Устройство для формирования гистограммы случайных чисел

(51)5 6 06 Р 15/36 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР М 1101839, кл. О 06 Г 15/36, 1984.Авторское свидетельство СССР М 1262524, кл, 8 06 Г 15/36, 1985, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГИСТОГРАММЫ СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано дляанализа распределения случайных величини процессов,Цель изобретения - повышение точности, а также расширения функциональныхвоэможностей за счет формирования гистограммы распределения условных вероятностей,На фиг. 1 и 2 приведена схема устройства.Устройство содержит первый счетчик 1,выходы старших разрядов которого соединены с первым информационным входомпервого мультиплексора 2, блок 3 памяти,сумматор 4, второй и третий мультиплексоры 5 и 6, второй счетчик 7, генератор 8тактовых импульсов, дешифратор 9, переключатель 10, схему 11 сравнения, регистр12, цифровой индикатор 13, дополнительный блок 14 памяти, дополнительный регистр 15, шифратор 16, коммутатор 17,е ьЖпо 1 702391 А 1(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для анализа распределения случайных величин и процессов, Цель изобретения - повышение точности. Устройство содержит счетчики, мультиплексоры, блоки памяти, сумматор, генератор тактовых импульсов, дешифратор, переключатель, схему сравнения регистра, шифратор, триггер, коммутатор, ключ, элементы И, ИЛИ, НЕ. 1 з,п. ф-лы, 2 ил,первый, второй и третий триггеры 18, 19 и 20, ключ 21, дополнительный триггер 22, первый, второй, третий, четвертый, пятый и дополнительный элементы И 2328, первый, второй и дополнительный элементы НЕ 29.31, первый и второй элементы ИЛИ 32, 33, выход первого из которых соединен с вторым входом третьего мультиплексора 6, выход которого соединен с первым управляющим входом блока 34 элементов И,Устройство содержит входы 35 - 38, выход 39, входы 40 - 43, выход 44,Второй управляющий вход блока 34 соединен с управляющим входом третьего мультиплексора б, с управляющим входом дополнительного регистра 15, входом записи второго счетчика 7 и инверсным выходом третьего триггера 20, прямой выход которого соединен с информационным входом ключа 21, с первым входом пятого элемента И 27 и вторым входом четвертого элемента И 26, инверсный выход которого соединен свходом записи первого счетчика 1, информационные входы которого соединены с информационным входом 35 устройства, синхровход 36 которого соединен со счетным входом счетчика 1, с первым входом второго элемента И 24, с тактовым входом дополнительного регистра 15 и чеоез первый элемент НЕ 29 - с тактовым входом первого триггера 18 и первым входом третьего элемента И 25. Инвеосный выход последнего соединен с вторым входом первого элемента И 23, первый вход которого соединен с прямым выходом первого триггера 18, выход - с тактовым входом дополнительного тригера 22 и тактовым входом регистра 12, выход которого соединен с информационным входом цифрового индикатора 13 и информационным входом блОка 3 памяти, выход которого соединен с первым входом сумматора 4, выход которого соединен с информационнь м вхсдом регистра 12 и первым входом схемы 11 сравнения, второй вход которой соединен с входом 37 задания обьема выборки, выход "Равно" - с вторым входом второго элемента ИЛИ 33 и вторым входом дополнительного элемента И 28,Выход последнего соединен с входом сброса третьего триггера 20, вход запуска которого соединен с входами сброса регистра 12 и дополнительного триггера 22, с вторым входом второго элемента И 24, с первым входом четвертого элемента И 26, с управляющим входом первого мультиплексора 2 и инверсным выходом второго триггера 19, вход запуска которого соединен с входом 38 запуска устройства, информациОнный вход - с общей шиной, тактовый вход - с выходом 39 признака начала гистограммы устройства и выходом переноса первого счетчика 1, выходы младших разрядов которого соединены с младшими разрядами адресных входов блока 3 памяти и первым информационным входом второго мультиплексора 5.Второй информационный вход мультиплексора соединен с входом 40 задания до- ПОЛНИТЕЛЬНОГО СЛуайНОО Роцасса устройства, вход 41 задания режима которого соединен с управляющим входом второго мультиплексора 5, выход которого соединен с информационным входом дешифратора 9, выходы которого соединены с информационными входами переключателя 10, управляющие входы которого являются входэми зэдэния номера дискоета гистограммы устройства, выход соединен с пер вым информационным входом третьего мультиплексора б, с информационным входом первого триггера 18 и входом последовательной записи дополнительного регистра 15, выход которого соединен с входами первого элемента ИЛИ 32 и с разрядными входами шифратора 1 б, выход которого соединен с вторым информационным входом первого мультиплексора 2 и информационными входами коммутатора 17.Управля:ощие входы коммутатора соединены с вхОдами параллельной зэписи дополнительного регистра 15 и входами 42 задания номера выборки устройства, выход - с первым входом дополнительного элемента И 28. Вход 43 опроса устройства соединен с управляющим входом ключа 21, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И 25 и через второй элемент НЕ 30 - с входом запуска первого триггера 18, входом стробирования цифрового индикатора 15 и входом сброса второго счетчика 7, счетный вход которого соединен с выходом генератора 8 тактовых импульсов, информационные входы разрядов, кроме нулевого, с общей шиной, выход - С информационным входом блока 34 элементов И, выход котороо соединен с вторым входом сумматора 4.Выход дополнительного блока 14 памяти соединен через дополнительный элемент НЕ 31 с входом нулевого разряда второго счетчика 7 и непосредственно с первым входом второго элемента ИЛИ ЗЗ, выход которого соединен с информационным входом дополнительного триггера 22, прямой выход которого соединен с информационным входом дополнительного блока 14 памяти, адресные входы которого соединены с выходом первого мультиплексора 2 и старшими разрядами блока 3 памяти, вход управления записью "считыванием которого соединен с входом управления записьюсчитыванием дополнительного блока 14 памяти и с выходом пятого элемента И 27, выходом 44 устройства является выход регистра 12.Устройство работает следующим образом,Подачей низкого уровня на вход 38 устройство переводится в исходное состояние, при этом счетчик 1 последовательно перебираетт все адреса блоков 3 и 14, находящихся в режиме записи, Установка сигналом с инверсного выхода триггера 19 регистров 1 и 22 в нулевое состояние обеспечивает запись в блоки 3 и 14 нулевых значений кодов по всем адресам, После Окончания низкого уровня на входе 38 сигнал с выхода переноса счетчика 1 переводит устройство в режим накопления информации, В этом режиме счетчик 1 устанавливается в режим Прозрачности постояннОЙ записи кОДд с информационных входов), при котором наего выход проходит сигнал с входа 35, так что младшая группа адресов блока 3 соответствует коду сигнала с входа 35.При подаче на вход 41 низкого уровня устройство накапливает гистограммы условных и безусловных вероятностей, характеризующих свойства случайного процесса на входе 35, Входной сигнал при этом проходит с выхода мультиплексооа 5 нз вход дешифрзтора 9, адин из выходов которого выбирается пеоеключателем 10, фиксируя одно из значений входного кода в качестве первого лз условий для получения гистограмм условных вероятностей. В качестве второго условия принято количество тактов (дискретов). отделяющих первое условие от анализируемого дискретз; регистр 15 и шифратор 16 преобразуют второе условие в номер гистограмм.,., причем нулю соответствует безусловная вероятность. Номер гистограммы с выхода вифратора 16 опреде;яет старшую группу адресов блока 3 и адреса блока 14, Накопление информации происходит путем увеличения на единицу содержимого блока 3 по выбранному адресу,упомянутая единица снимается с выхода элемента 31 через счет ик 7 (в режиме "прозрачности"), сумматор 4 и регистр 12 до тех пор, пока на выходе;умматора ч код не сравняется с кодом на входе 37 в момент совпадения номера гистограммы с выхода шифратора 16 с выбранным входом 42 числом. В этом случае высокий уровень с выхода мультиплексора 17 раз-ешзет сигналу с выхода схемы 11 чеоез элемент 28 сбросить триггер 20, завершая тем самым режим накопления информации, Если какая-нибудь из гистограмм накопллась до величины, определяемой сигналом со входа 37 раньше, чем у выбранной входом 42, то высокий уровень с выхода схемы 1через элемент ЗЗ и триггер 22 записывается в блок 14 так, что дальнейшее накопление этой гистограммы прекращается.При подаче на вход 41 высокого уровня устройство накапливает информацию для гистограмм условных вероятностей, характеризующих связь между случайными процессами на входах 35 и 40 устройства, При этом на выходе мультиплексора 5 имеется сигнал с входа 40 и первое из условий соответствует выбранному переклочателем 10 значению кода на входе 40,По окончании режима накопления информации устройство переходлт в режим ее выдачи, При этом советчик 1 сигналом с выхода триггера 20 через элемент 26 переводится в режим счета тактовых импульсов с входа 36, т,е, и" реблрзет адреса блока 3,5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 который находится в режиме считывания. Сигнал с его выхода, соответствующий номеру гистограммы, установленной входами 42, и рошедший регистр 15 (в режиме параллельной записи) и шифратор 16 в качестве старшей групы адресов блока 3 через сумматор 4 и регстр 12 циклически поступает на выхоц 44 устройства.Начало выдачи гистограммы определяется фронтом сигнала на выходе 39, При этом сигнзл с выода дешифратора 9 через пеоеклсчатель 10, выбирающий любое иэ значений сигнала,а входе 35,и мультиплексор 6 позволяет проходить через элемент 34 сигизлу с выхода счетчика 7, который в это время находится в режиме счета выходных импул:сов .енератора 8, Этотсигнал на сумматоре 4 с,лздывгется с кодом. поступающим из блока 3 в момент совпадения младшей группы адресов последнего и выбранного пере:;люча-елец 10 значения, Такиобразом на гистограмме формируется "дышащая" метка,Для измерения точного значения гис- ТОрзммы в данный момент необходимо пода ь сигнал нз ьход 43, чем обеспечивается отключение ме яки (Обнулением счетчика 7) и включение;ифро Ого индикатора 13 сиг-. налом с выхода зль. та 30, а та.,же прекращением ;к:ны ин:1 ормации в регистре 12 за сче блокировки тактовых импульсов с выхода з.:е. ета 29 элементам 1 Ь, 23 и 25,Длг пос роения только гистограмм безуслсзно, зероятнос.и устройства могут быть исключен ь элеме, ты и блокл 2, 5, 6, 14, 15 1 1 7, ".2, 21, 31, 33, 40, 41, 42, в блоке 3 Остаеся только младшая руппа адресов, а устройство работает также, как в случае постооеня гистограммы условной вероятности с нулевьм номером..".Ормула изобретения :, устройство для Формирования глстогрЗММЫ СлучайнЫХ ЧИСЕЛ СодвржащЕЕ бЛОК памя;: сумматор, первый счетчик, переклочатель, псрвый триггер, ключ, первый злемен г И и блок индикации, причем выход блока памяти соединен с первым входом сумматора, О т л л ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены схема сравнения, два триггера, два элемента НЕ, регистр, бгок элементов И, четыре элемента И и дешифратор, вход которого соед, О с ад,зсным входом блока памяти и под лОн:.н к выходу первого счетчикз, выхол , ифрзтора соединен с ин Ормационнь. Кодом переключателя, управляющий вход оторои является входом задания номера дискрета гистограммы устройства, а выход подключен к первому управляющему входу блок элементов И и информационному входу первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входсм первого элемента И, выход которого подключен к тактовому входу регистра, выход которого соединен с информационными входами блока индикации и блока памяти, информа- ционныЙ ВМОд первоГО сч 8 тчика является информационнм входом устройства, а тактовый вход является синхровходом устройства и соединен с первым входом второго элемента И и входом первого элемЕнта НЕ, выход которого подклочен к тактовому входу первого триггера и первому входу третьего элемента И, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход переноса перво- ГО счетчика является Выходом признака начала Гистограммы устройства и соединен с тактовым входом второго триггера, вход установки в единицу которого является входом запуска устройства, а инверсный выход соединен с входом сброса регистра, с Б-входом третьего триггера, вторым входом второго элемента И и первым входом четвертого элемента И, инверсный выход которого подключен к входу записи первого счетчика, прямой Выход третьего -;риггера соединен с вторым входом четвертого элемента И, первым входом пятого элемента И и информационным Входом ключа, управляющий вход которого является входом опроса устройства, а выход подключен к второму входу третьего элемента И и через второй элемент НЕ - к входу установки в единицу первОГО триГГера, к гактОВОму входу блока индикации и входу сброса второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генеоатора тактовых импульсов, а информационный выход - с информационным входом блока элементов И, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход которого подключен к информационному ВхОду р 8 гистрэ и пер" вому входу схемы сравнения, Вторзй вход которой является Входом задания объема выборки устройства, а выход "Равно" соединен с Й-входом третьего триггера, инверсный Выход котОООГО подключен к вторОму управляющему Входу блока элементов И и входу записи второго счетчика,2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных Возможностей за счет формирования ГистоГраммы рзспр 8 деления условных вероятностей, в него введены три мультиплексора, коммутатор, шифратор, два элемента ИЛИ и дополнительные элементы НЕ, . регистр, триггер, блок памяти и элемент И,причем первые информационные входы 10 20 25 30 Д 5 40 45 50 первого и второго мультиплексоров соединены с выходами соответственно старших и младших разрядов первого счетчика, второй информационный вход второго мультиплексора является входом задания дополнительного случайного процесса устройства, вход задания режима которого является управля 1 ощим Водом второо мультиплексора, выход которого подключен к Входу дешифрзторз, Выход переключателя подключен к первому информационному входу третьего мультиплексора, второй информационнь.й вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, Входы которого соединены с разрядными входами дополнительного шифратора и подключены к Выходу дополнительного регистоа, вход последовательной записи информации котороГО подключен к выходу переключателя, а разрядные информационные входы соединены с управляющими входами коммутатора и являются разрядным входом задания номера выборки устройства, тактовый вход регистра соединен с синхровходом устройства, выход шифратора подключен информационному входу коммутатора и второму информационному входу первого мультиплексора, выход которого соединен с дополнительными старшими разрядами адресного входа блока памяти и с адресным входом дополнительного блока памяти, вход уп ра аления записью,считыванием которого подключен к инверсному выходу пятого элемента И, а выход через дополнительный элемент НЕ соединен с нулевым разрядом второго счетчика и непосредственно подлючен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом дополнительного триггера, прямой выход котооого подключен к информационному вхОДу Дополнительного блока памяти, Выход ворого триггера соединен с входом установки в ноль дополнительного тоиггера и управляющим входом первого мультиплексора, инверсный выход третьего триггера подключен к входу записи дополнительного регистра и управляющему входутретьего мультиплексора, выход кото- РОГО со 8 динен с первым управляющим Входом блока элементов И, выход коммутатора пОдключен к п 8 рвому входу дополнительно- ГО элвментз И, второй ВХОД кОтороГО соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и с выходом "Равно" схемы сравнения, а выход подключен к Й-входу третьего триггера.Приоритет и. 2 исчислять от 30. 12, 88,1702391 Составитель С,ИонкинРедактор Л,Народная Техред М.Моргентал Ко М.Кучерява П одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Га 10 Заказ 4544 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5