Устройство для определения порядковых статистик

СОНИ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧРЕСПУБЛИК О 1381 НЦИ НОМИТЕТ ССС ТЕНИЙ И ОтУДАРСТЙЕН ДЕЛАМ ИЗ ИЗОБРЕТ ОПИСА Я И АЭТОРСКОМУ СВИЩ ельнЫй10инженерно-строит ньая техника., Экс ИНИТИ, 1970% 5 етельсгво СССРР 15/36, 1978. рессс. 25,(21) 3879481/24-24(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРЯДКОВЫХ СТАТИСТИ К(57) Изобретение относится к средствам вычислительной техники и автоматики и может быть использовано в системах для обработки цифровой информации. Целью изоб. ретения является расширение функциональных возможностей за счет определения порядковых стастистик по скользящей выбооке, Устройство для определения порядковых статистик содержит а блоков анализа. кодов, каждый из которых содержит шесть элемен. тов И, четыре элемента задержки, два элемента ИЛИ, регистр, счетчик, ключ, компаратор, формирователь импульсов, В состав устройства входят также блок элементов И, источникчисел и генератор импульсов. 1 з и. ф-лы.4 ил, 1381337изобретен)е относится к средствам Вычислительной техники и автоматики ц мо)кет,быть использовано в системах для обработкицифровоц Информации.Цель изобретении - расширение функциональных возмо)кцостсй за счет определение порядковых статистик по скользящейвыборке,1.1 Я фиг. 1 показана блок-схема устройстВЯ; ца фцГ, 2 - блок-схема церВОГО и гг-ГОблокод анализа чисел; ца фиг, 3 - блок 1 Осхемя проме)куточнОГ блОкя анализа чиселецд фиг. 4 - блок-схема формирователя им.ПУЛЬСОВ.УстрОЙство содержит источник 1 исел,генератор 2 импульсов, первый 3, ц и-й 3 15блоки анализа чисел (БЛЧ), (п - 2) промежутОчцых блоков 41 - 4 анализа чнсел,блок 5 элементов И, Первые и и-й блокиацалцзя чисел содержат первый элемент 6задержки, второй элемент 7 задержки, ключ3, формирователь 9 импульсов, компаратор 1 О, первый элемент И 11, регистр 12,первый элемент ИЛИ 13, третий элемент 14, задержки, второй 15 и третий 16 элементы 11четвертый элемент 17 задержки, четвертыйэлемецг 11 18 счетчикУ 1,)ЕрОмеигутОчцье блоки Яцалеза чнсел(фиг, 3) дополнительно содержат пятый 2 С"1 РИ 2)е) сОтяв формероэат"дя 1 м 1 Рггьсов вхо дит (фиг, 4) первые, Второ)1, третий элемее-;е)Гы 11 Л 11 23 - 2 пять э)емеетов И 26 - Зе)пять элементов 11 Е 31 - 35,1,ажды 11 цз блокОВ анализа чисел может)Яботдть в следуюцих режимах:1прием чисел слева Йг == Б -е, 1, К) -,(кроеее первогО блока); 2 - прием х Й; - .-=- Ке,=О; 3 - прием числа справа ЯЕ.=-=- 1,+, КЕ.=-К)+1 (кроме )г-го блока); 4 -,бездейств)ееа регистрах блоков нцфармацци це изменяется.1 ререг)оте в любом цз неречеслеццых1)е)нмов после указанных действий гО передаче 1 цформдднц содержимое счетчика 19 уВВДЕчцвагтся Ееа едеецццу (110 сле ОбрЯботке 0 ередого числ х; возрястъ кя)кдого из чисел, размещенных в ЬАЧ, увелцчнвдегся нд еднццпу),Бееде) следующие обозначения:й -- Обьем выборки (соответстве 110колечество 1Локон анализа чисел В у.гро.1- СТВЕ);х - 1.е ИО порядку число, поступившее з 1)ца обработку;ЙЕ - сбдеекемое регестра 12 " ГО блокааналцза чисел (1=-1, 2гг)1-й элемент вариапиОниОГО ряда (2), ОбразоваецОГО из и чцсел х, поступивших последними к текущему моменту времени и упоридочеееных отношением(чисел скользящей и-выборки); КЕ - номер числа хь хранящегося в регистре 12 1-го блока 4 в порядке, обратном порядку их поступления В пределах скользящей и-выборки (т, е., если К=1, значит в -ге БАЧ хранится последнее полученное чцюо х;, если К=п значит В этом БАЧ хря. цится самое старое число скользящей )гвыборки, подлежащее стирацик) при поступлении на обработку Очередного числа хь т, е. К Возраст) числа х В ЯЕ,т - наименьшее значение номера 1, удовлетвориощего условиюХ; )1;,т, е, номер самого левого БАЧ, содержимое регистра 12 которого удовлетворяет указанному условепо, где х - очередное число, поступнепнее ца обработку, если это условие це выпал)истсп ни ддя какого 1 (это возможно лиль при 1- л), полагаем пг=-)г+1;1 - номер 1-го блока 4, в регистр 12 которого должцо быть помещено новое число хь поступившее на обработку, для сохранения упорядоченности (и с учетом стираемогочисла);5 - номер ).го блока 4, для которого выполняется условиеК;=п,т, е. Номер того блока анализа чисел, в реистре 12 которого находится самое староез число скольэищей )г-Выборке 1 одлежащее стиранию при поступлении ца обработку оцередого числа, прц 1- и, когда такого 1 1 ет, ПОлагае.1 5=)г+1,Уст)ойство работает следующим образом.В есходно)л состоянии е:.= ), т.е. числа х; ца обработку еще це поступили) в регистры 12 Всех блоков анализа 1 сел помещее 0 число М, зацедомо большее любого возможного значения хь а счетччкн 19 всех блоков анализа чисел установлены в цуль.Г 11)ц этом, поскольку Л,=М, иа Выходе эдемег)я И Ь устройства присутствует единичный сиГндл, поступа 10 щеи нд ВхОд этОГО блока анализа чисел, свидетельствуя о выполнении условия 5-.;)г (т, е. 1 )г), В результате единичный сигнал с этого выхода поступает ца вход предыдущего блока анализа чисел, свидетельствуя о вьполнении условия 5-,-.11 - 1 и т. д. дО первОГО блока 3 вклочцтельцо: ца входе формерователя импульсов каждого ЬАприсутствует единичный сигнал, что соответствует исходной сцтуацеи Яп, т, егг, Единичный сигнал 1 а Входе формирОВятеля импльсов каждоГО блока анализа чисел присутствует до тех пор, пока Й,=Й, т. е. пока г%п, после чего ЯМ, ц единичный сигнал ча входе последеВГО блока 3 исчезет.Первый импульс с первого выхода такто. вого генератора 2 формирует цр выходе источника 1 чисел число х;, поступающее в параллельной потенциальной форме на пер 381337вый вход каждого блока анализа чисел.Поскольку х;(Й,=М для всех значе г.4число х очевидно;.,олжно быть номе;.и-; - ов регистр 12 первого блока,": (имеем 1.=-и 1==1). Единичный сигнал присутствует навыходах цифровых компараторов 10 всехблоков анализа чисел, т, е. на третьих входахУБ всех БАЧ и на четвертых входах всехблоков анализа чисел, кроме первого., гдеэтот вход отсутствует. В результате формируется единичный сигнал на выходе формирователя импульсов первого БАЧ на выходеэлемента ИЛИ 24 и элемента И 30, задаваявсем блокам анализа чисел, кроме первого,режим 1. Это приводит к открыванию ключа 8 и элементов И 20 и 21. В формирователеимпульсов первого блока единичный сигналформируется на выходе элемента И 27 и выходах элементов ИЛИ 24 и 25, задавая темсамым режим 2 первому блоку 3, В результате открываются ключ 8 и элемент И 11.Первый тактовый импульс с второго выхода тактового генератора 2, подаваемыйна второй вход каждого блока анализа чиселна входы элементов И 11, 15, 6 первогоблока 3, ввиду чего число хприсутствующеев это время на первом входе каждого блокаанализа чисел передается через элементИ 11 и элемент ИЛИ 13 на вход элемента 6задержки, Аналогично в каждом 1-м из остальных блоков 4 (1=2, 3,и) на входэлемента б задержки через элемент И 21и элемент ИЛИ 13 передается число, Й,а на вход элемента 17 задержки через элемент И 20 и элемент ИЛИ 22 (в последнемблоке,З он отсутствует) - возраст Кэтого числа, т, е. в соответствии с заданнымрежимом осуществляется прием слева(в данном случае Й; =М, К;.-- О).Время задержки элементов б и 1 одинаково (точное равенство, что не требуется).За это время в каждом БАЧ тактовый импульс, пройдя через открытый ключ 8 и элемент 7 задержки, время задержки которогоменьше, чем элементов б и 17, сбрасывает, в нуль регистр2 и счетчик 19 данного блокаанализа чисел. После этого в регистр 12 первого БАЧ записывается с выхода элемента бзадержки число х 1, а в регистр 12 и счетчик 19 каждого из остальных блоков анализачисел - содержимое соответственно регистра 12 и счетчика 19 предыдущего блокаанализа чисел. Затеи импульс с выхода эле.мента задержки 14, время задержки кото.рого больше, чем элем.нтов.б и 17, добавляет в каждом без искл очений БАЧ единицув счетчик 19. На этом обработка числа хзакончена (имеем К=Кг== К=1, Й ==х, Йг=ЙЗ=."=Йл=М)Таким образом, первый БАЧ работал врежиме 2,а все остальные БАЧ - в режиме 1что н требуется согласно реализуемому алгоритму,Второй импульс с первого выхода тактового генератора 2 формирует второе число Х. поступающее на первые входы цифровьх ко,"баратории 0 всех блоков анализа чисел, иа вторые входы которых поданы числа Й, с выходов регистров 12 соответствующих блоков анализа чисел.Если хг(Й 1 (т. е. снова 1=т=1), всеблоки анализа чисел работают идентично предыдущему случаю, в результате чего получаем: К=1, Кг=Кз=" =К =-2 Й =хгф Йг=х) Йэ=Й 4=Йп М10 Если хг)Йь т. е. 1=т=2, то на выходецифрового компаратора 10 первого блока 3 единичного сигнала нет, ввиду чего на выходах формирователя импульсов этого блока имеюТся нулевые сигналы, задающие ему 5 режим 4 (бездействие). У второго блока 4в рассматриваемом случае отсутствует единичный сигнал с выхода цифрового компаратора предыдущего блока анализа чисел БАЧ, ввиду чего форм иро ватель и м пульсов этого блока задает режим 2 работы данного 20 блока анализа чисел, Остальные блоки работают в режиме 1 - для них все обстоит точно так же, как и при обработке числа х,В результате получаем: К=2, Кг=1,Кз= - К 4==К=2, Й 1=хь Йг=хг, ЙЗ=Й 4= 25Таким образом, в соответствии с алгоритмом, 1-й блок 4 работал в режиме 2, все блоки анализа чисел слева от него - в режиме 4, а все блоки анализа чисел справа от него - в режиме 1.Для следующего числа хз имеются ужетри возможности, различные с точки зренияупорядочения чиселА) хз(Й(1=т=1)Б) Й 1 хз(Йг(1=т=2)В) хэ)Йг,1=т=З)Легко убедиться, прослеживая аналогично описанному, работу цифровых компараторов и формирователей импульсов, что в случае А в режиме 2 работает первый блок 2, а остальные блоки анализа чисел - в режиме 1, в результате получим:40Й=хз(ЙгЙЗЙл=М, К 4=1 л В случае Б в режиме 2 работает второйблок 4, первый блок 3 - в режиме 4, а остальные блоки - в режиме 1, в результате получим;ЙЙ 2 - хз(ЙЗ" (Йл=М, К 2=1.Вслучае В в режиме 2 работает третийблок 4, первый и второй блоки анализа чисел - в режиме 4, а остальные - в режиме 1, 5 р получим:Й(ЙгЙз=хЗЙ 4(":(Йл=Ме Кэ=1В любом случае в режиме 2 (прием хДработает 1-й БАЧ, (при 1(п, 1=т), все блоки анализа чисел слева от него - в режиме 4 55 (бездействие), все блоки анализа чисел справа от него - в режиме 1 (прием слева), что и требуется согласно алгоритму для упорядочения чисел выборки.П ри 1 а. устройство работает аналогичногзвестному, поскольку режим 3 не исполь.уется (прием справа).После Обработки числа х, Во-первых, цс.Сээет единичный сигнал с Выхода элементаЙ 5, поскольку теперь регистры 12 Всех блоков анализа чисел запяты чцсламя х)-;-.М,1 О-вторых, в счетчике 19 одного из блоков:Налиээ чисел окажется число Кг=а, т, е.гга выходе элемента И 18 этого блока ацали. я чисел НОНВится единичпьгй сигнал, свцз етельствующий, что 5=1, т. е. содержимое1 е истра 12 этого блока анализа чисел долж.1 о быть стерто при поступлении ца обработкугчерсдцого числа х; которому должен бытьрцсвоен возраст К 1=1, .Пусть число хг сформировано, причем1 а, 1,5, О)Если 1:5, то всем блокам ацэлиза чиселномерами /, удовлетворяющим церавецтвэм (1), задается режим 1 (прпем слева),всем блокам ацализа чцсел с номерамц1 - режим 4 (бездействие),Еслн 1=5, то Всем блокам анализа чисел,)Оме 1-го, задается режим 4.Если 15, то Всем блокам Яцалцэа чиселномерами 1-и 1-У задается режим 4,г всем блокам 3 и 4 с номерами, удов.ггетггорягогггимц церавеггстнэм (2), 5) 1 (2) и;ж 11 м 3 (прием сц 1)эва),Таким Образом, после формггровац 1 ячередного числ)1 х; эядястся в соотгстствци)эботы кггждОГО блока анализа гнсел, Им;улье со второго Вьгхода Генератора 2, по,.Вэ.мьги на Второц вход каждого бло:,ацэл:,.ээ чисел, осугпествляет всс цсобходцые согласно заданному режимучцствця,я.смотрим цх для кяйдОГО,ре)кимя.Режим 1 (для Всех блоков ацалцза чисел,(роме перво 1, Импулгс с выходя 1 егцра"уорэ импульсов, постуггая пя Входы злсмс 1 гов И 11,й, 16, 21 и 2 О, передает через открытые злсмецть; И й 1, 20 и элементы ИЛИ13 22 числа Й.; 1 ц Л; 1, црнсутствугощнеца входах блока аггэгггзя чисел цэ Входыэлементов 6, 17 задержки, роме того, укаэанный имгглгс проходит через Открытгйклкиг д цэ Вход элемента 7 эадс".жки, Я тЯкжецепосрсдствеггцо ца вход злемсцтэ 14 зэдержки. Спустя Время задержки элемента 7,импульсс сгО выхОда поступает цэ Входыустановки п О регистра 12 и счетчика 19.После этого с Вьгходов элементов 6 и 17задержки В регистр 12 и счетчгн: 19 соответственно записываются числа, поданныецэ Входы этггх элементов задержки, Затеяимпульс с Выхода злемеггтэ эадержкБ 14ГгоступЯет цэ счетный Вход счетчика 19 уве"личивая СГО содержимое на единицу,Иэ этОм рабОтя блока ацялцэа чисел ПООбработке числа х, в режиме 1 эакацяцва ется. Режим 2 (для всех блоков анализа чисел) Импульс со второго входа блока анализа чисел, поступая на входы элементов И 11, 15, 16, 20 и 21, передает через открытый элемент И 11 и элемент ИЛИ 13 на вход элемецга 6 задержки число хприсутствующее нэ первом входе БЛЧ (на входе элемента И 11), Д,эльнейшие действия полностью совпадают с действиями в режиме 1, но В счетчик 13, устанавливаемый в О, число с выхода элемента 17 задержки не поступает, т, е, в результате имеем: Л;=хь К;=1.Режим 3 (для всех блоков анализа чисел, кроме последнего), Импульс с второго входа блока 4, поступая ца входи элементов И 11,15, 162 О и 21, передает через открытые эле-. менты И 16, .15 на входы элементов 6 и 7 задержки числа Лг+1, К;+1 соответствецно, присутствующие н Входах элементов И 15, 16. Дэльцейгггие действия совпадают с действиями в режиме 1. Б результате получаем;1:; - -Дн К;=Кг+ 1+1Олягодяг)я Описанным дейстВиям по заданию режимов работы блоков анализа чисел и обработки информации этими блоками согласно задании 1 режимам в регистрах 12 блоков анализа гисел устройства после обработки первых а чисел х; всегда присутствует упорядоченная отцощением скользящая гг-выборка, состоящая из а чисел хь получе пгых ца ооработку последними, а счетчик 19 каждого блока 3 и 4 фиксирует возраст хрянящсгося в пегистре этого числа х; в пределах скользящей а-выборки,Размещецце очередного числа в блоках 3 11 4 осуществляется предельно быстро блаГодаря параллельному анализу - число. сравнивается одновременно с содержимым регистра 12 каждого блока анализа чисел, все перемещения данных также производятся одновременно,Формула изобретения4911. Устройство для определения порядкоВых статистик, содержащее (а+1) /2 блоков анализа чисел (а - Объем выборки, нечетное число), каждый из которых содержит регистр, выход которого подключен к первому входу комггэрятора, первый элемент И, выход которого в каждом блоке анализа чисел, кроме первого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого со-едцнен с входом первого элемента задержки,Выход которого подключен к информацион ному Входу регистра, клюг, управляющийвход которого объединен с первым входом первого элемента И н подключен и первому Выходу генератора импульсов, второй выход которого соединен с входом источника чисел, у Выход которого подклк)чен к вторым входамкомпаратора и первого элемента И, блок элементов И, отличйющееея тем, что, с цельюо1381337 7расширения функциональных возможностей за счет определения порядковых ст тцтк пс скользящей выборке, В устройство введены (л - 1) /2 блоков анализа чисел, в каж,дый из которых введены второй, третий и четвертый элементы И, второй, третий и четвертый элементы задержки, формирователь импульсов и счетчик, а 1-е блоки анализа чисел (1=2, 3, , и - 1) дополнительно содержат второй элемент ИЛИ, пятый и шестой элементы И, при этом вход установки в О счетчика объединен с управляющим входом регистра и подключен к выходу второго элемента задержки, вход которого соединен с выходом ключа, первые входы второго и третьего элементов И объединены с входом третьего элемента задержки и подключены к первому выходу генератора импульсов, выход третьего элемента задержки соединен со счетным входом счетчика, информационный вход которого подключен к выходу четвертого элемента задержки, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первыйвыход формирователя импульсов подключен к третьему входу первого элемента И, второй вход первого элемента ИЛИ подключен к выходу третьего элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом второго элемента И и соединен с вторым выходом формирователя импульсов, третий выход которого подключен к информационному входу ключа, выход счетчика через четвертый элемент И соединен с первым входом формирователя импульсов, второй вход которого подключен к выходу ком. паратора, третьи входы второго и третьегоэлементов И, каждого блока анализа чисел, кроме п-го, соединены с выходами счетчика и регистра следующего блока анализа чисел, третьи входы второго и третьего. элементов а.го блока анализа чисел подключены к вы ходам счетчика и регистра (и - 1)-го блокаанализа чисел соединен через блок элемен тов И с третьим входом формирователя импульсов, четвертый выход формирователя. импульсов каждого блока анализа чиселподключен к третьему входу формирователя импульсов прель:дущего блока анализа,чисел, выход компаратора каждого блока анализа чисел соединен с четвертым входом формирователя импульсов предыдущего ис пятым входом формирователя импульсовпоследующего блоков анализа чисел, первые входы пятого и шестого элементов И объ.единены и подключены к первому выходу генератора импульсов, вторые входы пятого и шестого элементов И объединены и соеди.иены с пятым выходом формирователя импульсов, третьи входы пятого и шестого элементов И каждого блока анализа чисел сотединены соответственно с выходами счетчика н регистра предыдущего блока анализа чисел, выход пятого элемента И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, выход шестого элемента И соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход первого элемента 11 в первом блоке анализа чисел подключен к первому входу первого элемента ИЛИ.10 2. Устройство по п, 1, отличающееся тем,что формирователь импульсов содержит три элемента ИЛИ, пять элементов И и пять элементов НЕ, при этом первый вход первого элемейта ИЛИ подключен к выходу второго элемента ИЛИ и является первым выходом 15 формирователя импульсов, первый входтретьего элемента ИЛИ объединен с первым входом первого элемента И и является первым входом формирователя импульсов, выход второго элемента И соединен с вторым 20 входом первого элемента ИЛИ и являетсяпятым выходом формирователя импульсов, третий вход первого элемента ИЛИ подключен к выходу третьего элемента И и является вторым выходом формирователя импульсов, выход первого элемента ИЛИ является 25 третьим выходом формирователя импульсов,первый вход четвертого элемента И объединен с входом первого элемента НЕ и является вторым входом формирователя импульсоь, второй вход третьего элемента ИЛИ объединен с входом второго элемента НЕ, 0 с вторым входом четвертого элемента И иявляется третьим входом формирователя импульсов, второй вход первого элемента И объединен с входом третьего элемента НЕ и с первым входом пятого элемента И и является четвертым входом формирователя З 5 чмпульсов, выход третьего элемента ИЛИподключен к входу четвертого элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом пятого элемента И, выход которого подклю.чен к первому входу второго элемента ИЛИ, 40 второй вход которого соединен с выходомпервого элемента И, третий вход которого объединен с третьим входом четвертого зле мента И и подключен к выходу пятого элемента НЕ, вход которого объединен с первым входом второго элемента И и является пятым.4 входом формирователя импульсов, выходтретьего элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго элемента И и является четвертым выходом формирователя импульсов, выход четвертого элемента И соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ, вы-" ход второго элемента НЕ.соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента НЕ./Составнтел ко Техред ИТираж 7 ного комнтета С осква, Ж в , рафнческое пред Редактор М. НедолуженЗаказ 837/ЭбВНИИПИ Государствен11 ЭОЭБ, М,Производственно яоля горьян ЧтенцКорректор АПодп ясноеделам нзобретений иая наб., д, 4/5