Статистический анализатор для определения информационных свойств теста

 

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для анализа и оценки информационных свойств тестов при их подготовке и применении. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет оценивания информационных свойств тестовых наборов по заданным условиям. Анализатор содержит регистр, триггер, коммутатор, счетчики, блок деления, шифратор, дешифратор, элементы И, генератор импульсов, шинный формирователь и накапливающий сумматор. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для анализа и оценки информационных свойств тестов при их подготовке и применении.

Известно устройство для определения информационных свойств теста, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик числа отсчетов, АЦП, блок определения функций плотности вероятности, блоки постоянной памяти, суммирующие счетчики, коммутатор, блок индикации, счетчик кода задержки, блок управляемой задержки, блок усреднения (I). Недостатком этого устройства являются узкие функциональные возможности, не позволяющие оценивать информационные свойства тестов (I).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является статистический анализатор для определения количества информации, состоящей из счетчиков-накопителей, группы элементов И, счетчика объема выборки, группы элементов ИЛИ, элемента И, дешифратора, сумматора-вычитателя накапливающего типа, генератора импульсов, управляющего триггера, переключателя, причем информационный вход счетчика объема выборки соединен с информационными входами счетчиков-накопителей и является входом анализатора, группа инверсных выходов счетчика объема выборки соединена с замыкающими контактами переключателя, размыкающий контакт которого подключен к входу управляющего триггера, выход которого через генератор импульсов соединен с управляющими входами счетчиков-накопителей и непосредственно с входом сброса cчетчика объема выборки, группа информационных входов элемента И соединена с группой прямых выходов счетчика объема выборки, выход элемента И подключен к соответствующему входу элементов ИЛИ, остальные входы которой соединены соответственно с выходами элементов И группы, управляющие входы элемента И и группы элементов И, объединены и подключены к выходу генератора импульсов ИЛИ через дешифратор, соединены соответственно с разрядными входами сумматора-вычитателя, при этом прямой и инверсный выходы каждого счетчика-накопителя соединены соответственно с первым и вторым информационными входами соответствующего элемента И группы.

Недостатком этого устройства являются узкие функциональные возможности, обусловленные отсутствием способности оценивать информационные свойства тестовых наборов, так как прототип не способен селектировать входные наборы по заданным условиям (2).

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что в известный статистический анализатор для определения количества информации, содержащей дешифратор, сумматор-вычитатель накапливающего типа, генератор импульсов, счетчик-накопитель счетчик объема выборки, управляющий триггер, переключатель, введены объект контроля (ОК), устройство регистрации, группа элементов ИЛИ, два постоянных запоминающих устройства (ПЗУ), блок шинного формирователя (блок ШФ), делитель, три элемента И, счетчик, элемент И-НЕ, регистр, информационные входы которого являются входом устройства, выходы его соединены с входами объекта контроля, а управляющий вход регистра, объединенный со счетным входом счетчика объема выборки, подключен к выходу элемента И, управляющий вход которого соединен с прямым выходом управляющего триггера, а информационный вход элемента И, объединенный с информационными входами двух других элементов И, подключен к выходу генератора импульсов, объединенные вторые входы этих двух элементов И подключены к инверсному выходу управляющего триггера, выход одного элемента И соединен с входом синхронизации делителя, а выход второго элемента И соединен со счетным входом счетчика, выходы которого подключены к объединенным адресным шинам двух ПЗУ, а его третий и четвертый выходы соединены также с входами элемента И-НЕ, выход которого соединен с третьими входами двух элементов И, выходы одного ПЗУ соединены с управляющими входами блока шинного формирователя, выходы другого ПЗУ соединены с управляющими входами делителя, выходы объекта контроля через устройство регистрации соединены с входами группы элементов ИЛИ, выход которой подключен к счетному входу счетчика-накопителя, выходы которого подключены к входной шине блока шинного формирователя, соединенного с делителем, а выходная шина блока шинного формирователя соединена с адресными шинами дешифратора, выходы которого соединены с входами сумматора-вычитателя накапливающего типа.

Существенным отличием предлагаемого устройства является то, что для осуществления возможности оценивать информационные свойства тестовых последователей, использованных при диагностировании отказов радиоэлектронной техники (РЭТ), введены блоки, селектирующие свойства тестовых наборов по выбранной методике, в результате чего вычисленная энтропия количественно характеризует способность оцениваемых тестов удовлетворять информационным условиям анализа.

На чертеже изображена функциональная схема статистического анализатора для определения информационных свойств теста.

Статический анализатор содержит счетчик 1, регистр 2, тестируемый объект контроля 3, шифратор 4, коммутатор 5, шинный формирователь 6, счетчик объема выборки 7, блок 8 деления, элемент И 9, дешифратор 10, накапливающий сумматор 11, генератор импульсов 12, управляющий триггер 13, переключатель 14, элементы И 15, 16, счетчик 17, дешифраторы 18, 19, элемент И-НЕ 20, причем многоканальный вход статистического анализатора соединен с информационными входами D1-DМ регистра 2, тактовый вход С регистра 2, объединенный со счетным входом счетчика объема выборки 7, подключен к выходу элемента И 9, объединенный с информационными входами элементов И 15, 16, подключен к выходу генератора импульсов 12, объединенные вторые входы элементов И 15, 16, подключены к инверсному выходу управляющего триггера 13, выход элемента И 15, соединен с входом СLК синхронизации блока 8, выход элемента И 16 соединен со счетным входом счетчика 17, выходы Q1-Q4 которого подключены к входам дешифраторов 18, 19 и выходы Q3-Q4 соединены с входами элемента И-НЕ 20, вход которого соединен с объединенными третьими входами элементов И 15, 16, выходы дешифратора 18 соединены с управляющими входами блока 8, выходы дешифратора 19 соединены с управляющими входом ОСЕ шинного формирователя 6, выходы Q1-QМ регистра 2 соединены с М-входами объекта контроля 3, L-выходов которого через шифратор 4 соединены с входами коммутатора 5, выход которого подключен к счетному входу счетчика 1, выходы которого соединены с шиной D1 входа информации шинного формирователя 6, который через шину DВ входа-выхода информации подключен к шине DА блока 8, к шине DВ которого подключены выходы счетчика объема выборки 7, блок ШФ 6, через шину DO подключен к адресной шине дешифратора 10, к выходам которого подключен сумматор 11.

В устройстве общая оценка информационных свойств теста осуществляется по суммарной энтропии, которая вычисляется в соответствии с формулой , где N число различных испытаний, соответствующих принятой методике; n число наборов, удовлетворяющих заданному свойству по выбранной методике; к число анализируемых тестовых наборов. Число "к" задается переключателем 14. Методика оценки информационных свойств теста устанавливается априори и предполагает использование уже разработанных тестов. В качестве примерной методики можно предложить информационные оценки фактов переключения тестовыми наборами 1, 2.i элементов объекта 3, фактов трансляции переключений в контролируемую точку объекта 3, выявления конкретного класса неисправностей, моделируемых на объекте 3 и др. С помощью шифратора 4 на объекте 3 селектируются такие свойства тестов, выделение которых предусмотрено принятой методикой, и определяется, какой из наборов теста удовлетворяет заданным свойствам.

Перед началом работы все счетчики, управляющий триггер 13, регистр 2, сумматор 11 устанавливаются в исходное состояние сигналом "Сброс", подаваемым на соответствующие входы R. Цепь установки в исходное состояние на чертеже не показана. Выбирается длина тестовой последовательности, которая устанавливается переключателем 14 как минимальное значение счетчика объема выборки 7. С помощью шифратора 4 и объекта 3 устанавливается условие анализа согласно выбранной методике. Включается генератор 12 и подается анализируемый тестовый набор на вход заявляемого устройства.

После включения генератора 12 импульс с его выхода через открытый элемент И 9 поступает на счетный вход С счетчика объема выборки 7 и увеличивает на единицу число, содержащееся в нем, а также поступает на тактовый вход С регистра 2, режим параллельного ввода которого обеспечивается подачей на управляющие входы S1 и S0 напряжения "лог. 1". По переднему фронту тактового импульса тестовый набор со своего носителя через входы регистра 2 "D1-DМ", где М число разрядов регистра 2, равное числу входов объекта контроля 3, заносится в регистр 2 и подается на ОК 3. Накопительный счетчик 1 считает факты выполнения условия анализа. Значение содержимого счетчика 1 увеличивается на единицу при выполнении на тестовом наборе условия анализа при выделении объекта 3 с помощью шифратора 4 априори заданного свойства. Следующий импульс генератора импульсов 12 запускает для анализа на объект 3 другой тестовый набор. Элемент И 9 будет открыт для импульсов генератора 12 до момента, пока счетчик объема выборки 7 не досчитает до предела, установленного переключателем 14. Состояние элементов схемы во время счета счетчиком объема выборки 7 входных наборов теста следующее. Элемент И 9 открыт, счетчик 17 находится в нулевом состоянии, элементы И 15 и И 16 закрыты для импульсов генератора 12. Элемент И-НЕ 20 установлен в "лог. 1".

При достижении счетчиком объема выборки 7 максимального значения, установленного переключателем 14, сигнал "лог. 0" с его выхода "Переполнение" через переключатель 14, прямой выход Q управляющего триггера 13 закрывает схему И 9 и прекращает цикл измерения. Сигнал с инверсного выхода Q управляющего триггера 13 открывает элементы И 15, 16, для импульсов генератора 12. С выхода элемента И 15 импульсы генератора 12 поступают на тактовый вход блока 8. С выхода элемента И 16 импульсы генератора 12 поступают на счетный вход С счетчика 17, сигналы с выхода которого по адресным шинам поступают дешифратор 18, 19 и называют коды для управления работой шинного формирователя и блоков. По первому импульсу, прошедшему через элемент И 16 и зафиксированному счетчиком 17, дешифратор 19 выдает код "лог. 0" на вход DСЕ шинного формирователя 6 для открытия магистрали, по которой значение счетчика-накопителя 1 поступает в блок 8, который этот код не воспринимает, так как еще не подготовлен к загрузке. По входу импульсу генератора 12 дешифратор 18 выдает код "1101" поступающий соответственно на входы F0, F1, СS1, СS2 блока 8, в результате чего он подготавливается к загрузке операндов деления. По третьему импульсу генератора 12 дешифратор 18 выдает код "1111", разрешающий прием операндов по шинам DA и DВ в блок 8. По шине DA в блок 8 загружается значение счетчика 1 через шинный формирователь 6. По шине DВ в блок 8 загружается значение счетчика объема выборки 7. По четвертому импульсу генератора 12 дешифратор 18 выдает код "1001", разрешающий операции деления операндов в блоке 8. Синхронизация блока 8 осуществляется импульсами генератора 12 через элемент И 15, поступающими на вход СLК блока 8. Для осуществления блоком 8 функций деления необходимо подать на вход СLК шесть импульсов (3, с. 123). Счетчик 17 продолжает таким образом счет до десяти, но коды с выхода дешифратора 18 остаются все это время без изменения и равны "1001". По десятому импульсу дешифратора 19 выдает код "лог. 1", поступающий на вход DСЕ шинного формирователя 6, открывая магистраль для вывода информации из блока 8 по шине DA. Для этого по всем предыдущим тактовым импульсам дешифратор 19 выдавал код "лог. 0" на вход шинного формирователя 6. По одиннадцатому импульсу дешифратор 18 выдает коды "1010", по которым происходит чтение частного от деления в блоке 8. С приходом одиннадцатого импульса с Q3, Q4 выходов счетчика 17 через элемент И-НЕ 20 закрываются схемы И 15, 16. Частное от деления поступает через шинный формирователь 6, на адресные шины дешифратора 10, реализующего функции хlogх. На выходе дешифратора 10, таким образом, получается код энтропии тестовой последовательности при заданных условиях анализа. Этот код подступает в сумматор 11, где хранится до получения следующего результата, который получается во время нового цикла измерений и вычислений, при изменении условия анализа. Новое значение в сумматоре 11 прибавляется к имеющемуся. Проведя N испытаний, получают условную энтропию теста, которая может служить оценкой его информационных свойств.

Управляющий триггер 13 выполнен на микросхеме К155ТМ8.

Источники информации, используемые при составлении заявки: 1. Авторское свидетельство СССР N 1130878, кл. G 06 F 15/36, 1983.

2. Авторское свидетельство СССР N 951322, кл. G 06 F 15/36, 1981.

3. Справочник по устройствам цифровой обработки информации. Н.А. Виноградов, В.Н. Яковлев, В.В. Воскресенский и др. К. Техника, 1988, c. 415.

4. Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике: Справочник Р.В. Данилов, С.А. Ельцова, О.П. Иванов и др. /Под ред. Б.Н. Файзулаева, Б.В. Тарабрина. М. Радио и связь, 1986, c. 384.

5. Микропроцессорные системы поэлементного диагностирования РЭА. Н.П. Байда, И.В. Кузьмин, В.Т. Шпилевой. М. Радио и связь, 1987, c. 256.

6. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. Челябинск: Металлургия. Челябинское отделение, 1988, c. 352.

Формула изобретения

Статистический анализатор для определения информационных свойств теста, содержащий генератор импульсов, первый дешифратор, накапливающий сумматор, три счетчика, три элемента И, триггер и переключатель, причем выход генератора импульсов соединен с первыми входами И, соответствующие старшие разряды выхода первого счетчика через переключатель подключены к входу триггера, выходы первого дешифратора соединены со входами накапливающего сумматора, вход которого является выходом анализатора, отличающийся тем, что в него введены коммутатор, шинный формирователь, блок деления, второй и третий дешифраторы, элемент И НЕ, шифратор и регистр, информационный вход которого является входом анализатора, выходы регистра являются выходами анализатора, служащими для подключения входом тестируемого объекта, входы шифратора являются входами анализатора, служащими для подключения выходов тестируемого объекта, выходы шифратора подключены к информационным входам коммутатора, управляющий вход которого является входом задания условий тестирования анализатора, выход коммутатора соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого подключен к первому входу шинного формирователя, первый выход которого подключен ко входу первого дешифратора, вторые вход и выход шинного формирователя соединены соответственно с выходом и входом делимого блока деления, вход делителя которого подключен к информационному выходу первого счетчика, счетный вход которого соединен с синхровходом регистра и с выходом первого элемента И, второй вход которого подключен к прямому выходу триггера, инверсный выход которого соединен со вторыми входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента И подключен к тактовому входу блока деления, синхровход которого соединен с выходом второго дешифратора, входы которого подключены к выходам третьего счетчика и ко входам третьего дешифратора, выход которого соединен с синхровходом шинного формирователя, старшие разряды выхода третьего счетчика подключены ко входам элемента И НЕ, выход которого соединен с третьими входами второго и третьего элементов И, выход третьего элемента И подключен к счетному входу третьего счетчика.

РИСУНКИ

Рисунок 1