Устройство сбора данных для оценки числа событий

/00 Я)4 СО ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСК Патен кл. С 06 (54) УСТ ОЦЕНКИ Ч (57) Изозовано в и иэмери УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Драммонд М. Методы оценки и измерений дискретных вычислительныхсистем. М.: Мир, 1977, с.293.т СИА3599091,Е 7/00, 1971,РОЙСТВО СБОРА ДАННЫХ ДЛЯИСЛА СОБЫТИЙбретение может быть испольинформационно-вычислительныхтельных системахЦель изобретения - повышение надежности устройства, Устройство сбора данных содержит элемент ИЛИ 1, счетчик 2 временного интервала, счетчик 3 числаинтервалов, распределитель 4 импульсов, генератор 5, элементы И 6 - 9и триггер 10 пускаКаждый каналвключает счетчик 11 и входной элементИ 12, В каждый канал устройства введен триггер 26 Фиксации переполнения,а в устройства в целом - регистр 19состояния счетчиков 11, триггер 20запроса, буферный триггер 21 запроса,триггер 22 управления, элемент ИЛИ23, элемент И 24 и делитель 25 частоты, 3 ил.50 55 11отн =т т Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в инФормационно-вычислительныхи измерительных системах.Целью изобретения является повышение надежности устройства сбора данных для оценки числа событий путемуменьшения количества используемогооборудования,На Фиг,1 представлена. Функциональная схема устройства сбора данныхдля оценки числа событий; на Фиг.2и 3 - соответственно пример выполнения входящего в состав устройствараспределителя импульсов и временныедиаграммы, поясняющие его работу,Устройство сбора данных для оценкичисла событий (Фиг,1) содержит элемент ИЛИ 1, счетчик 2 временного интервала, счетчик 3 числа интервалов,распределитель 4 импульсов, генератор 5, четыре элемента И 6 - 9, триггер 10 пуска и в каждом каналесчетчик 11 и входной элемент И 12,первый вход каждого из которых соединен с соответствующим информационнымвходом 13 устройства, а выход подключен к счетному входу соответствующегосчетчика, первый 14 и второй 15 установочные входы устройства соединенысоответственно со входом установки вединицу триггера 10 пуска и с первымвходом элемента ИЛИ 1, выход которогоподключен ко входу сброса триггера10 пуска, прямой выход которого подключен к первому входу первого элемента И 6, второй вход которого соединен с выходом генератора 5, а выход подключен ко входу распределителя4 импульсов, Выход переполнения счетчика 3 числа интервалов подключен ковторому входу элемента ИЛИ 1, выходывторого 7, третьего 8 и четвертого 9элементов И соединены соответственнос первым 16, вторым 17 и третьим 18управляющими выходами устройства,Устройство также содержит регистр19 состояния счетчиков 11, триггер20 запроса, буферный триггер 2 1 запроса, триггер 22 управления, второйэлемент ИЛИ 23, пятый элемент И 24,делитель 25 частоты и в каждом канале - триггер 26 фиксации переполнения. В каждом канале выход переполнения счетчика 11 соединен с установочным входом соответствующего триггера 26 Фиксации переполнения, выходкаждого из которых соединен с соотс 1 О 15 20 30 35 40 45 ветствующим информационным входомрегистра 19 состояния счетчиков, тактовый вход которого подключен к первому выходу распределителя 4 импульсов, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с первымивходами соответственно второго 7,третьего 8 и четвертого 9 элементовИ, вторые входы которых подключенык первому входу пятого элемента И,информационному входу буферного триггера 21 запроса и выходу триггера 22управления, информационный вход которого соединен с выходом триггера20 запроса, информационный вход которого подключен к шине логической единицы, вход сброса соединен с выходомпятого элемента И 24, а тактовый входподключен к тактовому входу буферноготриггера 21 запроса и выходу второгоэлемента ИЛИ 23, входы которого соединены с выходами переполнения счетчиков 11 соответствующих каналов,второй вход пятого элемента И 24 соединен с инверсным выходом буферноготриггера 21 запроса, вход обнулениякоторого подключен к тактовому входутриггера 22 управления и к первомувыходу распределителя импульсов, чет.вертый выход которого соединен с третьим входом пятого элемента И 24,Выход первого элемента И 6 соединен со входом делителя 25 частоты,выход которого подключен к счетномувходу счетчика 2 временного интервала, выход переполнения которого соединен со входами сброса триггеров 26фиксации переполнения и со счетнымвходом счетчика 3 числа интервалов,причем выходы разрядов счетчика 2временного интервала и регистРа 19состояния счетчиков соединены с соответствующими информационными выходамиустройства.Реализация устройства в соответствии с фиг.1 позволяет реализоватьследующую математическую модель подсчета,Пусть на интервале (О,Т) требуется определить число событий стационарного пуассоновского процесса с помощью счетчика ограниченной емкости и. Задана точность оценки 6 числа . событий М путем задания относительной погрешности ь :тоте ( ген )емкости (в) тервала опреения делителя При фикси енератора 5 четчика 2 в ваннои ч известя менногоициент д деляется к 25 частоты- время за чика, и нения счет 5 ет, =и гЕн М = --в К сходное состояниетройства - .ем все узлы стояние останова, пр 313 где Ь - ширина доверительного интервала оценки р.Число событий оценивается на временном интервале длиной Т . с Т,Пусть ,м - полученное число со-, бытий на Т , тогда оценка числа событий на интервале Т будет: АИ = - -Т,ТМатематическое ожидание:М(Й) =М(1 Я , /Т,) Т=Т=1где Ъ - интенсивность входного потока.Дисперсия;в(й) =в, (й)+в,(й),егде Р(И) - дисперсия метода оцениванияуП (1) - дисперсия числа событийпуассоновского процессана интервале (О,Т) . Так какА А1 пм г проггде Ип- прогнозируемое значениечисла событий,В,(И) =В(И ) =В Ъ(Т-Т,.)1 =И (И)= Т, то 2 0(М) = - (Т-Тщ ) 2+ Ф Т,чемВремя Т , необходимое для получения оценки с заданной точностью ь, , определяется из формулы Так как емкость счетч на ограниченная, то неоего включений К 1 ъ Тее ее щт ам + 1 1п(+дарг4 Устройство работает следующим об разом,Предполагается, что устройствоосуществляет обмен с вычислителем,5производящим подсчет числа событий,через внешний блок. памяти, записьинформации в который осуществляетсяпо командам с управляющих выходов10 Устройства.На информационные входы 13 устройства поступают сигналы событий, подлежащие подсчету.На первый 14 управляющий вход уст 15 ройства поступает сигнал пуска, устанавливающий триггер 10 пуска в единичное состояние, разрешая тем самымработу устройства.На второй 15 управляющий вход устройства поступает сигнал останова,сбрасывающий триггер 10 пуска в нулевое состояние, переводя тем самымиустройство в состояние ОстановНа информационные выходы устрой 25 ства поступает содержимое регистра19 состояния счетчиков и счетчика 2 временного интервала.На первый 16 управляющий выходустройства поступает строб записи в ЗО регистра данных памяти информации с информационных выходов устройства,На второй 17 управляющий выход устройства поступает строб записи впамять. 35На третий 18 управляющий выход устройства поступает сигнал модификации счетчика адреса памяти,Предполагается, что заданы: Т - интервал наблюдения ,и - емкость счетчиков 11; ь ог - относительная точность оценки 1 числа событий И; М уровень значимости. Ориентировочноизвестно значение максимальной интенсивности Ъиз всех поступающих 45 на входы 13 измеряемых потоков событий, Оператор вычисляет число вклю ний счетчиков 11 по формуле мокс5 13470устройства (триггеры, счетчики, регистры) обнулены (цепи сброса нафиг. 1 не показаны), Двоичное пред. ставление К (К ) заносится к счет 5чик 3 числа интервалов, а,цополнительный код числа М - в делитель 25частоты (цепи параллельной установкисчетчика 3 числа интервалов и делителя 25 частоты ввиду простоты на фиг.1также не приводятся),При поступлении по первому 14 управляющему входу устройства сигналапуска устанавливается в единичное состояние триггер 10 пуска, сигнал свыхода которого разрешает работу элементов И 12Кроме того, сигнал свыхода триггера 10 пуска поступаетна первый вход первого 6 элементаИ,разрешая прохождение последовательности импульсов с выхода генератора 5на входы делителя 25 частоты и распределителя 4 импульсов. При этом навыходах распределителя импульсов(Фиг,2) формируются (Фиг,3) серии изчетырех (ТИ 1 - ТИ 4) тактовых импульсов, необходимых для работы устройства, а сигналы с выхода делителя25 частоты поступают на счетный входсчетчика 2 временного интервала. Сиг- ЗОналы событий, поступающие по информационным входам 13 устройства, подсчитываются счетчиками 11, При переполнении какого-либо 1-го (1161) счетчика 11 устанавливается в единичноеЗсостояние соответствующий триггер 26фиксации переполнения, нулевой потенциал с инверсного выхода которогопоступает на второй вход соответствующего элемента И 121,блокируя темсамым прохождение сигналов событийс соответствующего информационноговхода 131 устройства.Одновременно сигнал переполнения3-го счетчика 11 через элемент ИЛИ4523 устанавливает в единичное состояние триггер 20 запроса на цикл памяти, сигнал с выхода которого поступает на информационный вход триггера22 управления. Тактовый импульс ТИ 1,поступающий на синхровход триггера 2250управления с первого выхода распреде 1лителя 4 импульсов, устанавливаеттриггер управления в единичное состояние. Кроме того, тактовый импульсТИ 1, поступая на синхровход регистра19 состояния счетчиков, заносит в него содержимое триггеров 26 фиксациипереполнения, Фиксируя тем самым век 786тор состояния счетчиков 11 на моментпереполнения 1 -го счетчика. Единичныйпотенциал с выхода триггера 22 управления, поступая на вторые входы второго 7, третьего 8 и четвертого 9 элементов И, разрешает прохождение через них тактовых импульсов ТИ 2ТИ 4, при этом тактовый импульс ТИ 2 через второй 7 элемент И поступает на первый 16 управляющий выход устройства в качестве строба записи в регистр данных памяти информации синформационных выходов, т.е. содержимого регистра 19 состояния счетчиков и текущего значения счетчика 2 временного интервала. Тактовый импульс ТИ 3 через третий 8 элемент И поступает на второй 17 управляющий выход устройства в качестве строба записи в накопитель памяти, а тактовый импульс ТИ 4 через четвертый 9 элемент И поступает на третий 18 управляющийвыход устройства в качестве сигнала модификации счетчика адреса памяти.В случае, когда не было запросаот счетчиков 11 на интервале отработки цикла записи в память (т,е, буферный триггер 21 запроса не взведен),тактовый импульс ТИ 4, проходя черезпятый 24 элемент И на вход сбросатриггера 20 запроса на цикл памяти,сбрасывает его в нулевое состояние,инициируя последующий сброс триггера22 управления тактовым импульсом ТИ 1. В случае, когда на интервале отработки цикла записи в память поступилзапрос от счетчиков 11, происходитустановка в единичное состояние буферного триггера 21 запроса, при этомнулевой потенциал с его инверсноговыхода запрещает прохождение тактового импульса ТИ 4 на вход сброса триггера 20 запроса на. цикл памяти, инициируя тем самым повторную установкутриггера 22 управления тактовым импульсом ТИ 1, который, кроме того, сбрасывает буферный триггер 21 запроса.При переполнении счетчика 2 временного интервала сигнал с его выхода переполнения поступает на входы сброса триггеров 26 фиксации переполнения, сбрасывая их в нулевое состояние, при этом единичные потенциалыс инверсных выходов триггеров 26 фиксации переполнения, поступая на вторые входы элементов И 12, разрешают прохождение через них сигналов собы7 134707тий с информационных входов 13 устройства на счетные входы счетчиков11. Кроме того, сигнал переполненияс выхода счетчика 2 временного интервала, поступая на вход вычитан 4 я5счетчика 3 числа интервалов, уменьшает его содержимое на единицу,Далее описанная последовательностьработы устройства повторяется,1 ОПри переполнении счетчика 3 числаинтервалов сигнал переполнения с еговыхода через элемент ИЛИ 1 сбрасываетв нулевое состояние триггер 10 пуска,переводя тем самым устройство в состояние останова,Таким образом, для каждого интерТвала ЬТ=- с информационного выходаКус",ройства по сигналам с управляющихвыходов устройства в память записывается информация о состоянии счетчиков 11, т.е. содержимое регистра 19состояния счетчиков, и о текущем значении счетчика 2 временного интервалана момент переполнения 3-го (1 ь 31)счетчика 113 (т.е. значение временизаполнения (Т , ) 3-го счетчика наЙ1-том (1=1,К) интервале ЬТ), Приэтом оценка Й числа событий И наинтервале наблюдения (О,Т) вычисляется по формуле 35 40 где б". =М( 45 ать позволяет оцен используя при Устроиство ло событий ьшее по с Том 50ым устия,ления информационный вход которогосоединен с выходом триггера запроса,информационный вход которого подключен к шине логической единицы, входсброса соединен с выходом пятого элемента И, а тактовый вход подключенк тактовому входу буферного триггеразапроса и выходу второго элементаИЛИ, входыкоторого соединены с выхозвес удов равнению с ичество об м вом о б Форм ни я 5оценУстройство с ки числа событи ИЛИ, счетчик вр счетчик числа и а данных дсодержащее мент интервал енног ервал в, ра лИ =пьТОа уточненный доверительный (1-м)100 интервал для числа событий И на ин тервале (О,Т) по формуле=1-Й,тель импульсов, генератор, четыреэлемента И, триггер пуска и в каждомканале счетчик и входной элемент И,первый вход каждого из которых соецинен с соответствующим информационнымвходом устройства, а выход подключенк счетному входу соответствующегосчетчика, первый и второй установочные входы устройства соединены соответственно с входом установки в "1"триггера пуска и с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключенк входу сброса триггера пуска, прямойвыход которого подключен к первомувходу первого элемента И, второй входкоторого соединен с выходом генератора, а выход подключен к входу распределителя импульсов, выход переполнения счетчика числа интервалов подключен к второму входу элемента ИЛИ,выходы второго, третьего и четвертогоэлементов И соединены соответственнос первым, вторым и третьим управляющими выходами устройства, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности устройства путемего упрощения, в каждый канал введентриггер фиксации переполнения, в устройство также введены регистр состоя-,ния счетчиков, триггер запроса, бу-.ферный триггер запроса, триггер чаравления, второй элемент ИЛИ, пятыйэлемент И и делитель частоты, в каждом канале выход переполнения счетчика соединен с установочным входомсоответствующего триггера фиксациипереполнения, выход каждого из которых соединен с соответствующим информационным входом регистра состояниясчетчиков, тактовый вход которогоподключен к первому выходу распределителя импульсов, второй, третий ичетвертый выходы которого соединеныс первыми входами соответственно второго, третьего и четвертого элементовИ, вторые входы которых подключены кпервому входу пятого элемента И, информационному входу буферного тригге.ра запроса и выходу триггера управ1347078 30 Составитель Т.Смирнов Техред И.Попович Корректор И.Муска Редактор Н,Егорова Заказ 5119/46 Тираж 670 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 дами переполнения счетчиков соответствующих каналов, второй вход пятогоэлемента И соединен с инверсным выходом буферного триггера запроса,вход обнуления которого подключен ктактовому входу триггера управленияи к первому выходу распределителя импульсов, четвертый выход которогосоединен с третьим входом пятого элемента И, выход первого элемента Исоединен с входом делителя частотывыход которого подключен к счетномувходу счетчика временного интервала,выход переполнения которого соединенс входами сброса триггера фиксациипереполнения и со счетным входомсчетчика числа интервалов, в каждомканале второй вход входного элементаИ соединен с инверсным выходом соответствующего триггера фиксации переполнения, а третий вход входного элемента Исоединен с прямым выходомтриггера пуска, выходы разрядов счетчикавременного интервала и регистрасостоя- .ния счетчиков соединены с соответствующими информационными выходами устройства.