Цифровое вычислительное устройство

 

нс аЦ:

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>752345

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 0612.72 (21) 1855814/18-24

С 06 F 15/31 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.0780.Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 30Q78Q (53) УДК 681.5ig.. 32 (088,8) (72) Авторы изобретения

A. С. Суровцев, В. A. Чернышев и В. И. Шаповалов

Ленин градс кий ордена Ленина электротехнический инс титут им. В.И. Ульянова (Ленина) (71 ) Заявитель (54 ) ЦИФРОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

4Ä(x).= — (1 (g) 3 у. (i)) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в различных областях науки и техники, где возникает необходимость построения функции распределения случайной величины по малым выборкам.

Известны вычислительные устройства, которые содержат блок ввсда, запоминающие блоки, арифметический 10 блок, блок вывода, блок управления,. дешифратор, коммутатор и шифратор (1).

В известных устройствах построение функции распределения выпол-. т5 няется программным путем, что требует значительных временных затрат.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее блок ввода, первый эапоминакщий блок, со- 29 единенный с выходом блока ввода, второй запоминающий блок, арифметический блок, соединенный двусторонней связью со вторым запоминакщим блоком, блок вывода, соединенный с. выходом 25 арифметического блока, блок управления, соединенный с соответствующими входами блоков ввода, вывода, запоминакщих и арифметического, де.шифратор, коммутатор и шиФраторГ23. 39

Цель изобретения — повышение быстродействия построения функции распределения по малым выборкам, содержащим 3-20 реализаций.

Указанная цель достигается тем, что дешифратор соединен с выходом первого запоминающего блока, один вход коммутатора соединен с выходом дешифратора, а второй — с выходом блока управления, вход шифратора соединен с выходом коммутатора, а выход — со входом второго запоминающего блока.

Основной принцип метода прямоугольных вкладов, применительно к случайной величине К, состоит в том, что каждой реализации х(выборки хл, х ... °, x приписывается элементарная равномерная плотность распределения qt;(я 1/с1, х б Lт;.й сл / l1

Плотность распределения Е„(х) получается суммированием всех Ф; (х), построенных на имеющихся реализациях ,(х; в интервале (а, b) 752345 (2) 25 где f > (x) = 4/(6-ф начальный вклад;

n — количество реализаций.

Для реализации.метода в ЦВУ интер вал (а, Ь) разбивается с шагом дх на (равных промежутков. В каждой точке разбиения х„ рассчитывается плотность по формуле (1), далее производится численное интегрирование.

Затем, для получения искомой функции распределения Г„(х) результат нормируется, исходя из условия

t„ (Ü) = 1 г„(х„ =-" 4. „() „. ;

;0= Ю„(КД 15 и Э

Иэ формул (1) и (2) вытекает алгоритм работы ЦВУ. При построении функции распределения методом прямоугольных вкладов необходимо ре2О шить такие задачи.

Определение суммы вкладов от реализации х; i = 1,2,..., n„ случайной величины Х, попадающих в область точки.х1, т.е. удовлетворяющих условие

xj — 0,5 Й4 х; g х + 0,5 d.

Получение плотности распределения (5) °

Получение функции распределения

F> (х)) . 30

На чертеже представлена блок-схема устройств а. Ус тройс тво содержит блок 1 ввода, запоминающий блок 2, дешифратор. 3, коммутатор 4, шифратор

5,запоминающий блок б,арифметический З5 блок 7, блок 8 вывода, блок 9 управления.

Блок 1 ввода предназначен для ввода значений реализаций случайной величины в двоично-десятичном коде, поступающих с преобразователя физическая величина-код или с пульта управления, причем выходы блока 1 ввода соединены со входами запоминающего блока 2.

Запоминающий блок 2 состоит из 45 регистров и служит для хранения исходных чисел до окончания вычислений.

Выходы запоминающего блока 2 соеди.нены со входами дешифратора 3.

Дешифратор 3 служит для преобра- 50 зования кода числа в сигнал на одном из его выходов.,Количество действующих выходов дешифратора 3, которые соединены со входами коммутатора

4, определяется количеством различных значений реализаций случайной величины, и каждый из его выходов соответствует определенному числу, поступакщему на его вход из запоминающего блока 2 в двоично-десятичном коде.

Коммутатор 4 используется для подключения выходов дешифратора 3 ко входам шифратора 5 в зависимости от ширины прямоугольного вклада и представляет собой набор элементов 65

И, который состоит из групп, число которых определяется количеством значений d, а число элементов И в каждой иэ групп определяется количеством действующих выходов дешифратора 3.

Шифратор 5 служит для выбора ячеек запоминающего блока 6, Число выходов шифратора 5, соединенных совходами запоминающего блока 6, определяется количеством ячеек запоминающего блока б.

Запоминающий блок 6 предназначен для получения плотности распределения, а также для хранения промежуточных и окончательных результатов вычислений и состоит из ячеек, число которых определяется количеством точек разбиения интервала (а, Ь).Каждая ячейка запоминающего блока б представляет собой регистр, младшие разряды которого имеют цепи переноса и ""ëóæàò счетчиками. Счетный вход каждой ячейки запоминающего блока 6 соединен с соответствующим выходом шифратора 5. Для передачи чисел иэ одной ячейки в другую используются вентильные группы В 2. Выходы запоминающего блока 6 соединены со входами арифметического блока 7.

Арифметический блок 7 служит для выполнения арифметических операций (сложение, умножение, деление).

Выходы арифметического блока 7 соединены со входами запоминающего блока 6 и блока 8 вывода.

Блок 8 вывода предназначен для вывода результатов вычислений либо на цифровое печатающее устройство, либо на преобразователь код-физическая величина, Блок 9 управления служит для выработки всех сигналов, необходимых для решения задачи. Его выходы связаны со входами вышеперечисленных блоков, кроме дешифратора 3 и шифратора 5.

Устройство работает следующим образом.

Исходные данные, содержащиеся в регистрах запоминающего блока 2, по сигналу блока 9 поступают на входные шины дешифратора 3. В соответствии с числом, хранящимся на последнем регистре запоминающего блока

2, на одном из действующих выходов дешифратора 3 появляется импульс, который поступает на входы коммута.тора 4. С вы ода коммутатора 4 сигнал поступает на соответствующие входы шифратора 5. С выхода шифратора 5 сигналы поступают на с,.етные входы соответствующих регистров запоминающего блока 6, в которых запишется по 1 . Затем по импульсам блока 9 управления, которые поступают на соответствующие регистры блока 2, происходит перепись содержимого (i — 1) регистров в i-ые. По управ752345

I ляющему импульсу содержимое счетчика блока 9 управления уменьшается на 1.

Предварительно по управляющему импульсу в счетчике блока 9 управления была записана константа и. Затем проверяется логическое условие Р .

Если содержимое счетчика (О, то следующее число поступает из последнего регистра запоминающего блока 2 на вход дешифратора 3.

С избранного выхода дешифратора 3 импульс поступает через шифратор 5 на счетные входы соответствующих регистров запоминающего блока 6. В результате этого в избранные регистры запоминающего блока 6 подсуммируется по 1 . Затем. происходит повторение переписи содержимого этих регистров и уменьшение содержимого счетчика в блоке 9 управления на 1 .

Данный цикл повторяется до тех пор, пока содержимое. счетчика не 20 станет равным нулю, что соответствует логическому условию P = 1. Затем по управляющему импульсу в счетчик блока 9 управления записывается константа . В арифметический блок 7 в 25 зависимости от величины d по управляющему импульсу записывается значение (/ol. По сигналу блока 9 управления содержимое i-го регистра запоминающего блока 6 переписывается в 30 (j — 1) -bIA регистр, а содержимое первого регистра переписывается в сумматор. Затем по импульсу блока 9 управления происходит пуск арифметического блока 7 на выполнение операции умножения.

По окончании выполнения операции умножения (условие P = 1) к произведению, полученному на сумматоре, прибавляется начальный вклад f<(х) °

B результате этого на сумматоре получается значение ненормированной плотности распределения для первой точки разбиения интервала (а, Ь) .

Содержимое счетчика блока 9 управления уменьшается на 1 . Одновременно содержимое сумматора переписывается в последний регистр запоминающего блока 6. Затем проверяется логическое условиЕ. После вычисления значения ненормированной плотности 50 распределения в последней точке интервала (а, Ь) условие = 1. При этом содержимое счетчика блока 9 управления равно нулю, а в каждом регистре запоминающего блока 6 55 получают значение ненормированной плотности распределения для соответствующей точки разбиения интервала (а, Ь). После этого в счетчик блока 9 управления заносится кон- gp станта 8 и одновременно происходит обнуление сумматора. Затем содержимое первого регистра запоминающего блока 6 суммируется с содержимым сумматора, при этом содержимое 65 () + 1)-ых регистров переписывается в j -ые . Содержимое счетчика блока

9 управления уменьшается на 1, а содержимое сумматора переписывается в последний регистр запоминающего блока 6, после чего проверяется логическое условие. Цикл повторяется до тех, пока содержимое счетчика . блока 9 управления не станет равным нулю. В результате выполненного цикла получают ненормированную функцию распределения, при этом на сумматоре останется сумма содержимого всех регистров. Происходит гашение регистра арифметического блока 7 и затем содержимое сумматора переписывается в регистр. . Одновременно по импульсу

А7 4.1 присваивается значение 0 . После этого сумматор обнуляется и происходит запись содержимого первого регистра запоминающего блока 6 на сумматор, одновременно содержимое (j + 1)-ых регистров переписывается в J -ые. Затем происходит нормирование функции распределения, После выполнения операции деления частное из сумматора вццается на числовые шины, по которым поступает в блок 8 вывода, и одновременно записывается в последний регистр запоминающего блока 6. По импульсу блока 9 управления содержимое счетчика уменьшается на 1 и проверяется логическое условие. Если содержимое счетчика О, то цикл деления повторяется. .При условии, что содержимое счетчика

1 решение задачи заканчивается, при этом значения функции распределения для каждой точки интервала (а,Ь) будут выданы в блок 8 вывода и переписаны в соответствующие регистры запоминающего блока,6

Предлагаемое изобретение йозволяет повысить быстродействие устройства.

Формула изобретения

Цифровое вычислительное устройство, содержащее блок ввода, первый запоминающий блок, соединенный с выходом блока ввода; второй запоминающий блок., арифметический блок, соединенный двухсторонней связью со вторым запоминающим блоком/ блок вывода, соединенный с выходом арифметического блока; блок управления, соециненный с соответствующими входами блоков ввода, вывода,запоминающих и арифметического; дешифратор, коммутатор и шифратор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в нем дешифратор соединен с выходом первого запоминающего блока, один вход коммутатора соединен с выходом де-. шифратора, а второй — с выходом блока

752345

Составитель И. Хазова

Редактор A. Долинич Техреду,Бабурка

Корректор Н, Григорук

Подписное

Заказ 4747/8 Тираж 751

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 управления, вход шифратора соединен

Ф с выходом коммутатора, а выход — со входом второго запоминающего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 5

1. Мирский Г.Я. Аппаратное определение характеристик случайных процессов,. Энергия, 1967.

2. Поспелов Д.A. Введение в теорию вычислительных систем. Сов. радио, 1972, с. 87 (прототип).