Устройство для определения дисперсии

 

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИД61ИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 2002.78 (23) 2580930/18-24 (51) М. КЛ.

G 06 F 15/36 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет—

Государственный комитет

ССС Р во делам изобретений н открытий

Опубликовано 300831. Бюллетень 89 32

Дата опубликования описания 300881 (53) УДК 681.3 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Р.С.Алумян и О.A.Øàrèsÿs (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Д4СП РСИИ

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при анализе случайных величин.

Известно устройство, предназна- . ченное для вычисления дисперсий случайных величин, построенное на базе квадраторов, счетчиков-делителей и . счетных регистров, содержащее блок входной информации, соединенный с входом счетчика выборки, счетчик среднего арифметического, счетчик среднего квадратов, а также квадраторы, при этом выход блока входной информации через первый квадратор подключен к первому, входу счетчика среднего квадратов и счетчик среднего арифметического и второй квадратор — ко второму входу счетчика среднего квадратов, а выход счетчика выборки подключен к соответствующему входу второго квадратора (1).

Наиболее близким к преплагаемому является устройство пля опренеления дисперсии, содержащее блок управления,выход которого подключен к ервому входу арифметического блока (2).

Известные устройства реализуют вЫчисление дисперсии только по достижении некоторого наперед заданного объема выборки, в остальных же дисперсия рассчитывается в два этапа: предварительно по выборке некоторого объема определяется математическое ожидание случайной величины и лишь по новой выборке рассчитывается дисперсия. цель изобретения — расширение

® функциональных воэможностей устройства для определения дисперсии (эа счет анализа нестационарных случайных процессов .

Поставленная цель достигается тем, 15 что в устройство для определения дисперсии введены счетчик замеров, три регистра, два буферных регистра, пять блоков элементов И, два блока элементОв ИЛИу nps этОИ выхОд блОка

20 управления подключен к первому входу первого блока элементов И, второй вход которого является первым входом устройстна,выход первого блока элементов И через первый регистр

25 соединен с первыми . входами перaoro и второго блоков элементов

ИЛИ, выходы. которых поключены соответственно ко второму и третьему входам арнфметического бло30 ка, первый выход которого соеди-.

860080 нен с первыми входами второго, третьего, четвертого и пятого блоков элементов И, вторые входы которых объединены и подключены к выходу блока управления, выход генератора импульсов соединен с первым входом блока управления и четвертым входом арифметического блока, второй выход которого подключен ко второму входу блока управления, третий вход которого является вторым входом устройства, выход блока управления соединен со входом счетчика замеров, выход которого подключен ко второму входу второго блока элементов ИЛИ, третий вход которого объединен со вторым входом первого блока элементов ИЛИ и соединен с выходом первого буферного регистра, вход которого подключен к выходу второго блока регистра, вход которого подключен к выходу второго блока элементов И, выход третьего блока элементов И через второй регистр соединен с третьим входом первого блока элементов ИЛИ, четвертый вход которого подключен к выходу третьего регистра, вход которого соединен с выходом четвертого блока элементов И, выход пятого блока элементов И через второй буферный регистр подключен к четвертому входу второго блока элементов ИЛИ, пятый вход которого объединен с пятым.входом первого блока элементов

ИЛИ и соединен с выходом блока управления.

Кроме того, блок управления содер- З жит элемент И, триггер и сдвнговый регистр, первый выход которого является выходом блока, второй выход сдвигового регистра соединен co входом установки в ноль триггера, выход которого подключен. к первому входу элемента И, второй и третий входы котороrо являются соответственно первым и вторым входами блока, третьим входом которого является вход установки в единицу триггера, выход элемента И соединен со входом сдвигового регистра.

Ьлок-схема устройства и блока управления представлены на фиг.1 и фиг.2.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, первый блок 2 элементов

ИЛИ, арифметический блок 3, второй блок 4 элементов.ИЛИ, блок 5 управления, первый, второй и третий регистры 6,7 и. 8, первый и второй буферные регистры 9 и 10, счетчик 11 замеров, первый, второй, третий, четвертый и пятый блоки 12, 13,14, 15.:и

16 элементов И. Блок управления (фнг,2 ) содержит сдвиговый регистр

17, триггер 18 и элемент И 19.

Устройство работает следующим образом.

Дисперсия вычисляется в соответствии с выражением

2$ =м g -(eg), где символами 27 и М обозначены соответственно дисперсия и математическое ожидание, причем где И " количество произведенных к данному моменту замеров;

1- реализация случайного параметра ф при 4-ом замере.

ПервоначальяЪ регистры 1 и 8 сумм соответственно эамеренных величин и квадратов эамеренных величин, арифметический: блок 3, а также счетчик 11 замеров устанавливаются в исходное (нулевое) состояние. На втором выходе арифметического блока 3, соединенном со входом блока управления, устанавливается разрешающий уровень.

Одновременно устанавливается в исходное состояние и блок 5 управления, при этом на управляющих входах всех узлов устройства, подключенных к выходным шинам блока управления, устанавливаются запрещающие уровни напряженИй.

При поступлении на третий вход блока управления очередного замера контролируемой величины включается

I блок 5 управления,тем саввам обеспечивается последовательное возбуждение (и гашение) его выходных шин,способст вующее реализации цикла перерасчета дисперсии. llo окончании цикла перерасчета блок 5 управления вновь устанавливается в исходное состояние до прихода очередного импульса. %

В каждом цикле. перерасчета дисперсии в устройстве реализуется приводимая ниже последовательность действий, (все передачи чисел осуществляются в параллельном коде).

1. Прием „ В в прямом коде со знаком в цриемйый регистр 6 и увеличение содержимого счетчика 11 замеров на единицу.

2. Запись величины ; иъ приемного регистра 6 в регистры арифметического блока 3 через блоки 2 и 4. 3. Формирование в арифметическом блоке 3 величины

4. Запись величины из арифметического блока 3 в буферный регистр 1О.

5. Запись величины g èý буферного регистра 9 в регистр первого операнда арифметического блока 3 и суммы и

)„+) +" 4 q иэ регистра 8 суммы квадратов в регистр второго операнда ариф- метического блока 3.

Г б. Получение в .регистре результата арифметического блока 3 суммы квадратов замеренных величин.

860080

7. Запись величины суммы квадратов замеренных величин из регистра арифметического блока 3 в буферный регистр 9 и в регистр 8 суммы квадратов замеренных величин.

8. Запись суммы квадратов замеренных величин из буферного регистра 9 и содержимого счетчика 11 замеров в регистры арифметического блока 3.

9. Формирование в арифметическом блоке 3 величины.,М

Запись величины М g из арифметичес-1О кого блока 3 в буферный регистр 10 °

11. Запись величины (° со знаком из приемного регистра б в регистр первого операнда арифметического блока 3 и сумвы величины,,,..., f5 ...,g « со знаком из регистра 7 сумьи замерениых величин в регистр второго операнда арифметического блока 3.

12. Получение в арифметическом блоке 3 алгебраической сумьы заМерен- „ ф ных величин.

13. Запись суммы замеренных величин из арифметического блока 3 в буферный регистр 9 и в регистр 7 сучавы замеренных величин. 25

14. Запись сумьы замеренных величин кэ буферного регистра 9, содержимого счетчика замеров 11 в регистры арифметического блока 3.

15. Получение в арифметическом З() блоке 3 величины М .

16. Запись величины М $ из регистра арифметического блока 3 в буферный регистр 9.

17. Запись величины М Д из буферного регистра 9 в регистры арифметического блока 3.

18. Получение в арифметическом блоке 3 величины (И ) .

19. Запись величины (И ) иэ арифметйческого блока 3 в буферный регистр 9.

20. Запись величины(М g) из бу2. ферного регистра 10 в регистр первого операнда арифметического блока 3 и величины (Н ) из буферного регистра 9 в регистр второго операнда арифметического блока 3 с отрицательным знаком.

21. Получение в арифметическом 5О блоке 3 величины 0 .

В процессе функционирования устройства запись информации в приемный регистр б, регистры 7 и 8 сумм к первый 9 и второй 10 буферный ре- 55 гкстры сопровождается нулением их коротким импульсом, благодаря чему удается уменьшить количество осуществляемых в цикле тактовых операций и, как следствие, разрядности сдвигового регистра 17 блока 5 управления.

Таким образом, в каждом. цикле перерасчета по окончании его на информационном выходе арифметического блока 3 фиксируется величина диспер- 65 сии для набранной к данному циклу выборки.

Блок управления устройства обеспечивает последовательное возбуждение соответствующих управляющих шин устройства с целью реализации последовательности операций, которым и обусловлен перерасчет дисперсий.

Первоначально после включения устройства блок 5 управления устанавливается в исходное состояние (исходным .для сдвигового регистра 17 является состояние, при котором в первый разряд записана единица, во все.остальные — нули, а исходным для триггера 18 является нулевое состояние, при котором на его выходе, подключенном к входу элемента И 19, устанавливается запрещающий уровень напряжения).. При этом на всех выходных шинах блока управления, подключенных к разрядным выходам сдвигово.го регистра (начиная со второго), устанавливаются запрещающие уровни напряжений.

При первоначальной установке в исходное состояние на вход бло,ка, подключенный к другому вхоцу элемента И 19, от выхода арифметического блока поступает разрешающий уровень.

При поступлении (фиг.2) на третий вход блока импульса замера контролируемого параметра триггер 18 перебрасывается в единичное состояние, тем самым отпирается элемент И 19, и и;лпульсный вход блока коммутируется на. вход синхронизааин сдвигового регистра 17. Каждый из импульсов, поступивших на вход синхронизации сдвигового регистра 17, обеспечивает сдвиг единицы, записанной первоначально в первый разряд его, на один разряд, чем обеспечивается последовательное возбуждение (и гашение) выходных шин блока.

Так как выход последнего разряда сдвигового регистра 17 замкнут на вход сброса триггера включенкя цикла перерасчета (а также на вход первого разряда), то сдвиг единицы иэ последнего разряда в первый разряд сдвкгового регистра 17 сопровождается установкой триггера 18 в нулевое состояние к, как следствие, блокировкой поступления импульсов Ка вход синхронизации сдвигового регистра. Таким образом, до поступления очередного сигнала включения цккла перерасчета иа установочный вход триггера 18 блок управления остается в исходном состоянии, а на выходных шинах его фиксируются запрещающие уровни напряжений.

Второй вход, подключенный к элементу И 19, предназначен для блоки-ровки поступления в цикле перерасчета импульсов на вход синхронизации сдвигового регистра 17 при выполне860080 нин арифметическим блоком 3 той илн иной операции. Последнее связано с тем, что, возбудив очередным импульсом, поступакщим с выхода генератора 1, выходную шину блока, обеспечивакщую в арифметическом блоке 3 выполнение той или иной арифметической операции, необходимо поддерживать ее возбужденной до тех пор, пока операция не будет закончена.

Введенные блоки позволяют производить оценку текущего значения дисперсии, в результате обеспечивается расширение функциональных воэможностей устройства. формула изобретения

Устройство для определения дисперсии, содержащее блок управления, выход которого подключен к первому 2О входу арифметического блока, о т л ич а ю щ е е еятем,,что, с целью расширения функциональных возможностей, эа счет анализа нестационарных случайных, процессов, устройство Qo держит счетчик замеров, три регистра, пять блоков элементов И, два блока элементов ИЛИ, причем выход блока управления подключен к первому входу первого блока элементов И, второй вход которого является первым ® входом устройства, выход первого блока элементов И через первый ре- . гистр соединен с первыми входами первого и второго блоков элементов выходы которых подключены соот- И ветственио ко второму и третьему входам арифметического блока, первый выход которого соединен с первымн входами второго, третьего,четвертого и пятого блоков элементов И, 40 скорые входы которых объединены и подключены к выходу блока управления, выход генератора импульсов соединен с первым входом блока управления и четвертым входом арифметического 4 блока, второй выход которого подключен ко второму входу блока управления, третий вход которого является вторым входом устройства, выход блока управления соединен со входом счетчика замеров, выход которого подключен ко второму входу второго блока элементов ИЛИ, третий вход которого объединен со вторым входом первого блока элементов ИЛИ и соединен с выходом первого буферного регистра, вход которого подключен к выходу второго блока элементов И, выход третьего блока элементов И через второй регистр соединен с третьим входом первого блока элементов

ЙЛИ, четвертый вход которого подключен к выходу третьего регистра, вход которого соединен с выходом четвертого блока элементов И, выход пятого блока элементов И через второй буферный регистр подключен к четвертому входу второго блока элементов ИЛИ, пятый вход которого объединен с пятым входом первого блока элементов

ИЛИ и соединен с выходом блока управления.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит элемент И, триггер и сдвиговый регистр, первый выход которого является выходом блока, второй вьрсод сдвигового регистра соединен со входом установки в ноль триггера, выход которого подключен к первому входу- элемента И, второй и третий входы которого являются соответственно первым и вторым входами блока, третьим входом которого является вход установки s единицу триггера, выход элемента И соединен со входом сдвигового регистра.

Источники информации, принятые во внимание прк экспертизе

1. Авторское свив„. тельство СССР

В 407322, кл. О 06 Г 15/36, 1974.

4l

2. Романенко А.Ф. и др. Вопросы прикладного анализа случайных процессов. И., 1968, "Советское радио", с.221 (прототип) .

Составитель Л. Григорьян-Чтенц

Редактор Н.Бушаева Техред A. Бабинец КорректоР О.Билак

Заказ 7549/32 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ, и открытий

11.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная; 4