Устройство для вычисления среднего значения

. (19) 111) 51)4 С 06 Г ЕТЕНИЯ Москов с Специаль о объед СССР1980.ССР1978,ИСЛЕНИЯ СРЕДОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельствВ 883915, кл. С 06 Р 1.5/36,Авторское свидетельствоУ 762009, кл. 6 06 Г 15/36,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧНЕГО ЗНАЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к вычислительной технике. Целью изобретен 411 А является расширение функциональных возможностей за счет возможности наращивания объема выборки. Устройство для вычисления среднего значения содержит генератор, регистр, щ ступеней модулей, где щ - общий объем выборки. Алгоритм работы устройства описывается рекуррентной формулойкт- ЕХХ -К,Х = Х +м тгдем м-ктХ, Х к - среднее значение теку"- "тщей выборки и выборки без учета накопления ее последних членов модулем предыдущей ступени соответственно; Х; - очередное значение выборки; К - объем выборки модуля предыдущей ступени; щ - общий объем выборки на текущий момент. 2 ил.113341 б 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве приставки к цифровой вычислительной машине, цифровым измерительным и другим приборамдля вычисления среднего значения случайных чисел .необходимого объемавыборки,Цель изобретения - расширение 10функциональных возможностей за счетвозможности наращивания объема выборки.На фиг.1 представлена функциональная схема одного модуля устройствтдля вычисления среднего значения; нафиг.2 - функциональная схема устройства для вычисления среднего значе -ния,Модуль содержит (фиг.1) суммато" 20ры 1 - 4, регистры 5 и б, счетчик 7,делитель 8, вход 9 среднего значения, вычисленного модулем предыду.щей ступени, вход 10 объема выборки, обеспечиваемого модулем предыдущей ступени, вход 11 синхронизацииот модуля предыцущей ступени, выход12 среднего значения, вычисленногомодулем данной ступени, выход 13объема выборки, обеспечиваемого модулем данной ступени, выход 14 синхронизации от модуля данной ступени,вход 15 общей тактовой синхронизациивсего устройства и вход 1 б общей начальной установки устройства. 35Устройство для вычисления среднего значения содержит (Фиг2) генератор 17 импульсов, регистр 18, вход19 обрабатываемых данных, модули20 - 20 е, вход 21 начальной Установки 10и выход 22 результата,Сущность изобретения заключаетсяв использовании ряда простых вычислителей среднего значения с ограничением по объему выборки для организации вычислений среднего значениямногократно большего объема анализи-.руемых данных.В основу устройства положена модифицированная Формула для рекуррентного вычисления среднего значения:кУХ -Х,Х + -- - (1,)ь пк шт К 7 где К Когда 7 макс+ е5+1 Хм Кмакс 1 где ХХ К максЕх;Кмас Х- значение частичного среднего с объемом выборки, равным Кможет быть вычислено отдельным модулем Хе+ к К КХкК Х,Г 1-1 Х,где Х =Х () + итДр 1к где Хи Х может быть очереднымьсредним значением, вычисленным предыдущим модулем для вычисления среднего значения. Для модулей первой ступени в качестве Х принимается входной поток обрабатываемых данных. Общая Формула для вычисления среднего значения потока случайных чисел 1 г- К Х = Х (-:)- гХ+5-15 1 с - 1-1 1 - п+ --Х (-")+(Х+е где Х Х - среднее значение соотл-кветственно текущей выа борки и выборки без учета ее последних К 7 членов;- очередное значение выборки;объем выборки модуляпредыдущей ступени;общий объем выборки натекущий момент, равНЫй П 1 = ЬК макс + 7 к- ограничение К- (К с4 К), такое,что придостиженииК =К про 7 Максисходит фиксация очередногозначения Х;М- число раз, когда .происходило уточнениесреднего.К 7 достигает значенияимеемФормула может быть распространена на неограниченное число ступенейпоследовательно включаемых модулейОбщий делитель, определяющийобъем обрабатываемой выборки, в данном случае определяется делителями,обеспечиваемыми каждым модулем,а максимальный объем выборки, примакс макс макс максравен5 = Кма кс максгде С - число ступеней последовательЪно включенных модулемдля вычисления среднего значения,Таким образом, при наличии нескольких простых модулей для вычис,ления среднего значения с ограничением по объему выборки позволяетстроить устройства с практическинеограниченным объемом анализируемыхданных.Модуль для вычисления среднегозначения работает в соответствии сформулой (1) следующим образом.Перед началом обработки входныхданных все элементы модулей, могущие хранить информацию, сбрасываютсясигналом начальной предустановки,поступающим с входа 16.Входные данные Х. с входа 9 поступают на первый вход сумматорана второй вход которого приходит35инвертированное значение (Хк )ранее вычисленного среднего значенияс инверсного выхода регистра 6. Дляполучения дополнения к величинеХна вход переноса младшего40" тразряда сумматора 1 подается единица.На выходе сумматора 1 получаетсяразница Х - Х, которая фиктсируется в регистре 5 и подается навход делимого делителя 8,45Регистр 5 служит для накоплениятсуммы(Х; - Х ) и синхронизируется с входа 15 импульсами внешнего генератора, общего для всех модулей устройства. Регистры 5, поодному в каждом модуле, образуютконвейер обработки входной информации, что позволяет узнать точноезначение среднего через число импульсов, соответствующее числу ступенейв устройстве, с момента поступленияпоследнего информационного слова навход устройства. Счетчик 7 подсчитывает число переходов 5 объема выборки Кт в модуле предыдущей ступени через К,= К ,поступающих по входу 11. Сигналы переполнения счетчика 7 модуля даннойступени синхронизируют работу модуля следующей ступени. Содержимоесчетчика 7 суммируется с объемомвыборки К , обеспечиваемой модулемпредыдущей ступени на сумматоре 4,с выхода которого объем выборки п 1,обеспечиваемый модулем данной сту -пени, поступает на вход 10 модулян делительный вход делителя 8,. Навыходе делителя 8 получаем значение.Е Х, - Х - К,ют , которое суммируетП 1ся на сумматоре 3 с Х1 с ,поступаютщим с прямого выхода регистра 6.Очередное значение Хт записываетсяв регистр 6 по сигналам, синхронизирующим счетчик 7 и поступающим свхода 11, когда в счетчике модуляпредыдущей ступени Кт = К.Импульсы генератора 7 синхронизируют как прием данных на обработкучерез регистр 18, так и работу всего устройства, вычисляющего среднеезначение.Вход 21 начальной установки устройства соединяется с входами 16 модулей 20, 20 20 всех ступеней и входом сброса регистра 18,выход которого соединен с входом 9модуля 20 первой ступени. На этотвход непосредственно транслируютсяобрабатываемые данные. На вход 10модуля 20, первой ступени подаютсянули, так как усредняющей выборки доэтой ступени еще не было.Если достаточно объема выборки,обеспечиваемого одним модулем 20первой ступени, то с его выхода 12можно считывать получаемый в процессе усреднения входных данных результат.В случае необходимости обработкибольшего объема выборки к выходаммодуля 20 первой ступени подключаются входы модуля 20 второй ступени.Как модуль второй ступени, так имодуль любой последующей подключаемой ступени должен подключаться своими входами к выходам модуля предыдущей ступени в следующем порядке:вход 9 модуля подключаемой ступенидолжен соединяться с выходом 2 мо 1334161дуля аредыдущйй ступени; вход 10 модуля подключаемой ступени должен соединяться с выходом 13 модуля предыдущей ступени; вход 11 модуля подключаемой ступени должен соединяться с выходом 14 предыдущей ступени.Выходом 22 результата работы уст" ройства с многоступенчатой обработкой является выход 12 среднего значения, вычисленного последне 9 ступенью устройства.Устройство работает следующим образом.Перед началом работы на регистр 18 и.модули 20 , 20 ,,20 по цепи 21 поступает импульс начальной установки, приводящей устройства в исходное состояние, Поток обрабатываемых данных принимается регистром 18 в темпе, определяемом выходной частотой генератора 17 импульсов.Принятые регистром 18 данные поступают на вход 9 данных модуля 20 первой ступени для вычисления среднего значения. Они сопровождаются импульсами с генератора 17, поступаю щими на вход 11 синхронизации модуля 20, первой ступени, Одновременно импульсы выходной частоты генератора 17 поступают на тактовые входы 15 модулей 20 20 20 всех ступеней, обеспечивая вычисление текущего значения среднегоЧерез К, тактов обработки на выходе 14 синхронизации модуля 20 первой ступени появляется импульс который поступает на вход 11 синхронизации модуля, 20 второй ступени и заставляет его зафиксировать в своем регистре б очередное значение Х модуля 20 данной второй ступени. Следующий такг фиксации очередного Х модулем 20 второй ступени происходит только черезК , тактов генератора 17 импульсов. Фйксации Х модулем 20 последней ступени производятся аналогично,. но темпы обработки .(частота импульсов синхронизации на его входе 11)С в К раз меньше,Результат на выходе модуля 20 последней ступени появляющейся черезсК, тактов, сопровождается сигналом с его выхода 14. Текущее среднее значение обрабатываемых массива данных можно считывать постоянно с выхода 12 последней ступени, но при этом очередное принятое на обработку слово данных оказывает влияние йа выходной результат , только черезтактов генератора 17 импульсов. Это связано с конвейеризацией обработки регистрами 5 модулей каждой ступени. Формула изобретенияУстройство для вычисления сред 1него значения содержащее генераторимпульсов и регистр, причем выходгенератора импульсов соединен с синхровходом регистра, информационныйвход которого соединен с входомданных устройства, вход начальнойустановки устройства соединен с входом установки регистра, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей за счет возможности наращивания объема выборки, в него введеныступеней модулей (где й - общийобъем выборки в виде показателя степени объема выборки одной ступени,каждый из которых содержит первый,второй, третий, четвертый сумматоры.первый и второй регистры, счетчик иделитель, причем первый информационный вход первого сумматора каждойступени соединен с входом вычисленного среднего предыдущей ступени,второй информационный вход первогосумматора соединен с инверсным выходом первого регистра вход установки которого соединен с входом установки второго регистра, с входом установки счетчика и входом установкиустройства, вход логической единицыустройства соединен с входом переноса первого сумматора, выход которогосоединен с первым информационнымвходом второго сумматора, второй информационный вход которого соединен 4 б с выходом второго регистра и первымвходом делителя, выход которого соединен с первым информационным входомтретьего сумматора, второй информационный вход которого соединен спрямым выходом первого регистра,информационный вход которого соединен с выходом третьего сумматора ивыходом вычисленного среднего даннойступени устройства, счетный входсчетчика соединен с тактовым входом первого регистра каждой ступени и с входом синхронизации от модуля предыдущей ступени устройства, выход генератора импульсов соединен с синхро1334161 Составитель М.ЕсениРедактор Е.Копча Техред ИПопович Демчик рек Закаэ 396 о 3 иэводственно-полиграфическое предпри ул. Проектная г,У/46 Тираж 672 ИИПИ Государственно о делам иэобретений 5, Москва, Ж, Ра Подписноеомитета СССРткрытийая наб. д. 4/5