Устройство для определения моментов распределения случайных величин

)4 606 ПИС ЕТЕН овыеи./ я ассах.2-17. 81.МО- ВЕЛИся к вычислибыть испольстродействуюных. Цель зобретение ой технике ипрн построестем обработ в да к вычислиыть исполь тродействуюых,яется лщение овыш устфункциональ фиг. 2 - бл лок регистшифратор; н яющие его второ пояиг, 5 - диаграммьостроение,Устройство дляов распределения ия мом определслучай ых вели ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯИЕНТОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНЫХЧИН(57) Итноситтельно может Изобретение относится тельной технике и может зовано при построении бы щих систем обработки дан Целью изобретения явл ние быстродействия и упр ройства. На фиг.1 представлена ная схема устройства; на дешифрации; на фиг, 3 -рации; на фиг.4 - й ф сизобретения - повышение быстродеиствия и упрощение. устройства. Устройство включает счетчик, блок регистрации, триггер, генератор импульсов,элементы И, блок постоянной памяти,блок дешифрации, элемент ИЛИ, элементзапрета, элемент НЕ, элементы задержки и блоки вычисления моментов (БВИ),число которых равно числу основанийиспользуемой системы остаточных классов. Каждый БВМ состоит из модульногосчетчика, модульных суммирующих счетчиков, шифраторов узлов коммутации,,что приводит к распараллеливанию вычислений, повышается быстродействиеустройства и упрощается его выполнение. Последнее обусловлено также соответствующим выбором оснований системы остаточных классов и объемом выборки измеряемых величин. 2 з,п.ф-лы,5 ил. Мвайсодержит (фиг.1) генератор 1 импуль- (фсов, счетчик 2, блоки 3 вычислениямоментов, первый 4 и второй 5 блокидешифрации, блок 6 постоянной памяти,блок 7 регистрации, триггер 8, элементИЛИ 9, элемент НЕ 10, первый - третийэлементы 11 - 13 задержки, элементЗАПРЕТ 14, первый - третий элементы И15 - 17. Каждый блок 3 вычисления мо- еФффментов включает модульный счетчик 18, фпервый и второй модульные суммирующиесчетчики 19 и 20, первый - четвертыйшифраторы 21 - 24 и первый - пятыйузлы 25 - 29 коммутации. Кроме того,устройство включает информационный3 1513476вход 30, входы 31 задания режима, вход32 обнуления и тактовый выход 33.Блок 4 или 5 выполнен (фиг. 2) надешифраторах 34, выходы которых соединены с соответствующими входами соответствующих .элементов И 35, выходыкоторых подключены к входам элементаИЛИ-НЕ 36. Входы дешифратора 34 являются информационными входами 37 блока 10последние входы элементов И 35 являются входами 38 задания режима блока,выход элемента ИЛИ-НЕ 36 является выходом 39. К входам какого-либо из элементов И 35 подключены те выходы дешифраторов 34 (по одному выходу откаждого), которые соответствуют одновременному появлению на входах всехдешифраторов 34 кодов числа, кратногозаданному (для блока 4) или равного 20целому квадрату (для блока 5), Приэтом на выходе блока появляется сигнал нулевого уровня.Блок 6 постоянной памяти обеспечивает при наличии нулевого сигнала на 25входе режима преобразование входныхкодов некоторого числа А в коды чисел.1 А,Блок 7 регистрации выполнен (Фиг.3) на преобразователе 40 кода системы 30остаточных классов в позиционный код,узле 41 коммутации, первом и второмбуферньгл регистрах 42 и 43 и первоми втором индикаторах 44 и 45 и содержит информационные 46 и управляющий47 входы,Модульный 18 и суммирующие 19 и20 счетчики в каждом блоке 3 вычисления моментов выполняют свои операциппо модулю Р, х-го основания используемой системы остаточных классов(СОК). Для осуществления суммированияв каждом разряде счетчиков 19 и 20имеется установочный вход,Первый шифратор 21 выполняет пре 1образование вида А 1 т.е, возведение в квадрат по модулю основанияР, и может быть реализован путемпростой перекоммутации выходов дешифратора, входы которого являютсявходами этого,цешифратора. Второйшифратор 22 выполнен (Фиг,4) на элементах И 48 и элементах ИЛИ 49 Нафиг,4 обозначены информационные входы50 входы 51 задания режима и выходыг52, Шифратор 22 обеспечивает операцпо 5АИ, причем величина И задаетсяпо входам 51, Соединения элементовИ 48 с элементами ИЛИ 49 меняются в2) Последнее выражение можьразовать к виду ре(1) и (2) использова по выие СОК зависимости от управляющих сигналовна входах 51 и производятся по правилу фиг.5. Это возможно, если осноквания СОК выбраны равными 2 - 1, аобъем И выборки измеряемых случайныхвеличин равен 2 , Третий шифратор 23формирует на своих выходах код числа,дополнительного к входному по модулюР . Четвертый шифратор 24 имеет выполнение сходное с шифратором 22(Фнг.4), но соединения элементов И 48с элементами ИЛИ 49 осуществляется"против стрелок", т,е, снизу вверх наФиг,5Кроме того, элементы И 48 имеютеще по одному входу, все эти дополнительные входы объединены и являютсявходом стробирования (управляющимвходом) этого шифратора 24.Устройство работает следующим образом.Каждое число А может быть однозначно представлено в виде совокупностисвоих вычетов а, а, , а повзаимно простым основаниям Р, Р,Р, если А(ПР При этом опера 1 - 1ции над числом А заменяются теми жеоперациями над вычетами, которые можно выполнить для каждого вычета, независимо, и эти операции выполняютсяго модулю его основания,Устройство предназначено для определения математического ожидания исреднеквадратического отклонения длительностей И сЛучайно распределенныхвременных интервалов, Эти длительности измеряются путем заполнения каждого интервала импульсами известной час"таты с подсчетом их числа. Математическое ожидание ш и среднеквадратическое отклонение б длительностей Мвременных интервалов определяется поФормулам15 1513476 6 операцию сложения редаются через узел 26, шифратор 2 1, щих длительности узел 27 и шифратор 22 на суммирующий в, простым подсче- счетчик 20, где суммируются по мопульсов, приходя- дулю Р; умноженные на Н коды кваднтервалов. ратов значений, подсчитанных счетерапии умножения чиком 18, т.е, вычисляется сумма влении чисел удоб 11 + выборки, равным це-2К тогда умножение 10 (3). На выходах блоков 4 и 5 при этом му сдвигу на число присутствуют единичные сигналы, так ответствующей сте- как на их входах - нулевые коды. Сигполнении модульно- нал с блока 4 запирает элемент ЗАПРЕТ общем случае не 14, а элементы И 16 и 17 закрыты нулеорке оснований, 15 вым сигналом с выхода переполнения о выбрать систему счетчика 2. На выходе триггера 8 (и ований (например, соответственно элемента 13) присутст, 127), когда ум- вует нулевой сигнал, однако единичный ится к циклическо- сигнал с выхода элемента НЕ 10 и элествии с фиг,5. 20 мента ИЛИ 9 не меняет состояния тригботы на входы 31 гера 8 и счетчиков 2, 19 и 20, так еляющий число Б как он поступает на их динамические в в выборке, т.е. входы обнуления.1 подается сигнал Так продолжается до тех пор, пока на все время работы 25 счетчик 2 не подсчитает заданное по 32 подается им- входам 31 число И временных интерваеряемые.временные лов (2 В входных импульсов начала ипульсами своего конца этих интервалов). По окончании аваемыми на вход И-го интервала (при поступлении 2 М-го вом выходе счетчи импульса) на выходе переполнения адшего разряда)счетчика 2 формируется сигнал логичелогической едини- ской единицы, который поступает на торых равны дли-тактовый выход 33 и может быть испольемых интервалов. : зован вовнешних устройствах. для остафрвалы задаются Мовки поступления импульсов на входи конца, а аде- З 5 30 на время выполнения последующих ьсы длительностью подсчетов, Этот сигнал переключает во етчика 2 следуетвсех блоках 3 узлы 26,2 и 29 коммувход счетчика тации так, что сигналы со счетчика 19, входом элемента где к этому моменту записан код вели 40чины /Е /:, через узел 28, отединицы открыпозволяет заменитькодов, характеризуювременных интервалотом общего числа имщих за время этих иДля упрощения оппри двоичном предстно выбрать объем Млой степени двойки,свелось бы к просторазрядов, равное сопени двойки, При выго умножения это втак. Однако при выбкравной 2 - 1, можнвзаимно простых осн7, 15, 31 или 31, 6ножение на 0=2 свод6му сдвигу в соответПеред началом раподается код, опредвременных интервалона один из входов 3логической единицыустройства. На входпульс обнуления. Изминтервалы задаются имначала и конца, под30, При этом на перка 2 (выходе его млформируются сигналыцы, длительности котельностям С измеряВ случае, когда интене импульсами началакватно,т.е. какимпулпервый разряд счисключить, а счетныиобъединить с вторым,И 15,Сигнал логическоивает элемент И 15 и импульсы, периодповторения которых равен шагу квантования, или требуемой точности измерений, с первого выхода генератора 1 45поступают на модульные счетчики 18всех блоков 3Каждый счетчик 18 производит суммирование поступающих нанего импульсов по модулю соответствующего основания Р ; обнуляясь перед 5 Оначалом. каждого нового интервала фронтом сигнала с первого выхода счетчика2. По окончании подсчета импульсов,приходящий за какой-либо интервал, узел25 пропускает сигналы со счетчика 18на суммирующий счетчик 19, где производится суммирование по модулю Р, . Од-,новременно сигналы со счетчика.18 пекрытый стробирующим сигналом узел 26, шифратор 21, узел 27, шифратор 23 и открытый тем же стробирующнм сигналом узел 29 проходят на счетчик 20, где при этом формируется код подкоренного выражения в формуле (3) по модулю РПосле завершения этих процессов сигнал с выхода переполнения счетчика 2, задержанный в элементе .12, поступа- ет на элемент И 16, на другом входе которого присутствует единичный сигнал с блока 5, и переключает узлы 28 коммутации на верхние на фиг.1 выходы. Элемент И 16 начинает пропускать импульсыпредельно допустимой частоты с второго выхода генератора 1 насчетные входы счетчиков 19 всех блоков 3 до тех пор, пока на входах блока 4 не появится комбинация, соответствующая числу, которое без остатка ,делится на И. При этом на выходе блока 4 появляется уровень логического нуля, закрывающий элемент И 16 и разрешающий прохождение сигнала со счетчика 19 через шифратор 24 на блок 7 регистрации.Одновременно по фронту этого сигнала перебрасывается триггер 8 и спустя время задержки элемента 13 сигнал логической единицы приходит на элемент ЗАПРЕТ 14 и на управляющий вход блока 7 регистрации. Задержка элемента 13 неббходима для того, чтобы информация со счетчика 19 успела переписаться в буферный регистр 42 блока 7 после чего счетчики 18 и 19 обнуляются, а узел 25 переключается на нижние (фиг.1) входы. Одновременно с этим открывается элемент И 17 и тактовые импульсы предельной частоты с генератора 1 25 начинают поступать на счетные входы счетчиков 20 .всех блоков 3 до тех пор, пока на входах блока 5 дешифрации не появится комбинация, соответствующая числу, которое является 30 целым квадратом. При этом на выходе блока 5 появляется сигнал логическогонуля, закрывающий элемент И 17 и разрешающий прохождение сигналов со счетчиков 20 через блок 6 и узлы 25 на35 обнуленные счетчики 19 блоков 3. Врезультате на выходе блока 4 снова появляется сигнал логической единицы, вновь открывающий элемент И 16 (триггер 8 при этом остается переброшенным)После того, как в результате поступления импульсов на счетчики 19 на входах блока 4 появится комбинация соответствующая кратному И числу, элемент И 16 закроется, сигналы со счетчиков 19 через шифратор 24 передаютсяв блок 7 регистрации. Одновременно триггер 8 возвращается в исходное состояние и спустя время задержки в элементе 13, счетчики 2, 19 и 20, узлы 25 - 29 и 41 возвращаются в исходное 50 состояние. Очередной цикл измерений может проводиться без предварительного обнуления схемы.Информация в кодах системы остаточных классов, поступающая в блок 7, преобразуется в преобразователе 40 в требуемый код, который записывается в соответствующий буферный регистр 42 или 43, сигналы с которых выводятся на одноименный индикатор 44 или 45, Первый из них служит для индикации результата определения математического ожидания, второй - среднеквадратического отклонения.При вычислении моментов распределения в устройстве появляется систематическая погрешность, обусловленная досчетом до чисел, равных целому квадрату, либо кратных И. Однако эти погрешности не превышают каждая одного шага квантования, или периода повторения импульсов на первом выходе генератора 1. Это обусловлено тем, что величи. ны ш и Б вычисляются без долей после запятой, Более серьезной является ошибка за счет замены выражения (2) выражением (3), однако эта ошибка дает лишь завышение величины б вЫ-- раз что при БМО практически И не существенно. Еще одним препятствием является необходимость обеспе 2 чить диапазон чисел, равный ИА На деле, однако, этого не требуется, так как результат вычислений по фор" муле (3) всегда должен быть А т.е. достаточно иметь диапазон 1"А ма ксФормула изобретения1. Устройство для определения моментов распределения случайных величин содержащее счетчик, блок.регистрации, триггер, генератор импульсов, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий элементы И, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в него введены блок постоянной памяти, блок дешифрации, элемент ИЛИ. элемент ЗАПРЕТ, элемент НЕ, элементы задержки, и и блоков вычисления моментов (п - число взаимно простых оснований используемой системы остаточных классов) каждый из которых состоит из модульных суммирующих счетчиков, шифраторов, узлов коммутации и модульного счетчика, выходы которых подключены к первым информационным входам первого и второго узлов комму" тации, выходы которых соединены с информационными входами первого модульного суммирующего счетчика и через первый шифратор с первой группой ин 1513476формационных входов третьего узла коммутации, выходы первого модульного суммирующего счетчика соединены с информационными входами четвертого узла.5 коммутации, первая группа выходов которого соединена с второй группой информационных входов второго узла коммутации, первая группа выходов третьего узла коммутации подключена к информационным входам второго шифратора, выходы которого соединены с первой группой информационных входов пятого узла коммутации, вторая группа выходов третьего узла коммутации через .третий шифратор подключена к второй группе информационных входов пятого узла коммутации, выходы которого соединены с ифнормационными входами второго модульного суммирующего счетчика, вторая группа выходов четвертого узла коммутации -го блока вычисления моментов (= 1, и) подключена к информационным входам четвертого шифратора этого же блока вычисления момен тов и к д-й группе информационных входов первого блока дешифрации, выходы второго модульного суммирующего счетчика 1-го блока вычисления моментов соединены с д-ми информационными п входами второго блока дешифрации и блока постоянной памяти, -е выходы которого соединены с второй группой информационных входов первого узла коммутации -го блока вычисления мо 35 ментов, выходы четвертого шифратора 1-га блока вычисления моментов подключены к -м инФормационным входам блока регистрации, выход младшего разряда счетчика подключен к второму 40 входу первого элемента И, входам стробирования первого, второго и пятого узлов коммутации всех блоков вычисления моментов и через первый элемент задержки к первым входам обнуления модульных счетчиков всех блоков вычисления моментов, выход первого элемента И соединен со счетными входами модульных счетчиков всех блоков вычисления моментов, второй выход генератора импульсов подключен к первым.5 О входам первого и третьего элементов И, выход переполнения счетчика соединен с входом второго элемента задержки, управляющими входами второго, третьего и пятого узлов коммутации всех блоков 55 вычисления моментов и является тактовым выходом устройства, выход второго элемента задержки подключен к второму входу второго элемента И и к управляющим входам четвертого узла коммутации в каждом блоке вычисления моментов, выход первого блока дешифрации подключен к тактовому входу четвертого шифратора в каждом блоке вычисления моментов, третьему входу второго элемента И и счетному входу триггера, выход которого подключен через третий элемент задержки к тактовому входу блока регистрации, разрешающему входу элемента ЗАПРЕТ второму)входу третьего элемента И и через элемент НЕ к нерваму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами обнуления триггера и счетчика, первым входом обнуления первого и входом обнуления второго модульных суммирующих счетчиков всех блоков вычисления моментов, выход второго блока дешифрации соединен с управляющим входом . блока постоянной памяти, третьим входом третьего элемента И и запрещающим входом элемента ЗАПРЕТ, выход которого подключен к вторым входам обнуления первого модульного суммирующего счетчика и модульного счетчика и управляющему входу первого узла коммутации всех блоков вычисле-, ния моментов, выходы второго и третьего элементов И соединены со счетными входами соответственно первого и вто" рога модульных суммирующих счетчиков всех блоков вычисления моментов, счетный вход счетчика и второй вход элемента ИЛИ являются соответственно информационным входом и входом обнуления устройства, тактовые входы второго и четвертого шифраторов всех блоков вычисления моментов, первого и второго блоков дешифрации и счетчика объединены и являются входами задания режима устройства. 2. Устройство по и,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок дешифрации содержит элементы И, элемент ИЛИ-НЕ и дешифратары, входы -го дешифратора являются 1-ми входами блока, выходы дешифратаров подключены к соответствующим первым входам соответствующих элементов И, выходы которых соединены с одноименными входами элементов ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом блока, соответствующие вторые входы соответствующих элементов И объединены и являются управляющими входами блока.1513476 3. Устройство по п.1, а т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок регистрации содержит буферные регистры, индикаторы, узел коммутации и преобразователь кода системы остаточных клас,сов в позиционный код, 1-е входы которого являются одноименными входами блока, выходы преобразователя кода систе Фмы остаточных классов в позиционный код соединены с информационными входами узла коммутации, первые и вторые выходы которого через одноименные буферные регистры соединены с входами одноименных индикаторов, управляющий вход узла коммутации является управляющим входом блока.1513476 Я риаФ оставитель Л.Григорьян-Чтенцехред А.Кравчук . Корректор О.Ципле Редакто гули ираж КИТ ССС го комитет 5, Москва,оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1 Заказ 6082/50ВНИИПИ Государствен113 668 по изобре -35, Рауш Подписноениям и открытиямая наб д. 4/5 РЮЬ Ююйк