Устройство для определения математического ожидания формированием порядковых статистик

(5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН стройство позво повышение точност ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 970383, кл. С 06 Р 15/36, 1980.Авторское свидетельство СССР В 1196897 кл. С 06 Р 15/36, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОЖИДАНИЯ ФОРМИРОВАНИЕМ ПОРЯДКОВЪХ СТАТИСТИК(57) Изобретение относится к специализированной вычислительной технике а именно к устройствам для определения статистических характеристик случайных процессов, Цель изобретения -ляет формировать робастное среднееМ наблюдений за счет разбиения наблюдаемой выборки на заданное количество групп, усреднения случайныхвеличин в каждой группе, построениявариационного ряда средних и выбораиз него центральной статистики. Полученная таким образом оценка среднего И наблюдений с заданной вероятностью отличается от истинного значения (среднего генеральной совокупности) с заранее определенной точностью, Устройство содержит блок формирования порядковых статистик, блокуправления, блок усреднения, счетчик,группу элементов И, элемент НЕ, элементы задержки, 4 ил,1 12954Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано в устройст-.вах автоматики и вычислительной техники при исследовании случайных процессов.Цель изобретения - повышение точности,В основу работы устройства положены следующие теоретические соотноше ния.Оценка ш математического ожидания Ик наблюдений независимых случайных величин, обеспечивающая с вероятностью (1 - Ы ) его отклонение от истин ного значения йл 1 не более заданного 1 т - ш /сааб,=1 - з), м =Хо а(И по строению30 где 8 - известная дисперсия наблюдаемых случайных величин;- некоторое заданное число,может быть определена следующим образом,25И представляется в виде произведения двух чисел: И = И, И И,должно быть чатка), где ) - знак целого числа. Серия И наблюдений (М выбирается из заданных Е ,Ы ) разбивается далее на И последователь"1 ных блоков по И, элементов в каждом. После поблочного усреднения наблюдений формируется вариационный ряд полученных среднихш,: шшст,.ТИскомая оценка ш может быть определена как И/2-я порядковая статистика 40 этого ряда Определенное таким образом среднее 45 значение И наблюдений является (Е о ) - робастным математическим ожиданием.На Фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на Фиг,2 - 50 Функциональная схема блока Формирования порядковых статистик; на фиг.3 - функциональная схема блока управления; на Фиг.4 - схема узла генератора тактовых импульсов. 55Устройство содержит элементы И 1 1, 1 и группы, блок 2 усреднения, блок 3 Формирования порядковых статистик, блок 4 управления,эле 16 2мент 5 задержки, счетчик 6, элемент7 задержки, элемент НЕ 8, мультиплексор 9, регистры 10, 10,.., 10 мгруппы, мультиплексор 11, блок 12выделения наибольшего числа, регистр13, элемент И 14, регистр 15, элементИ 16, мультиплексор 17, элементИЛИ 18; счетчик 19, элемент ИЛИ 20,регистр 21, элемент И 22, счетчик 23,элемент 24 задержки, элемент И 25,элемент 26 задержки, триггер 27,элемент И 28, узел 29 генератора тактовых импульсов, элемент И 30, эле"менты задержки 31 и 32, счетчик 33,элемент И 34 и элемент И 35, элемент36 задержки, элемент 37 задержки,генератор 38 тактовых импульсов, эле мент 39 задержки, элемент И 40, элемент И 41.Устройство работает следующим образом,Последовательность И двоичных случайных чисел в параллельном М-разрядном коде поступает на первые входыэлементов И 1,1. Прохождениекода через элементы И 1. . .1 н на4-разрядный вход блока 2 усредненияозможно лишь при отсутстствии сигала с выход переполнения счетчика 6("1" на выходе элемента НЕ Я и наличии стробирующих импульсов с выхода элемента И 28 блока 4 управления,поступающих на вторые входы элементов И 1, 1, через элемент 5 задержки, Время задержки- выбраноравным= + "8 , где , - времязадержки 1-го блока, - это обеспечивает синхронность поступления сигналов на входы элементов И 1 ;,1 истробирование поступающих кодов, Висходном состоянии счетчик 6 обнулен, сигнал на выходе переполненияотсутствует - запрещено прохождениетактовых импульсов с выхода генератора 38 через элемент И 40, разрешено усреднение в блоке 2 усреднения(отсутствует сигнал на входе сброса), разрешено прохождение кодов свхода устройства на. вход блока усреднения (счетчик 23 блока Формирования порядковых статистик 3 в исходном положении тоже обнулен, сигналс выхода элементов И 25 отсутствует "разрешено прохождение тактовых импульсов через элемент И 41) . По заполнению 1-разрядного счетчика 6 1 == (1 ор И + 1 (при Ы - 2 в счетчик 6 постоянно записан соответствующий код дополнения) на его выходе12954переполнения формируется единичный сигнал. Тем самым запрещается прохождение кодов через группу элементов И 1 1 на вход блока 2 усреднения, разрешается прохождение тактового импульса с выхода генератора 38 через элемент 39 задержки, элемент И 40 подается через элемент 7 задержки единичный сигнал на вход сброса блока 2 усреднения, Время задержкив элементе 39 выбрано из расчета синхронности поступления сигналов на входы элемента И 40:, = +, , время задержки , выбрано с учетом обеспечения нормального считывания 1-го усредненного значения Б, наблюдений из блока 2 усреднения в регистр 10 ; блока формирования порядковых статистик 3:20ПIэлементов И 1 , ,1 . Прием информации в блоке 2 усреднения прекращается. Так как на выходе переполнения счетчика 6 в последнем такте приема Н-го наблюдения сформирована "1", то начинается формирование вариационного ряда средних значений, записанных в регистры 10 . . . 10 и выбор1И/2-й статистики, По окончании выбора И/2-й статистики (формирования искомого математического ожидания) сигнал сброса с выхода элемента И 22 возвращает устройство в исходное состояние: счетчик 23 обнуляется, сигнал на инверсном входе элемента И 41 исчезает, работа всего устройства повторяется. Формула изобретенияПри этом очевидно, что временной.интервал следования импульсов д Сдолжно быть дТ ,., +Т во избежание искажения информацйи в блоке 2усреднения,Импульс с выхода элемента И 30поступает на счетный вход счетчика23 и через элемент 24 задержки (вре- щмя задержки равно времени срабатывания счетчика 23) - на вход разрешениякоммутации мультиплексора 9, обеспечивая, тем самым, считывание информации из блока 2 усреднения в одиниз регистров 10;, Импульс с выходагенератора 38 через элемент И 41 поступает на группу элементов И 11 и счетный вход счетчика 6. Сигналс выхода переполнения счетчика 6 исчезает, работа устройства повторяется. Так повторяется И раз. На И-мпериоде работы на выходе К-разрядного счетчика 23 (К =1 оя И + 1)формируется код из К едийиц (обеспечивается запись в последний регистр10), которые формирует "1" на выходе элемента И 25. Этот сигнал черезэлемент 26 задержки, где время задерж.кивыбрано из расчета окончания 50записи в 11-й регистр 10 до началаформирования порядковых статистик(до начала сдвига информации в (М ++ К),-разрядных регистрах):=з+о8 -т 8 . поступает на ВторОЙ 55инверсный вход элемента И 41 и запрещает дальнейшее прохождение тактовыхимпульсов через элемент И 41 на счетный вход счетчика 6, вторые входы Устройство для определения математического ожидания формированием порядковых статистик, содержащее. блок формирования порядковых статистик, содержащий три мультиплексора, два счетчика, три регистра, группу из Я (Н - четное число групп разбиениявыборки) регистров, блок выделениянаибольшего числа, три элемента И, элемент ИЛИ, блок управления, который содержит генератор тактовых импульсов, триггер, счетчик, четыре элемента И, три элемента задержки, причем в блоке управления первый вход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И, второй вход первого элемента И соединен с выходом триггера, нулевой вход которого соединен с входом первого элемента задержки и выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с первым входом четвертого элемента И и выходом счетчика, счетный вход которого соединен с входом Второго элемента задержки и выходом первого элемента И, второй вход третьего элемента И через третий элемент задержки соединен с вторым входом четвертого элемента И и выходом переполнения первого счетчика блока формирования порядковых статистик, выход четвертого элемента И соединен со счетным входом первого счетчика и первым входом первого элемента ИЛИ блока формирования порядковых статистик, выход первого элемента задержки соединен с информационным входом и входом разрешения коммутации перво"5 1 г 95го мультиплексора блока формирования порядковых статистик, единичный вход триггера соединен с входами сброса, первого счетчика и первого регистра, вторым входом первого элемента ИЛИ, первым входом первого элемента И, тактовым входом второго регистра и выходом второго элемента ИЛИ блока формирования порядковых статистик, выход второго элемента И соединен 10 со счетным входом второгЬ счетчика блока формирования порядковых статистик, второй инверсный вход второго элемента И соединен с третьим входом первого элемента И, выход второго 15 элемента задержки соединен с тактовым входом первого регистра блока формирования порядковых статистик и через четвертый элемент задержки с тактовым входом первого регистра 20 группы блока определения порядковых статистик, выход первого элемента И соединен с тактовыми входами регистров- с второго по И-й группы и тактовым входом третьего регистра бло 25 ка определения порядковых статистик, в блоке определения порядковых статистик информационный вход каждого регистра группы соединен с соответствую. щим выходом второго мультиплексора, 30 выход кажцого регистра группы соединен с соответствующим информационным входом третьего мультиплексора, каждый из К (К =: еп 1 ор Я + 3)адресных входов которого соединен с выходом соответствующего разряда первого счетчика, выход третьего муль типлексора соединен с информационным входом блока выделения наибольшего числа, выход которого соединен с информационным входом первого реГистра, выход которого соединен с первым вхо" 45 дом второго элемента И и с вторым информационным входом блока выделения наибольшего числа, тактовый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, каждый из К адресных 50 входов второго мультиплексора соединен с выходом соответствующего разряда второго счетчика, вход сброса которого соединен с входами сброса третьего регистра и выходом первого 55 элемента И, второй вход которого соединен с первым входом третьего элемента И и выходом второго регистра, второй вход третьего элемента И со 16 бединен с входом записи третьего регистра и выходом второго элементаИ, каждый из И выходов первого мультиплексора соединен с соответствующим входом второго элемента ИЛИ, выход переполнения первого счетчика соединен с вторым входом второго элемента И, выход третьего элемента Иявляется выходом устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей увеличения точности, в неговведены группы из М (М - разрядностьвыборки, целое число) элементов И,блок усреднения, счетчик, два элемента задержки, элемент НЕ, в блокформирования порядковых статистиквведены группа из И элементов ИЛИ,четвертый элемент И и два элементазадержки, в блок управления введены пятый и шестой элементы И и пятыйэлемент задержки, причем первыевходы каждого элемента И группы являются входом устройства, вторые входыкоторых через первый элемент задержки соединены со счетным входом счетчика и выходом пятого элемента И блока управления, выход переполнениясчетчика через второй элемент задержки соединен с входом сброса блокаусреднения и через элемент НЕ - спервым инверсным входом шестого элемента И блока управления и с третьими входами каждого из элементов Игруппы, выходы которых соединены ссоответствующими входами блока усреднения, выход которого соединен с информационным входом второго мультиплексора, в блоке формирования порядковых статистик выход первого элемен"та И соединен с первыми входами каждого из элементов ИЛИ группы, вторыевходы каждого из которых соединеныс соответствующими выходами первогомультиплексора, а выходы каждого элемента ИЛИ группы соединены с входомсброса соответствующего регистрагруппы, счетный вход второго счетчика через первый элемент задержки соединен с входом разрешения коммутации второго мультиплексора, каждыйиз К вхоцов четвертого элемента Исоединен с соответствующим выходомвторого счетчика, выход четвертогоэлемента И через второй элемент задержки соединен с первым инверснымвходом пятого элемента И блока управления, в блоке управления первыйинверсный вход пятого элемента И1295416 иг соединен с третьим входом первого элемента И, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом пятого элемента И и через пятый элемент задержки с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с первыми входами первого ивторого элементов И.едакт аказ 619/56ВНИИ Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,ПИо д35,Тираж 673 Подписноесударственного комитета СССРам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д.4/5