Устройство для вычисления математического ожидания

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для аппаратурного анализа случайных процессов и статистической обработке массивов данных. Целью изобретения является упрощение устройства. Работа устройства основывается на использовании адаптивного знакового алгоритма усреднения, причем умножение на массовой коэффициент реализуется путем сдвига информации в регистре . Устройство содержит элемент ИЛИ 1, вычитатель 2, сдвиговые регистры 3, 9, 14, 15, накапливающий сумматор 4, элемент 5, 6 задержки, генератор 7 тактовых импульсов, элемент 10 сравнения, счетчик 11, триггер 12, блок 13 вычисления массовых коэффициентов. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5D 4 G 06 F 15/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4022265/24-24 (22) 14.02.86 (46) 07.07.87. Бюл, У 25 (71) Пензенский политехнический институт (72) В.Д. Байков, А.Е. Баканов, С. Н. Вашкевич и В.Н. Попов (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 608266, кл. G 06 F 15/36, 1976, Авторское свидетельство СССР

Ф 76955 1, кл. G 06 F 15/36, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОЖИДАНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь— зовано для аппаратурного анализа случайных процессов и статистической обработке массивов данных. Целью изобретения является упрощение устройства.

Работа устройства основывается на использовании адаптивного знакового алгоритма усреднения, причем умножение на массовой коэффициент реализуется путем сдвига информации в регистре. Устройство содержит элемент

ИЛИ 1, вычитатель 2, сдвиговые регистры 3, 9, 14, 15, накапливающий сумматор 4, элемент 5, б задержки, генератор 7 тактовых импульсов, элемент 10 сравнения, счетчик 11, триггер 12, блок 13 вычисления массовых коэффициентов. 1 ил.

1322315

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для аппаратурного анализа случайных процессов и статистической обработки массивов данных. 5

Цель изобретения — упрощение устройства.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит элемент ИЛИ 1, 10 вычитатель 2, сдвиговый регистр 3, накапливающий сумматор 4, элементы

5 и 6 задержки, генератор 7 тактовых импульсов, элемент И 8, сдвиговый регистр 9 памяти, элемент 10 сравнения, счетчик 11, триггер 12, блок 13 вычисления коэффициентов усреднения и сдвиговые регистры 14 и 15.

Устройство реализует рекурептный алгоритм вычис ения математическо- 20 го ожидания

А„= А„, + у (п sign(>Ä- Ал, ), (1)

+1, если (х — Л „— 1) > 0; где sign если (х „Лл — 1) + О, ) fnJ — шаг алгоритма, 30

В устройстве с целью упрощения алгоритм (1) применяется в виде

-P(n)

Л, = А,>, + 2 ЫР (х 1 Лп-,(2)

Пороговые значения и и зависимость

P(n от и приведены в таблице.

Из таблицы видно, что, например, для значенпй и от 11 до 21 Р(п) = 3, а для п от 22 до 43 P(n) = 4 и т.д.

Кроме того, константы, определяющие новые значения P(n), запоминать не надо, так как они формируются путем сдвига исходной константы 1, 011 на, один разряд влево после прохождения п порогового значения.

Устройство работает следующим образом.

Текущий отсчет случайной величины х в двоичном коде поступает на разрядные входы уменьшаемого вычитателя 2 и входы элемента ИЛИ 1, 55 что обуславливает появление на выходе последнего сигнала. Д анный сигнал инициирует начало i-го цикла работы устройства.При этом обеспечивается передача содержимого сдвигового регистра 14 блока 13 вычисления коэффициентов усреднения в сдвиговый регистр

15. Кроме того, в вычитателе 2, на разрядные входы вычитаемого которого подается содержимое накапливающего сумматора 4, вычисляется разность (х, — А;,). На разрядных выходах вычитателя 2 устанавливается модуль данной разности,т.е. ЛЧ = х; -А;,), а на выходе знакового разряда устанавливается единичный сигнал, если

A;,cx;, и нулевой, когда А;, ъ х; .

Кроме того, сигнал с выхода элемента ИЛИ 1 через элемент 5 задержки (время задержки которого выбирается из условия максимального времени работы вычитателя 2, т.е. ь„ .поступает на вход разрет2 л1с «С шелия записи регистра 3, что обеспечивает передачу содержимого сумматора 2 в регистр 3, а также на вход установки в единицу триггера 12 и вход счетчика 11. Триггер 12 устанавливается в единичное состояние, а к содержимому счетчика 11 числа замеров добавляется единица. Сигнал с выхода триггера 12 открывает элемент И 8, через который на вход управления сдвигом регистра 15, и через элемент 6 задержки на вход управления сдвигом регистра 3, начинают поступать импульсы с генератора 7 тактовых сигналов. Каждый импульс обеспечивает сдвиг содержимого регистра 15 вправо на один разряд, а затем проходя через элемент 6 задержки, сдвиг содержимого регистра 3 вправо также на один разряд, что соответствует операции деления на коэффициент, равный 2, где — номер тактового импульса. В момент, когда на выходе регистра 15 формируется импульс, содержимое регистра 3 подается на подсуммирование в накапливающий сумматор 4 с соответствующим знаком, где формируется результат вычисления математического о кидания в виде (2). Кроме того, импульс с выхода регистра 15 устанавл:1вает триггер 12 в нулевое состояние. На этом цикл обработки

i-го отсчета Х. заканчивается. Когда номер текущего отсчета достигает порогового значения P(n), который хранится в регистре 9 памяти, то на выходе элемента 10 сравнения формируется импульс, который обеспечивает сдвиг содержимого регистра 9

1,011

10,110

1,375

2,75

101, 1О

1011,00

10110,00

5,5

22 влево на один разряд, т.е. устанавливается новое пороговое знл е!«ие

Р(п) в соответствии с таблицей. Кроме того, содержимое регистра 14 также сдвигается на один разряд влево.

Первоначально (перед !«лчллол! Рлботы устройства) в регистр 14 сдвига записывается единица в младший разряд. После 1-го порогового значения

Р(п) данная единица оклжется сдвинутой на j разрядов влево, что опре-деляет коэффициент деления содержимого регистра 3.

Фор мул аизобретени я

Устройство для вычисления математического ожидания, содержа«цее вычитатель, накапливаю««1ий сумматор, с «етчик, блок вычисления коэффициентов усреднения, сдвиговый регистр памяти, элемент сравнения, ге! ератор тактовых импульсов, причем разрядные входы уменьшаемого вычитателя являются информационным входом устройствл, разрядные входы вычитаемого вычитлтеля соединены с соответству«ошими разрядными выходами наклпливлющсго ,сумматора, выход которого является выходом устройства, о т л и ч лю щ е е тем, что, с целью упрощения, в него введены элемент И, триггер, элемент ИЛИ, сдвиговый регистр, два элемента задержки, блок вычисления коэффициентов усреднения содержит регистр и сдвиговый регистр, причем в блоке вычисления коэффициентов усреднения вход регистра соединен с выходом элемента сравнения, разрядные выходы регистра соединены с соответствующими разряднымп информационными входами сдвигового ре—

22315 4

Гист1«л Вход уп1«ля««е««пя с««ви! Ом вхоп разрешения злписи и выход которого соединень! с выходом элемента И, выходом элел«е!«тл И11И и входом рлзре— щения записи накапливая«щего сумматоpа соотBåтственно, рлзрядные выxîдь«, выход знакового рлзрндл и вход разрешения записи вычитлтеля соединен со« ответственно с соотвстствующими информационными входами сдвигового регистра, входом наклпливлющего сумматора и выходом элеMc нтл И Ш, каждый вход которого соединен с соответствующим разря;«ным входом умень«!«лембго вычитателя, выход элемента

ИЛИ через первый элемент задержки соединен с входом счетчика, входом установки н единицу триггера и входом Разрешения записи сдвигового ре20 истра, Разрядные выходы и вход управления сдвигом которого соединены соответственно с соответствующими рлзрядными входами группы нлкапли!

«;««чшего сумматорл и выходом второго

25 элемента задержки, вход которого сосд«гиен с выходом элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом генератора тлктовых импульсов «! нь«ходом триг30 гера, вход установки в ноль которого соединен с входом разрешения записи нлклпливаюшего сумматора, разрядные выходы счетчика соеди««е!«к«с соответствующими входами первой группы элемента сравнения, входы второй группы которого соединены с разрядными выходами сдвигового регистра памяти, вход управления сдвигом которого соединен с выходом элел«е!«та сравнения, 40 а информациоьп«ый вход является входом задания порогового значения коэффициента деления устроиствл.

1322315

Продолжение таблицы

101100, 00

1011000,00

10110000,00

101100000,00

176

352

Составитель Е. Ефимова

Техред Л.Олийнык Корректор С; Шекмар

Редактор Н. Рогулич

Заказ 2867/47 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4