Устройство сбора данных для оценки числа событий

 

Изобретение может быть использовано в информационно-вычислительных и измерительных системах. Цель изобретения - повышение надежности устройства . Устройство сбора данньгх содержит элемент ИЛИ 1, счетчик 2 временного интервала, счетчик 3 числа интервалов, распределитель 4 импульсов , генератор 5, элементы И 6 - 9 и триггер 10 пуска. Каждый канал включает счетчик 11 и входной элемент И 12. В каждый канал устройства введен триггер 26 фиксации переполнения, а в устройство в целом - регистр 19 состояния счетчиков 11, триггер 20 запроса, буферньй триггер 21 запроса, триггер 22 управления, элемент ИЛИ 23, элемент И 24 и делитель 25 частоты. 3 ил. S S (Л jO .4; О СХ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 06 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авторском свидетельству фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3974222/24-21 (22) 04.11.85 (46) 23 ° 10.87. Бюл. № 39 (72) В.В.Грек, К.А.Кирин, С ° Н.Баркетов и N.М.Чуйко (53) 621.374 (088.8) (56) Драммонд М. Методы оценки и измерений дискретных вычислительных систем. М.: Мир, 1977, с.293.

Патент США ¹ 3599091, кл. G 06 F 7/00, 1971, (54) УСТРОЙСТВО СБОРА ДАННЫХ ДЛЯ

ОЦЕНКИ ЧИСЛА СОБЫТИЙ (57) Изобретение может быть использовано в информационно-вычислительных и измерительных системах, Цель изоб. SU, 1347078 А 1 ретения — повышение надежности устройства. Устройство сбора данных содержит элемент ИЛИ 1, счетчик 2 временного интервала, счетчик 3 числа интервалов, распределитель 4 импульсов, генератор 5, элементы И 6 — 9 и триггер 10 пуска. Каждый канал включает счетчик 11 и входной элемент

И 12. В каждый канал устройства введен триггер 26 фиксации переполнения, а в устройство в целом — регистр 19 состояния счетчиков 11, триггер 20 запроса, буферный триггер 21 запроса, триггер 22 управления, элемент ИЛИ

23, элемент И 24 и делитель 25 частоты. 3 ил.

1347078

11 отн = т т

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационно-вычислительных и измерительных системах.

Целью изобретения является повышение надежности устройства сбора данных для оценки числа событий путем уменьшения количества используемого оборудования.

На фиг,1 представлена. функциональная схема устройства сбора данных для оценки числа событий; на фиг.2 и 3 — соответственно пример выполнения входящего в состав устройства распределителя импульсов и временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство сбора данных для оценки числа событий (фиг,1) содержит элемент ИЛИ 1, счетчик 2 временного интервала, счетчик 3 числа интервалов, распределитель 4 импульсов, генератор 5, четыре элемента И 6 — 9, триг—

rep 10 пуска и в каждом канале счетчик 11 и входной элемент И 12, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим информационным входом 13 устройства, а выход подключен к счетному входу соответствующего счетчика, первый 14 и второй 15 установочные входы устройства соединены соответственно со входом установки в единицу триггера 10 пуска и с первым входом элемента ИЛИ 1, выход которого подключен ко входу сброса триггера

10 пуска, прямой выход которого подключен к первому входу первого элемента И 6, второй вход которого соединен с выходом генератора 5, а выход подключен ко входу распределителя

4 импульсов. Выход переполнения счетчика 3 числа интервалов подключен ко второму входу элемента ИЛИ 1, выходы второго 7, третьего 8 и четвертого 9 элементов И соединены соответственно с первым 16, вторым 17 и третьим 18 управляющими выходами устройства, Устройство также содержит регистр

19 состояния счетчиков 11, триггер

20 запроса, буферный триггер 2 1 запроса, триггер 22 управления, второй элемент ИЛИ 23, пятый элемент И 24, делитель 25 частоты и в каждом кана— ле — триггер 26 фиксации переполнения. В каждом канале выход переполнения счетчика 1.1 соединен с установочным входом соответствующего триггера 26 фиксации переполнения, выход каждого из которых соединен с соотс>

45 ветствующим информационным входом регистра 19 состояния счетчиков, тактовый вход которого подключен к первому выходу распределителя 4 импульсов, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с первыми входами соответственно второго 7, третьего 8 и четвертого 9 элементов

И, вторые входы которых подключены к первому входу пятого элемента И, информационному входу буферного триггера 21 запроса и выходу триггера 22 управления, информационный вход которого соединен с выходом триггера

20 запроса, информационный вход которого подключен к шине логической единицы, вход сброса соединен с выходом пятого элемента И 24, а тактовый вход подключен к тактовому входу буферного триггера 21 запроса и выходу второго элемента ИЛИ 23, входы которого соединены с выходами переполнения счетчиков 11 соответствующих каналов, второй вход пятого элемента И 24 соединен с инверсным выходом буферного триггера 21 запроса, вход обнуления которого подключен к тактовому входу триггера 22 управления и к первому выходу распределителя импульсов, чет.вертый выход которого соединен с третьим входом пятого элемента И 24, Выход первого элемента И 6 соединен со входом делителя 25 частоты, выход которого подключен к счетному входу счетчика 2 временного интервала, выход переполнения которого соединен со входами сброса триггеров 26 фиксации переполнения и со счетным входом счетчика 3 числа интервалов, причем выходы разрядов счетчика 2 временного интервала и регистра 19 состояния счетчиков соединены с соответствующими информационными выходами устройства.

Реализация устройства в соответствии с фиг.1 позволяет реализовать следующую математическую модель подсчета.

Пусть на интервале (О,Т) требуется определить число событий стационарного пуассоновского процесса с помощью счетчика ограниченной емкости и. Задана точность оценки A числасобытий N путем задания относительной погрешности и „„:

13470 где 6 — ширина доверительного интервала оценки 1 .

Число собьггий оценивается на временном интервале длиной Т„ . с Т, 5

Пусть N „,м — полученное число со-, бытий на Т„, тогда оценка числа событий на интервале Т будет:

15

25 временного интервала.

На первый 16 управляющий выход устройства поступает строб записи s регистра данных памяти информации с информационных выходов устройства.

На второй 17 управляющий выход устройства поступает строб записи в память.

На третий 18 управляющий выход устройства поступает сигнал модификации счетчика адреса памяти.

Предполагается, что заданы: Т— интервал наблюдения; п — емкость счетчиков 11; и О „ — относительная точность оценки A числа событий N; М уровень значимости. Ориентировочно известно значение максимальной интенсивности % „ из всех поступающих на входы 13 измеряемых потоков событий. Оператор вычисляет число включений счетчиков 11 по формуле

35 е./2

Ь отн

Т т

I = о,5 + - ™;- — —, ц

Т получим Т изм

p+1p -7

Так как емкость счетчика и величи1 на ограниченная, то необходимое число 50

его включений МОКС

+ 1

1 °

n(p+)p -1

При фиксированной частоте (f ) генератора 5 и известной емкости (m) счетчика 2 временного интервала определяется коэффициент деления делителя

25 частоты:

Тиъм 1

К= +1, 3Ofl

% Т

1 °

n(p+1p -1) 1 альм

N= — -Т.

Тмъм

Математическое ожидание:

M(N)=M(N„, /Т„ ) Т=Ф T=N, где h — интенсивность входного потока.

Дисперсия:„

D(N) =В, (й)+В,(й), л где D<(N) — дисперсия метода оценивании;

П (М) — дисперсия числа событий пуассоновского процесса на интервале (О,Т).

Так как л л иЗм Pg„ где N „ — прогнозируемое значение числа событий, П (N) =П (> n р о е. ) =П (1l (Т т и + м ) =

D,(N)=q тT, то Х р(м) =----(т-тщ ) 2+ Ф т. чем

Время Т„, необходимое для получения оценки с заданной точностью ь, „, определяется из формулы где Б, g(— квантиль нормального распределения.

В силу того, что Nù = hT, и, обозначив где Т п =n И вЂ” Bpe чика, и

Устройство работает следующим образом.

Предполагается, что устройство осуществляет обмен с вычислителем, производящим подсчет числа событий, через внешний блок. памяти, запись информации в который осуществляется по командам с управляющих выходов устройства °

На информационные входы 13 устройства поступают сигналы собьггий, подлежащие подсчету.

На первый 14 управляющий вход устройства поступает сигнал пуска, устанавливающий триггер 10 пуска в единичное состояние, разрешая тем самым работу устройства.

На второй 15 управляющий вход устройства поступает сигнал останова, сбрасывающий триггер 10 пуска в нулевое состояние, переводя тем самым и ll устройство в состояние Останов

На информационные выходы устройства поступает содержимое регистра

19 состояния счетчиков и счетчика 2 г6н

M = — —-m К

Исходное состояние устройства — . состояние останова, причем все узлы

5 13470 устройства (триггеры, счетчики, регистры) обнулены (цепи сброса на фиг. 1 не показаны), Двоичное пред. ставление К (К 1 ) заносится к счет5 чик 3 числа интервалов, а,цополнительный код числа М вЂ” в делитель 25 частоты (цепи параллельной установки счетчика 3 числа интервалов и делителя 25 частоты ввиду простоты на фиг.1 также не приводятся).

При поступлении по первому 14 управляющему входу устройства сигнала пуска устанавливается в единичное состояние триггер 10 пуска, сигнал с выхода которого разрешает работу элементов И 12 ° Кроме того, сигнал с выхода триггера 10 пуска поступает на первый вход первого 6 элемента И, разрешая прохождение последовательности импульсов с выхода генератора 5 на входы делителя 25 частоты и распределителя 4 импульсов. При этом на выходах распределителя импульсов (фиг.2) формируются (фиг,3) серии из четырех (ТИ 1 — ТИ 4) тактовых импульсов, необходимых для работы устройства, а сигналы с выхода делителя

25 частоты поступают на счетный вход счетчика 2 временного интервала. Сиг- З налы событий, поступающие по информационным входам 13 устройства, подсчитываются счетчиками 11, При переполнении какого-либо j-rо (1 j 1) счетчика 11 устанавливается в единичное

3 состояние соответствующий триггер 26 фиксации переполнения, нулевой потенциал с инверсного выхода которого поступает на второй вход соответствующего элемента И 12j,блокируя тем самым прохождение сигналов событий с соответствующего информационного входа 13j устройства.

Одновременно сигнал переполнения

j-ro счетчика 11 через элемент ИЛИ

23 устанавливает в единичное состояние триггер 20 запроса на цикл памяти, сигнал с выхода которого поступает на информационный вход триггера

22 управления. Тактовый импульс ТИ 1, поступающий на синхровход триггера 22

50 управления с первого выхода распредеI лителя 4 импульсов, устанавливает триггер управления в единичное состояние. Кроме того, тактовый импульс

ТИ 1, поступая на синхровход регистра

19 состояния счетчиков, заносит в него содержимое триггеров 26 фиксации переполнения, фиксируя тем самым век78

6 тор состояния счетчиков 11 на момент переполнения j -ro счетчика. Единичный потенциал с выхода триггера 22 управления, поступая на вторые входы второго 7, третьего 8 и четвертого 9 элементов И, разрешает прохождение через них тактовых импульсов ТИ 2

ТИ 4, при этом тактовый импульс ТИ 2 через второй 7 элемент И поступает на первый 16 управляющий выход устройства в качестве строба записи в регистр данных памяти информации с информационных выходов, т.е. содержимого регистра 19 состояния счетчиков и текущего значения счетчика 2 временного интервала. Тактовый импульс

ТИ 3 через третий 8 элемент И поступает на второй 17 управляющий выход устройства в качестве строба записи в накопитель памяти, а тактовый импульс ТИ 4 через четвертый 9 элемент

И поступает на третий 18 управляющий выход устройства в качестве сигнала модификации счетчика адреса памяти.

В случае, когда не было запроса от счетчиков 11 на интервале отработки цикла записи в память (т,е. буферный триггер 21 запроса не взведен), тактовый импульс ТИ 4, проходя через пятый 24 элемент И на вход сброса триггера 20 запроса на цикл памяти, сбрасывает его в нулевое состояние, инициируя последующий сброс триггера

22 управления тактовым импульсом ТИ 1.

В случае, когда на интервале отработки цикла записи в память поступил запрос от счетчиков 11, происходит установка в единичное состояние буферного триггера 21 запроса, при этом нулевой потенциал с его инверсного выхода запрещает прохождение тактовоro импульса ТИ 4 на вход сброса триггера 20 запроса на. цикл памяти, инициируя тем самым повторную установку триггера 22 управления тактовым импульсом ТИ 1, который, кроме того, сбрасывает буферный триггер 21 запроса.

При переполнении счетчика 2 временного интервала сигнал с его выхода переполнения поступает на входы сброса триггеров 26 фиксации переполнения, сбрасывая их в нулевое состояние, при этом единичные потенциалы с инверсных выходов триггеров 26 фиксации переполнения, поступая на вторые входы элементов И 12, разрешают прохождение через них сигналов собы7 134707 тий с информационных входов 13 устройства на счетные входы счетчиков

11. Кроме того, сигнал переполнения с выхода счетчика 2 временного интервала, поступая на вход вычитания

5 счетчика 3 числа интервалов, уменьшает его содержимое на единицу.

Далее описанная последовательность работы устройства повторяется, 10

При переполнении счетчика 3 числа интервалов сигнал переполнения с его выхода через элемент ИЛИ 1 сбрасывает в нулевое состояние триггер 10 пуска, переводя тем самым устройство в состояние останова.

Таким образом, для каждого интерТ вала ЬТ=- с информационного выхода

К ус".ройства по сигналам с управляющих выходов устройства в память записывается информация о состоянии счетчиков 11, т.е. содержимое регистра 19 состояния счетчиков, и о текущем значении счетчика 2 временного интервала на момент переполнения j-so (16j61) счетчика 11j (т.е. значение времени заполнения (Т „; ) j-ro счетчика на б)

i-том (i=1,Ê) интервале аТ), При этом оценка N> ÷èñëà событий N на интервале наблюдения (О,Т) вычисляется по формуле

40 где б

Nj (45 ления информационный вход которого соединен с выходом триггера запроса, информационный вход которого подключен к шине логической единицы, вход сброса соединен с выходом пятого элемента И, а тактовый вход подключен к тактовому входу буферного триггера запроса и выходу второго элемента

ИЛИ, входы которого соединены с выхо1

N =n ° hT (i)

Т Заапп а уточненный доверительный (1-ec) ° 100 интервал для числа событий N ° на инJ тервале (О,Т) по формуле

=1-й, Устройство позволяет оценивать число событий, используя при этом - " 50 меньшее по сравнению с известным устройством количество оборудования.

Формула из обретения

Устройство сбора данных для оценки числа событий, содержащее элемент

ИЛИ, счетчик временного интервала, счетчик числа интервалов, распредели8 8 тель импульсов, генератор, четыре элемента И, триггер пуска и в каждом канале счетчик и входной элемент И, первый вход каждого из которых соецинен с соответствующим информационным входом устройства, а выход подключен к счетному входу соответствующего счетчика, первый и второй установочные входы устройства соединены соответственно с входом установки в "1" триггера пуска и с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу сброса триггера пуска, прямой выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора, а выход подключен к входу распределителя импульсов, выход переполнения счетчика числа интервалов подключен к второму входу элемента ИЛИ, выходы второго, третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с первым, вторым и третьим управляющими выходами устройства, о т л ичающее с я тем, что, с целью повышения надежности устройства путем

его упрощения, в каждый канал введен триггер фиксации переполнения, в устройство также введены регистр состоя- . ния счетчиков, триггер запроса, бу-.. ферный триггер запроса, триггер управления, второй элемент ИЛИ, пятый элемент И и делитель частоты, в каждом канале выход переполнения счетчика соединен с установочным входом соответствующего триггера фиксации переполнения, выход каждого из которых соедин""- н с соответствующим информационным входом регистра состояния счетчиков, тактовый вход которого подключен к первому выходу распределителя импульсов, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с первыми входами соответственно второго, третьего и четвертого элементов

И, вторые входы которых подключены к первому входу пятого элемента И, информационному входу буферного тригге.ра запроса и выходу триггера управ1347078

Составитель Т.Смирнов

Техред И.Попович

Корректор И.Муска

Редактор Н.Егорова

Заказ 5119/46 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ys Проектная, 4 дами переполнения счетчиков соответствующих каналов, второй вход пятого элемента И соединен с инверсным выходом буферного триггера запроса, вход обнуления которого подключен к тактовому входу триггера управления и к первому выходу распределителя импульсов, четвертый выход которого соединен с третьим входом пятого элемента И, выход первого элемента И соединен с входом делителя частоты,, выход которого подключен к счетному входу счетчика временного интервала, выход переполнения которого соединен с входами сброса триггера фиксации переполнения и со счетным входом счетчика числа интервалов, в каждом

5 канале второй вход входного элемента

И соединен с инверсным выходом соответствующего триггера фиксации переполнения, а третий вход входного элемента Исоединен с прямым выходомтриг10 гера пуска, выходы разрядов счетчика временного интервала и регистрасостоя- . ния счетчиков соединены с соответствующими информационными выходами устройства.