Статистический анализатор

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при вычислении числовых характеристик случайных величин по выборочным данным. Цель изобретения состоит в повышении точности оценки числовых характеристик путем исключения ложных значений из исследуемой выборки за счет медианного сглаживания исследуемой последовательности. Работа анализатора основана на том, что в ходе медианного сглаживания входной последовательности ложные значения, содержащиеся в выборке, в ее обработке для нахождения числовых характеристик случайной величины участия не принимают. Анализатор содержит аналого-цифровой преобразователь I, счетчик 2 объема выборки, регистры 3,4,18 памяти, блок 5 определения экстремальных значений, ключи 6,7,16, накапливающий сумматор 8, делитель на п 9, вычитатель 10, блок 11 нормирования, сумматор-вычитатель 12, блок 13 регистрации, регистр 14 сдвчга, группу 15 элементов ИЛИ, дешифратор 17, элементы 19 сравнения, синхронизатор 20, элемент И 21. 2 ил. 9 (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 06 F 15/36

В(;1 (. Р!", ° - !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 407 9060/24-24 . (22) 06.06.86 (46) 07.05.88. Бюл. N - 17 (72) С.Н.Саранчин, А.M.Èâàíoâ .и А.Г.Смирнов (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1339597, кл. С 06 F 15/36, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 551651, кл. С 06 Г 15/36, 1974.

I (54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при вычислении числовых характеристик случайных величин по выборочным данным. Цель изобретения состоит в повышении точности оценки числовых характеристик путем исключения ложных значений из исследуемой

„„SU„„1394219 А 1 выборки за счет медианного сглаживания исследуемой последовательности.

Работа анализатора основана на том, что в ходе медианного сглаживания входной последовательности ложные значения, содержащиеся в выборке, в ее обработке для нахождения числовых характеристик случайной величины участия не принимают. Анализатор содержит аналого-цифровой преобразователь I, счетчик 2 объема выборки, регистры 3,4,18 памяти, блок 5 определения экстремальных значений, ключи

6,7,16, накапливающий сумматор 8, делитель на и 9, вычитатель 10, блок

11 нормирования, сумматор-вычитатель

l2, блок 13 регистрации, регистр 14 сдвига, группу 15 элементов ИЛИ, дешифратор 17, элементы 19 сравнения, синхронизатор 20, элемент И 21. 2 ил.

1394219

Изобретение относится к вычислительной технике. и может быть использовано при вычислении числовых характеристик случайных величин по выбо5 рочным данным.

Цель изобретения — повышение степени .точности оценки числовых характеристик случайных величин путем исключения ложных значений из исследуе-)g мой выборки.

На фиг.1 представлена структурная схема анализатора; на фиг.2 — функциональная схема дешифратора.

Анализатор содержит аналого-цифро-15 вой преобразователь 1, счетчик 2 объема выборки, первый и второй регистры памяти 3 и 4, блок 5 определения экстремальных значений, первый и второй ключи 6 и 7, накапливающий сумма-2р тор 8, делитель на и 9, вычитатель

10, блок 11 нормирования, сумматорвычитатель 12, блок 13 регистрации, регистр 14 сдвига, блок 15 элементов

ИЛИ 10, ключи 16, дешифратор 17, ре- 25 гистры 18 памяти, элементы 19 сравнения, синхронизатор 20 и элемент И 21.

Дешифратор (фиг.2) содержит элементы И 22, элементы ИЛИ 23 и 24, элементы 25. ЗО

Анализатор работает следующим образом.

С информационного выхода аналогоцифрового преобразователя 1 первое значение случайной величины Х посту-! пает на информационный вход каждого регистра IB памяти. Одновременно на выходе окончания преобразования блока 1 формируется сигнал, который поступает на синхронизатор 20, с первого выхода которого сигнал поступает на вход разрешения записи третьего регистра 18 памяти, обнуляет его и разрешает запись первого значения случайной величины Х.. Аналогично

1 осуществляется. запись второго и третьего значений Х, соответственно в четвертый и пятый регистры 18 памяти.

С выходов регистров. 18 памяти значения случайной величины Х . поступают

1 на элемен.. i ) 9 сравнения для их пожарного ., авнения. Если значение Х; на перг :м входе окажется больше, чем на втором, выходной сигнал появится на первом выходе блока 19 сравнения, 55 если меньше, чем на втором, выходной игнал гояв в я на втором выходе. В случае равенства входных значений выходной сигнал присутствует на первом выходе блока 19 сравнения.

Управляющие сигналы с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 поступают также на вход счетчика 2 объема выборки, первый вход элемента И 21 и вход регистра )4 сдвига. При поступлении на вход регистра 14 сдвига третьего сигнала на его выходе, который соединен с вторым входом элемента И 21 и входом запрещения записи регистра сдвига 14, появляется сигнал, дальнейшее продвижение импульсов в регистре 14 сдвига прекращается, а на его выходе и втором входе элемента И 21 постоянно будет присутствовать сигнал. Регистр 14 сдвига и элемент И 2) предназначены для формирования управляющих сигналов, необходимых для работы дешифратора 17, наччная с момента записи третьего значения Х. и его попарного сравне1 ния с двумя предыдущими. В зависимости от соотношения сравниваемых значений случайной величины Х. на входах

t дешифратора 17 присутствует одна из семи возможных комбинаций при попарном сравнении трех величин Х; . Каждой входной комбинации соответствует появление сигнала на одном из.трех выходов дешифратора )7.

Сигнал с одного из выходов дешифратора 17 поступает на управляющий вход соответствующего из трех ключей

16, информационный вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего из блоков 18 памяти. В результате из трех значений Х, записанных в регистры 18 памяти, на третий вход блока 5 и вход сумматора

8 через блок элементов ИЛИ 15 поступает их медианное значение.

В момент прихода на регистры )8 памяти четвертого значения Х. на пер1 вом выходе синхронизатора 20 появляется сигнал, поступающий на вход разрешения записи третьего регистра 18 памяти, обнуляет ячейки памяти и разрешает запись четвертого значения величны Х;. В элементах 19 сравнения производится попарное сравнение второго, третьего и четвертого значений

Х., определение в дешифраторе 17 их медианного значения и поступление этого значения через соответствующий ключ 16 и блок элементов ИЛИ 15 на третий вход блока 5 и вход сумматора 8. Таким образом, первым значени13942 ем, поступающим для дальнейшей обработки, является медиана иэ Х,, Х и

Х, вторым — медиана иэ Х4, X g H Хз третьим — медиана из Х, Х и Х q u т.д. Данная часть схемы предназначена для проведения медианного сглаживания входной последовательности значений по тройкам, в результате которой ложные значения, выбросы сглажи — 10 ваются, т.е. получается новая выборка случайной величины X»",,,которая

1 подчинена тому же закону, что и Х

Поступающие на вход сумматора 8 значения Х суммируются для дальней- 15

1 шего определения выборочного среднего Х в блоке 9: н

Х = --- .. Х

Первое по порядку значение Х; записы—

+ вается через блок 5 в блоки 3 и 4.

С приходом следующих значений Х", Х>,...,Х „ происходит их сравнение с величинами, записанными в блоки 3 и 25

4, и текущая коррекция по результатам сравнения минимального и максимального значений. После сравнения в блоке 5 последнего значения Х в регистре 3 памяти находится минималь- 30 ное, а в регистре 4 максимальное значения выборки. По окончании цикла в вычитателе 10 вычисляется размах выборки R:

Х мс кс Х ««н °

На выходе блока 11 формируется среднее квадратическое отклонение выборочного среднего 6 „h-R 6

40 где 6 — среднее квадратическое отклонение единичного отсчета измерения; 45

h — табулированный коэффициент, зависящий от объема выборки;

n — объем выборки.

По вычисленным значениям Х и 6„- в сумматоре-вычитателе определяется верхняя и нижняя границы доверительного интервала, в котором находится измеряемая величина Х при выбранной доверительной вероятности Х вЂ” Kb; х

Х+ К6

55 где К вЂ” поэффициент, зависящий от выбранной доверительной вероятности и объема выборки (табулирован).

19

Момент окончания цикла и начало вычисления числовых характеристик случайных величин определяется счетчиком 2 объема выборки, который осуществляет подсчет п + 2 значений Х., 1 поступивших дпя медианного сглаживания по тройкам.

Формула и з о б р е т е н и я

Статистический анализатор, содержащий счетчик объема выборки, аналого-цифровой преобразователь, два регистра памяти, блок определения экстремальных значений, два ключа, накапливающий сумматор, делитель на п (п — заданный объем выборки, натуральное число), вычитатель, блок нормирования, сумматор-вычитатель, блок регистрации, причем вход аналого-цифрового преобразователя является входом анализатора, выход окончания преобразования аналого-цифрового преобразователя соединен со счетным входом счетчика объема выборки, выход переполнения которого соединен с управляющими входами первого и второго ключей, информационный выход счетчика объема выборки соединен с входом объема выборки блока регистрации, выходы минимального и максимального значений блока определения экстремальных значений соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров памяти, выход первого регистра памяти соединен с первым входом блока определения экстремальных значений и информационным входом первого ключа, выход второго регистра памяти соединен с вторым входом блока определения экстремальных значений и информационным входом второго ключа, первый выход которого соединен с входом уменьшаемого вычитателя, вход вычитаемого которого соединен с выходом первого ключа, второй выход второго ключа соединен с входами разрешения работы делителя на и и блока регистрации, выход вычитания соединен с входом блока нормирования, выход которого соединен с входом среднего квадратического отклонения блока регистрации и первым входом сумматора-вычитателя входы верхней и нижней граней доверительного интервала блока регистрации соединены соответственно с выходом суммы и выходом разности сумматораI 394219 вычитателя, второй вход которого соединен с выходом делителя на и и входом среднего блока регистрации, выход накапливающего сумматора соеди5 нен с информационным входом делителя нап, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности, в него введены регистр сдвига, блок элементов ИЛИ, элемент И, с третьего по пятый ключи, с третьего по пятый регистры памяти, три элемента сравнения, синхронизатор и дешифратор, первый, второй и третий выходы дешифратора соединены соответственно с уп 15 равляющими входами третьего, четвертого и пятого ключей соответственно, выход окончания преобразования аналого-цифрового преобразователя соединен с информационным входом регистра сдвига, с первым входом элемента И, с входом запуска синхронизатора, выход третьего разряда регистра сдвига соединен с вторым входом элемента И и входом запрета записи регистра сдвига, вход обнуления которого соединен с выходом переполнения счетчика объема выборки, первый, второй и третий выходы синхронизатора соединены с входами разрешения записи третьего, четвертого и пятого регистров памяти соответственно, информационные входы которых соединены с информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, первый и второй входы первого элемента сравнения соединены соответственно с выходами третьего и четвертого регистров памяти, первый и второй входы второгo элемента сравнения соединены соответственно с выходами четвертого и пятого регистров памяти, первый и второйвходы третьего элемента сравнения соединены соответственно с выходами пятого и третьего регистров памяти, выход "Больше или Равно" первого элемента сравнения соединен с первым информационным входом группы дешифратора, выход "Меньше первого элемента сравнения соединен с вторым информационным входом группы дешифратора, выход Больше или Равно" второго элемента сравнения соединен с третьиминформационным входом группы дешифратора, выход "Меньше" второго элемента сравнения соединен с четвертым информационным входом группы дешифратора, выход "Больше или Равно" третьего элемента сравнения соединен с пятым информационным входом группы дешифратора, выход "Меньше" третьего элемента сравнения соединен с шестым информационным входом группы дешифратора, выход элемента И соединен с входом разрешения выдачи результата дешифратора, выходы третьего, четвертого и пятого регистров памяти соединены соответственно с информационными входами соответствующих ключей, выходы которых соответственно соединены с первыми, вторыми и треть ыи входами блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом блока определения экстремальных значений и входом накапливающеrо сумматора.

139421 9

Составитель В.Орлов

Техред M.Äèäûê Корректор С.Черни

Редактор А.Ворович

Заказ 2221/45 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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