7 микропрограммного управления, счетчика

8 точных отсчетов, счетчика 9 грубых отсчетов, первой и второй групп элементов И 10 и 11, первого 12 и второго 13 элементов И-НЕ и элемента НЕ

14. Информационные выходы сумматора

1 соединены с информационными входа„„SU„„1517040 A 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА РАСПРЕДЕЛЕНИЙ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки статистической информации. Цель изобретения — повышение быстродействия, что достигается за счет поиска результата по грубым, а затем по точным отсчетам гистограммы. Устройство содержит два сумматора, два блока памяти, два регистра, два счетчика, две группы элементов И, блок управления, элемент

НЕ. 1 з,п ф лы, 2 ил. ми регистра 2, а информационные выходы сумматора 4 — с информационными С входами регистра 5. Выходы регистра

2 соединены с информационными входами блока 3 памяти, а выходы регистра

5 — с информационными входами блока 6 памяти. Выход блока 3 памяти соединен с первым информационным входом сумматора 1, а выходы блока 6 памяти— с первыми информационными входами сумматора 4. Вторые информационные вфла входы сумматора 1 соединены с выходами регистра 5. Вторые информационные входы сумматора 4, информационныа входы счетчика 8 точных отсчетов и, счетчика 9 грубых отсчетов, входы данных блока 7 соединены с информационным входом 15. Выходы счетчика

9 грубых отсчетов соединены с адрес= ными входами блока 6 памяти и со старшими разрядами адресных входов блока 3 памяти. Выходы счетчика 8 точных отсчетов соединены с младшими

1517040!

0 1, .. °, (2 -1)!

О, еслиП;, . „wq 2";

-Я

-q.ã )D.

tie,j и

1, если Р;,„"ц. . г .

$+ le t 14 tl

Яъ (Y а„. ) л -Ц!2

2 q 2 ) 1, если разрядами адресных входов блока 3 памяти. На схеме обозначены: входы

16 и 17 окончания анализа блока 7 микрокоманд, выход 18 микрокоманд блока 7, первый и второй синхронизирующие входы 19 и 20 устройства, вход 21 загрузки команд блока 7,вход

22 установки исходного состояния блока микрокоманд, вход 23 задания режима работы устройства, выход 24 режима функционирования устройства и информационные выходы 25 и 26 устройства, В состав блока 7 входят первый и второй счетчики 27 и 28, первый и второй мультиплексоры 29 и 30, узел

31 задания следующего адреса, регистр м H

Н,, (q) .Я (р;,„,, q 2 1, Ч в блоке 3 памяТи и грубые отсчеты м в Ц/Z й,. (q)- Е: (а,,„,,„, ".6 в блоке 6. При этом предполагается, что (! четко. В выражениях (1) и (2) предполагается, что 0 Э;,> < 1, q u

Блок 7 посредством управляющих сигналов устанавливает в режим приема входных данных счетчик 8 точных отсчетов и счетчик 9 грубых отсчетов.

Причем в счетчик 9 грубых отсчетов записываются q/2 старших разрядов 45 входных данных П;+,„ .,„, поступающих с входа 15 а в счетчик 8 точных отсчетов — младшие q/2 разрядов

D;,,„ . Величина D „ ., определяет адрес ячейки А блока 6 памяти грубых отсчетов:

А,= (В,,„.,„(1,:а„,l) 2 и адрес ячейки А, блока 3 памяти

АЗ= (П;,„.+ьГ 4,: йq3) 2 содержимое которых изменяется на единицу для каждого нового значения

32 команд, узел 33 формирования адреса микрокоманд, узел 34 постоянной памяти, первыи и второй регистры 35 и 36 микрокоманд, первый элемент И-НЕ

37, первая группа 38 элементов И, вторая группа 39 элементов И, элементы И НЕ 40 и 41, вход 42 логического сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Для анализа распределений случайных процессов обрабатываемого фрагмента данных, состоящего из (2M+1)<

>(2N+l)0-разрядных элементов D,, m=M,М; n -N,N, паралелльно формируются точные отсчеты гистограммы гисто граммы

1 q< <О (2 -1)1; (2) 6 й, „2 л г

q — положительные целые числа; 2

-4/2

2 — ко эффицие нты но рмиро в ания:

-r „-Й/1

Gi2

6/2

-г -©2 . d... .2 =q 2 г 1

)+, входных данных. Блок 7 вырабатывает управляющие сигналы записи-чтения для блоков 3 и 6 памяти, сигналы хранения информации/записи входных данных для первого 2 и второго 5 регистров, а также код операции для первого 1 и второго 4 сумматоров. В сумматоре 1 и сумматоре 4 грубых отсчетов при рекурсивной обработке пересекающихся фрагментов входных данных выполняются операция суммирования содержимого выбранных ячеек блоков 3 и 6 памяти с единицей, если входные данные входят в новый фрагмент, и операция вычитания из содер" жимого выбранных ячеек блоков 3 и 6 памяти единиц, если входные данные входят в предыдущий фрагмент.

После завершения формирования грубых отсчетов и точных отсчетов уст5 ройством для анализа распределений случайных процессов может быть выполнена операция гистограммной обработки статистической информации, например поиск медианы или другой позящей эквализации гистограммы.

Рассмотрим операцию поиска медианы., Медианой статистического распределения данных D,,„, mM,М; и -N N D;, для ко1 то рого существует (Ь-1) /2 элементов, меньших или равных ему по величине, и (L-1)/2 элементов, больших или рав- 15 ных ему по величине, где L(2M+1) ° л(2N+1). Поиск медианы н устройстве для анализа распределений случайных процессов осуществляется следующим образом. На первом этапе посредст- 20 вом изменения содержимого счетчика 9 грубых отсчетов по грубым отсчетам

При завершении определения старших ! или младших разрядов D . через муль1 gi типлексор 30 осуществляется маскирование и узле 33 части адреса выбираемой микрокоманды иэ узла 34 памяти рядковой статистики, выполнение сколь- и тем самым переход на новый адрес микропрограммы. При выполнении операции скользящей эквалиэации гистограммы процесс завершения суммирования грубых и точных отсчетов гистограммы контролируется путем тестирования через мультиплексор 29 содержимого счетчиков 27 и 28, в которые предварительно с входов 15 данных загружаются соответственно старшие и младшие разряды центрального элемента фрагмента данных Р;,,„, m -И,М; и

1 п, В Э

-N, N. Таким образом, при выполнении операции скользящей эквалиэации гистограммы определяется значение суммы: гистограммы, записанным в блоке 6 памяти, определяется интервал точных отсчетов гистограммы, в котором находится медиана, т.е. определяются ее старшие разряды. В сумматоре 4 ныполняется операция суммирования с хранением промежуточных реэультатон но внутреннем регистре (аккумуляторе) содержимого ячеек блока 6 памяти, начиная с нулевой ячейки до тех пор, пока значение суммы не превысит или будет равным (L+1)/2. Полученный адрес ячейки блока 6 памяти определяет старшие разряды медианы. На втором этапе посредством счетчика 8 точных отсчетов уточняются младшие разряды медианы по точным отсчетам гистограм мы, записанным в блоке 3 памяти. В сумматоре 1 выполняется операция вы читания из результата суммы, полученной в сумматоре 4 грубых отсчетов, а затем транслированной в сумматор через регистр 5 грубых отсчетов, содержимого ячеек блока 3 памяти, начиная со старшей в определенном интервале точных отсчетов гистограммы, пока получаемый результат не будет меньше (Е+1)/2. Полученный адрес А> ячейки блока 3 памяти соответствует медиане фрагмента входных данных

D, (A +1) 2 . На основе тестиi,3 ъ ронания знаковых выходон сумматора 4

50 и сумматора 1 блок 7 контролирует про- 55 цесс завершения определения старших и аналогично младших разрядов результата обработки статистической информации, например, при поиске медианы. с1«3;1 2

9 .ЕН, (q).

Выполнение операции суммирования и аналогично вычитания элементов гистограммы осуществляется следующим образом..Величина D,,„„,,записанная с

1 б 3, ) + Ь ° входа 15 н счетчик 9 грубых отсчетов и счетчик 8 точных отсчетов, определяет адреса ячеек блока 6 памяти грубых отсчетов и блока 3 памяти, содержимое которых должно быть изменено на единицу. Синхронизирующие сигналы, поступающие на первый )9 и второй 20 входы синхронизации, сдвинуты по фазе относительно друг друга. По положительному фронту синхронизирующего сигнала, поступающего на первый вход

19 синхронизации устройства, осуществляется запись кода микрокоманды иэ узла 34 н первый 35 и второй 36 реЪ истры. В течение действия синхрониэирующего сигнала на первом входе 19 синхронизации устройства в узле 33 на основе сигналов, поступающих с узла 31, осуществляется формирование адреса следующей микрокоманды, выбираемой иэ узла 34 памяти. Управляющие поля микрокоманды, записанной в первом регистре 35 определяют операцию суммирования (или вычитания при вычитании элементов гистограммы) в сумматорах 1 и 4, режим . записи нходной информации в регистрах 2 и 5, режим чтения для блоков

3 и 6 памяти, режим записи данных

D;, -,„ в счетчиках 8 и 9. При по1

1 ) lI.1(.: ):;(!.

>1 1 с

)()Г,Е)" Е. :, Я!

> > с,1

11 j.1! 11.я;с )!! с((> i>f: j{! ):) > с, . 1 ()с { .: с!)с}1,1,i- 11:1)(с, 1

{!. t It! . ill! л,,>1

II

1 1i1 с! J 1 (i i:

r1

t, !., )Е>

1 с, >} с. j !- 1:- " . - Е(1,. ({}! 1 Ttt,T

t. Ïi -{"- .3 a (I}.! j-1! (1 (с)1):1с{ 1 jt с !

> с ) \!

1 I с-(((! !

>, 11 !11 1

)-{Р;:т !1) „-} ! (i;,т.-. )1 1>! .:>{

l с(. ) 1) с-) >I 1 . (>

l - );(1} ",с ){ т,) )(1

1 > ) {r) ((),1.(){!))„" >{) (j) T -- Г 4! "1 1} g 1

° (1! 1;. O с)(1с } т)(1

>! il1 (. )..

1, (1

C, „-,1

i (11(1)с,:с ):с l

11 1

1 . Е {с .1 С -, i

>, t

I { с .1)l

i с ( 1 1 1

"1 t

:.э

) 1!i е i, t!

1 >

,iJ с!

" (;1; с- .1 >

1 т)! Тi,, Н )11 .. () { ., б z() j .

;)ев(.

Bt1), I

> 1

1 1)11

1 . l и 1).

Г.. т ° — -, 1 l, .1

)!Е {1

3;1 р

1! 1 и Г )I,;,, !, .., j () )11517040

10 с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в него введены две группы элементов

И, два элемента И-НЕ и элемент НЕ, счетчик. точных отсчетов и счетчик грубых отсчетов, при этом выход счетчика точных отсчетов подключен к первому адресному входу первого блока памяти, второй адресный вход которого 1р объединен с адресным входом второго блока памяти и соединен с выходом счетчика грубых отсчетов, выход первого блока памяти подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго регистра, второй вход второго сумматора объединен с информационным входом блока микропрограммного управления, с информационными входа- 20 ми счетчиков точного и грубого отсчетов и является входом устройства, выход микрокоманд блока микропрограммного управления подключен к первьм входам элементов И первой и второй 25 групп и к первым входам первого и второго элементов И вЂ” НЕ, выходы которых соединены соответственно с входами записи чисел счетчиков точных и,грубых отсчетов, выходы элементов 30

И первой и второй групп подключены соответственна к входам установки в

"0, сложения и вычитания счетчиков точного и грубого отсчетов, вторые входы элементов И первой и второй групп, вторые входы первого и второго элементов И-НЕ объединены с вторым синхронизирующим входом блока микропрограммного управления и вторым син.хронизирующим входом устройства, зна- 4р ковые выходы первого и второго сумматоров подключены к входам окончания анализа блока микропрограммного управления, вход элемента НЕ соединен с первым входом синхронизации устрой- 45 ства а выход подключен к входам стробирования регистров, выход первого регистра, выходы счетчиков точных и грубых отсчетов являются информационными выходами устройства. 50

2. Устройство по п. 1 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок микропрограммного управления содержит первую и вторую группы элементов И, два мультиплексора, первый, второй и тре- 55 тий элементы И-НЕ, узел задания следующего адреса, регистр команд, узел формирования адреса мнкрокоманды, узел постоянной памяти, первый н второй регистры микрокоманд, первый и второй счетчики, при этом выход узла формирования адреса микрокоманды подключен к адресному входу узла постоянной памяти, информационные выходы которого соединены с информационными входами первого н второго регистров мнкрокоманд, выход первого регистра микрокоманд подключен к первым входам элементов И первой и второй групп, к первым входам второго и третьего элементов И-НЕ, входам управления мультиплексоров, узла формирования следующего адреса, входу переноса узла формирования адреса микрокоманды и является выходом микрокоманд блока и выходом режима функционирования, выход второго регистра микрокоманд объединен с выходом регистра команд и соединен с информационным входом узла формирования адреса микрокоманд, вторые входы элементов И первой и второй групп объединены с вторыми входами второго и третьего элементов И и являются вторым синхронизирующим входом блока, выходы первой и второй групп элементов И и выходы второго и третьего элементов ИНЕ подключены соответственно к входам установки в "0" сложения, вычитания и записи числа соответственно первого и второго счетчиков, информационные входы которых являются информационным входом блока, выходы счетчиков соединены соответственно с первым и вторым информационными входами первого мультиплексора, третий вход которого является первым входом логических условий блока, выход первого мультиплексора подключен к информационному входу узла задания следующего адреса, информационный выход которого соединен с входом управления узла формирования адреса микрокоманды, синхронизирующий вход которого объединен с синхронизирующими входами первого и второго регистров микрокоманд, регистра команд и является первым синхронизирующим входом блока, вход разрешения считывания второго регистра микрокоманд объединен с первым входом первого элемента И-НЕ и соединен с выходом разрешения считывания узла задания следую-щего адреса, второй выход разрешения считывания которого подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом разl 517040

23 121617

Составитель Л. Григорьян-Чтенц

Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Олийнык Корректор Т.Палий

Заказ 6392/52 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

11 Il

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 рейения записи регистра команд, вход которого является входом команд блока, первый и второй входы второго мультиплексора являются соответствен5 но входами окончания анализа блока, третий вход второго мультиплексора является вторым входом логического условия блока, выход второго мультиплексора подключен к входу маскирования узла формирования адреса микрокоманд, вход установки которого соединен с установочным входом блока.