DE2758505B2 - Spezialisierter Digitalrechner zur statistischen Informationsverarbeitung - Google Patents
Spezialisierter Digitalrechner zur statistischen InformationsverarbeitungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Anlpgen zur Informationsverarbeitung und betrifft insbesondere
einen spezialisierten Digitalrechner zur statistischen Informationsverarbeitung.
Viele Natur- und künstliche Erscheinungen, deren Kenntnis für die Lösung einer Reihe von wissenschaftlich-technischen Aufgaben auf solchen Gebieten der
Wissenschaft und Technik, wie Hydrometeorologie, Geophysik, Medizin, Elektronik, Kernphysik notwendig
ist, tragen zufälligen Charakter. Im Zusammenhang damit ist das Problem der statistischen Informationsverarbeitung \ an aktueller Bedeutung, weil die erforderliche Speicherung großer Volumina von Ausgangsdaten
für die statistische Verarbeitung in wirtschaftlicher Hinsicht unvorteilhaft ist, und in einigen Fällen kann
eine Zeitverzögerung bei der Verarbeitung der Daten diese wertlos machen.
Daher .steht vor den Entwicklern und Herstellern als
allererstes Problem, eine leistungsfähige, billige und kompakte stabilisierte Digitalrechenanlage zur ,statistischen Verarbeitung von Informationen zu schaffen, d. h.
zur Berechnung von statistischen Charakteristiken zufälliger Prozesse, welche weitgehende Funktionsmöglichkeitei; besitzen. Bei der vorliegenden Erfindung fand
das obengenannte Problem teilweise Lösung.
Die meisten praktischen Aufgaben, in denen komplizierte Erscheinungen untersucht und verwendet werden, kennzeichnen sich durch zufällige Prozesse, denen
zufällige Änderungen der physikalischen Größen über den Zeitraum eigen sind.
Die zufälligen Prozesse werden durch Zufalls-Funktionen X(t) bzw. Y(t) beschrieben und enthalten eine
Menge von Realisierungen dieser Funktionen, und zwar JTi ritt xi(t) ...x(t)... xicft) bzw. yx(t), yi(t), y(t)... yicft), die
ein Feld von zufälligen Zahlen von 1 bis Ardarstellen.
Gegenwärtig werden Berechnungen statistischer Charakteristiken mit statistischen Analysatoren, die auf
Di(;italmethoden beruhen und fähig sind, Rechnungen
im reellen Zeitmaßstab aufzuführen, sowie mit Digitalrechnern, die für die Berechnung der statistischen
Charakteristiken zufälliger Prozesse programmiert sind, durchgeführt
Üblich sind statistische Analysatoren, wie die Modelle TE-9300, TE-9400, TE-9450 der Firma Tekelec Aitronic
(Frankreich), die Modelle 7001 der Firma Uniscope, SAI 51 A bis 54 A der Firma SAI CcR, 3721 A und 3729 A
der Firma Hewlett Packard (USA) kompliziert, haben eine apparativen Mehraufwand, was zu zusätzlichen
Ausgaben der Rechentechnikhersteller führt Diese
ίο Analysatoren gestatten es nicht, im Grob-Fein-Meßbetrieb zu arbeiten, und weisen keine hinreichend weiten
Funktionsmöglichkeiten auf, was zu einer Verminderung des Services für die Nutzer dieser Technik führt
Die Digitalrechner sind aber kostspielig und bieten
keine Möglichkeit Resultate im reellen Zeitmaßstab zu
erhalten. Die Lösung von Aufgaben der statistischen Informationsverarbeitung, insbesondere die Korrelations- und Spektralanalyse mit dem Digitalrechner
IBM-360 nimmt viel Zeit (etwa einige Stunden) in
Anspruch.
So ist beispielsweise nach dem SU-Urheberschein Nr.
4 02 873 vom 27.07.71 (Erfindungsblatt Nr. 42,1973) ein
Digitalschnellanalysator für zufällige Signale bekannt Der genannte Analysator enthält einen Analog-Digital-
Umsetzer, eine Einheit zur Wahrscheinlichkeitsab
rundung von Informationen, deren Eingang mit dem Ausgang des Analog-Digital-Umsetzers verbunden ist
einen dynamischen Speicher, dessen einer Eingang mit der Einheit zur Wahrscheinlichkei'sabrundung der
Information und dessen einer Ausgang mit dem Eingang eines Wahrscheinlichkeitsbinärelementes verbunden ist
einen Geber für gleichmäßig verteilte Zufallszahlen, eine UND-Einheit einen Digital-Analog-Umsetzer, eine
Vergleichseinheit, an deren einen Eingang der Ausgang
des Gebers für gleichmäßig verteilte Zufallszahlen und
der andere Ausgang der Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information und an deren anderen
Eingang der entsprechende Ausgang des dynamischen Speichers angeschlossen sind, während an den Ausgang
der Vergleichseinheit der Eingang der UND-Einheit ge'?gt ist, eine Steuereinheit deren Ausgang mit dem
anderen Eingang der Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information und dem jeweiligen Eingang
des dynamischen Speichers in Verbindung steht und
eine Integratoreinheit an deren eineil Eingung der
Ausgang der Steuereinheit an deren Ausgang der Eingang des Digital-Analog-Umsetzers und an den
anderen Eingang der entsprechende Eingang der UND-Einheit, der Ausgang der UND-Einheit und der
Ausgang des Wahrscheinlichkeitsbinärelementes, dessen anderer Eingang mit dem entsprechenden Ausgang
des Gebers für gleichmäßig verteilte Zufallszahlen verbunden ist angeschlossen sind.
Bekannt ist ferner ein spezialisierter Digitalrechner
zur statistischen Informationsverarbeitung (Urheberschein der UdSSR, Nr. 4 32 509 vom 29.12.72, Blatt Nr
22,1974).
Dieser spezialisierte Rechner enthält einen Generator für ZufallszaMen, der für die Gewinnung einer
gleichmäßig verteilten Folge von pseudozufälligen Zahlen bestimmt ist, Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information, die zur üreaien Umformung des Kodes in seiner Wahrscheinlichkeit und zur
Wahrscheinlichkeitsabrundung von Zahlen dienen,
f>5 wobei die Mehrkar.ilausgftnge der ersten zwei !Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information
mit den entsprechenden Eingangsinformationsschienen verbunden sind. Der bekannte Rechner v/eist auch eine
Schieberegistereinheit und Aufnahmeregisler auf. wobei die Mehrkanaleingänge der ersten zwei Aufnahmeregister elektrisch mit den Mehrkanaleingängen der
entsprechenden Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden sind, während der
Mehrkanaleingang des dritten Aufnahmeregisters mit dem Mehrkanaleingang des ersten Aufnahmeregisters
vereinigt und an den Mehrkanalausgang der Schieberegistereinheit, der mit ihrem Mehrkanaleingang, den
Mehrkanalausgängen des zweiten und des dritten Aufnahmeregisters und dem Mehrkanaleingang der
vierten Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der
Information in Verbindung steht, gelegt ist. Darüber hinaus enthält der Rechner auch einen Informationsspeicher, eine Eintaktmultiplikationseinheit zur Wahrscheinlichkeitsmultiplikation von Zahlen, deren erster
Eingang mit dem Ausgang der dritten Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information, deren
anderer Eingang mit der vierten Einheit zur Wahr-
at- Inf At>m«* »inn fw+Λ
Ausgang mit den Ausgängen der dritten und vierten Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information und dem Eingang des Informationsspeichers,
dessen Mehrkanalausgang mit den Mehrkanalausgängen der ersten und zweiten Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information und den anderen
Ausgangsschienen verbunden ist, in Verbindung stehen. Der bekannte Rechner hat eine Mikroprogrammsteuereinheit, deren Mehrkanalausgang mit den Eingängen
des Generators für Zufallszahlen, der Aufnahmeregister, der Schieberegistereinheit, des Informationsspeichers in Verbindung steht, und einen Generator für
harmonische Funktionen und für »Korrelationsfenster«-Funktionen, dessen Ausgang an einen der
Eingänge des ersten Aufnahmeregisters angeschlossen ist.
Die oben betrachteten bekannten Einrichtungen gestatten es nicht, die bedingte Entropie zufälliger
Prozesse zu berechnen, was deien Funktionsmöglichkeiten und Anwendungsgebiete einengt und die
Servicemöglichkeiten herabsetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen spezialisierten Digitalrechner zur statistischen Informationsverarbeitung zu schaffen, dessen schaltungsmäßige
Lösung es möglich macht, Berechnungen der bedingten Entropie zufälliger Prozesse unter Verminderung des
Apparaturaufwandes durchzuführen.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei dem spezialisierten Digitalrechner zur statistischen
Informationsverarbeitung, der einen Generator für Zufallszahlen, welcher zur Gewinnung einer zufälligen
gleichmäßig verteilten Folge von pseudozufälligen Zahlen dient, vier Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information, die für die lineare Umsetzung
des Kodes in seine Wahrscheinlichkeit und zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Zahlen bestimmt
sind und elektrisch mit dem Generator für Zufallszahlen in Verbindung stehen, wobei die Mehrkanaleingänge
der ersten und zweiten Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information mit den entsprechenden Eingangsinformationsschienen verbunden sind, eine
Schieberegistereinheit, drei Aufnahmeregister, wobei die Mehrkanaleingänge der ersten zwei Aufnahmeregister elektrisch mit den Mehrkanalausgängen der
entsprechenden Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden sind, während der
Mehrkanaleingang des dritten Aufnahmeregisters mit
dem Mehrkanaleingang des ersten Aufnahmeregisters,
das an die dritte Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information gelegt ist. vereinigt und an den
Mehrkanalausgang der Schieberegistereinheit angeschlossen ist, der mit dem eigenen Mehrkanaleingang,
mit den Mehrkanalausgängen der zwei letzten Aufnahmeregister und mit dem Mehrkanaleingang der vierten
Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden ist, eine Eintaktmultiplikationseinheit
zur Wahrscheinlichkeitsmultiplikation von Zahlen, deren Eingänge jeweils mit den Ausgängen der zwei
letzten Einheiten zurWahrscheinlichkeitsabrundungder Information verbunden sind, an welche der Ausgang
der Eintaktmultiplikationseinheit gelegt ist, enthält, erfindungsgemäß ein Register für die höchste Adressenstelle und ein Register für die niedrigste Adressenstelle,
wobei der Ausgang des letzteren mit dem Eingang des Registers für die höchste Adressenstelle verbunden ist,
ein Dekodierer, dessen Mehrkanaleingang an die Mehrkanalausgänge der Register für die höchste bzw.
Λ ' » Λ ~J »λΙΙ 1.1 ' » '
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sehe, zur Akkumulierung, Aufbewahrung von Informationen, zur Addition von Zahlen und Addition von
Eins-Inkrementen von Zahlen dienende Speichervorrichtung, deren Eingänge mit dem Mehrkanalausgang
des Dekodierers, dem Ausgang der Eintaktmultiplikationseinheit und dem eigenen Mehrkanalausgang
verbunden ist. wobei der letztere mit Ausgangsschienen, den Mehrkanaleingängen der ersten zwei Einheiten zur
Wahrsc? oinlichkeitsabrundung der Information und dem Mehrkanaleingang des ersten Aufnahmeregisters
in Verbindung steht, während der Ausgang der logischen Speichervorrichtung an den Eingang des
Registers für die niedrigste Adreseenstelle gelegt ist, ein
zur Speicherung von harmonischen Funktionen, »Korrelationsfensterw-Funktionen, logarithmischen Funktionen, Korrekturkoeffizienten und zur Speicherung von
Mikrobefehlen bestimmter Festspeicher, dessen Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang der logischen
Speichervorrichtung und dessen Mehrkanaleingang mit dem Mehrkanalausgang derselben verbunden ist, ein
Quantisierungsschrittzähler zur Ermittlung des Amplitudenintervalls der Information, dessen Mehrkanalausgänge an die Mehrkanaleingänge der Einheiten zur
Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information angeschlossen sind, eine Betriebsartensynchronisiereinheit,
deren Mehrkanaleingang und Mehrkanalausgang an den Mehrkanalausgang bzw. den Mehrkanaleingang des
Festspeichers und deren anderer Mehrkanaleingang an den Mehrkanalausgang des Generators für Zufallszahlen angeschlossen sind, wobei der Ausgang der
genannten Betriebsartensynchronisiereinheit an die Eingänge der Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsat undung, an die Eingänge der Register für die höchste bzw.
niedrigste Adressenstelle, den Eingang des Dekodierers, den Eingang des Generators für Zufallszahlen, den
Eingang der logischen Speichervorrichtung und den Eingang der Schieberegistereinheit gelegt ist, ein zur
Informationsverteilung je nach Betriebsart des spezialisierten Digitalrechners dienender Verteilungsblock,
dessen Mehrkanaleingänge und Eingänge jeweils an die Mehrkanalausgänge und die Ausgänge der ersten zwei
Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung, den Mehrkanalausgang der Betriebsartensynchronisiereinheit, den Mehrkanalausgang der Register für die
höchste bzw. niedrigste Adressenstelle angeschlossen sind und dessen Mehrkanalausgänge mit den Mehrkanäleingängen der Einheiten zur Wahrscheinlichkeiisabrundung der Information, den Mehrkanaleingängen der
Register für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle, dem Mehrkanaleingang des ersten Aufnahmeregisters,
dem Mehrkanaleingang des zweiten Aufnahmeregisters, dem Eingang des Quantisierungsschrittzählers und
dem Eingang der logischen Speichervorrichtung in Verbindung stehen, vorgesehen sind.
Vorzugsweise enthält die logische Speichervorrichtung einen Informationsspeicher, eine Adressenverstärkereihlieit,
deren Mehrkanaleingang an den Mehrkanalausgang des Dekodierers angeschlossen und deren
Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang des Informationsspeichers verbunden ist, eine Stellenverstärkereinheit,
deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang des Informationsspeichers in Verbindung
steht, eine Ausgangseinheit, deren Mehrkanaleingänge mit dem Mehrkanalausgang des Informationsspeichers
und dem Ausgang der Betriebsartensynchronisiereinheit verbunden und deren Mehrkanalausgänge
an die Ausgangsschienen und den Mehrkanaiausgang des Festspeichers gelegt sind, eine
Synchronisierschaltung, deren Mehrkanalausgang mit dem Ausgang der Betriebsartensynchronisiereinheit
und deren Ausgang mit dem Eingang des Registers für die niedrigste Adressenstelle verbunden ist, einen
Stellenverteiler, der zur Aufnahme und Zwischenspeicherung von Informationen, zur Addition von Eins-Inkrementen
bestimmt ist, eine Logikeinheit zur Addition von Zahlen deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang
der Stellenverstärkereinheit und deren Mehrkanaleingänge mit dem Mehrkanalausgang der
Synchronisierschaltung und dem Ausgang des Stellenverteilcrs verbunden sind, dessen Eingänge an den
Ausgang der Synchronisierschaltung und den Ausgang der dritten Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung
der Information gelegt sind, während der Mehrkanaleingang des Stellenverteilers an den Mehrkanaleingang
des Festspeichers angeschlossen ist, eine Vorzeichenanalyseschaltung, deren Eingang und Ausgang mit dem
Ausgang und Eingang des Stellenverteilers in Verbindung stehen und deren anderer Eingang an den Ausgang
der Synchronisierschaltung angeschlossen ist und eine Operandenmerkmalseinheit, deren Mehrkanalausgang
mit dem Mehrkanaleingang des Informationsspeichers verbunden und deren Mehrkanaleingang an die
Synchronisierschaltung angeschlossen ist
Die vorliegende Erfindung, deren schaltungsmäßige Lösung auf der Benutzung von Wahrscheinlichkeitsmethoden
für die Informationsverarbeitung beruht, ermöglicht eine bedeutende Erhöhung der Produktivität bei
der Untersuchung zufälliger Prozesse, insbesondere bei der Berechnung ihrere statistischen Charakteristiken,
eine Reduzierung des Apparaturaufwandes und eine Verminderung der Abmessungen der spezialisierten
Digitalrechner. Darüber hinaus kann bei der Verarbeitung und Speicherung des immer wachsenden Umfanges der Informationsflüsse das Problem der Informationsverdichtung teilweise bei Benutzung des erfindungsgemäßen spezialisierten Digitalrechners zur statistischen Informationsverarbeitung gelöst werden. Hierbei ermöglicht die Anwendung des spezialisierten
Digitalrechners einen wesentlichen technischen Fortschritt auf solchen Gebieten der Wissenschaft und
Technik, wie Hydrometeorologie, Geophysik, Meteorologie, Medizin, Elektronik, Physik.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Digitalrechners nach der Erfindung,
Fig. 2 das Funktionsschema einer logischen Speichervorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig.3 das Funktionsschema eines Verteilerblocks
■> nach der Erfindung und
Fig.4 das Funktionsschema eines Festspeichers gemäß der Erfindung.
Der spezialisierte Digitalrechner zur statistischen Informationsverarbeitung enthält einen Generator 1
ίο (Fig. 1) für Zufallszahlen und Einheiten 2, 3, 4, 5 zur
Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information. Die Mehrkanaleingänge 6, 7 der Einheiten 2, 3 zur
Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information sind mit den jeweiligen Eingangsinformationsschienen 8, 9
ii verbunden. Der erfindungsgemäße Rechner enthält
auch eine Schieberegistereinheit 10, Aufnahmeregister 11, 12, 13, wobei der Mehrkanaleingang 14 des
Aufnahmeregisters 13 mit dem Mehrkanaleingang 15 des ersten Aufnahmeregisters 11, das an den Mehrkanaleingang
16 der Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information angeschlossen ist, vereinigt und an
den Mehrkanalausgang der Schieberegistereinheit 10 gelegt ist, der mit ihrem Mehrkanaleingang 17, den
Mehrkanalausgängen der Aufnahmeregister 12, 13 und
2ϊ dem Mehrkanaleingang 18 der (besagten) Einheit 5
verbunden ist.
Der erfindungsgemäße Rechner weist ferner eine Eintaktmultiplikationseinheit 19 auf, deren Eingänge 20,
21 mit den genannten Einheiten 4 bzw. 5 in Verbindung stehen, an die der Ausgang der Eintaktmultiplikationseinheit
19 und die Register 22 und 23 für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle angeschlossen sind.
Dabei ist der Ausgang des Registers 23 für die niedrigste Adressenstelle mit dem Eingang 24 des Registers 22 für
j"i die höchste Adressenstelle verbunden. Der erfindungsgemäße
Digitalrechner enthält auch eine Dekodierer 25, dessen Mehrkanaleingang 26 an die Mehrkanalausgänge
der Register 22 und 23 für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle und eine logische Speichervorrichtung
27, deren Mehrkanaleingang 28 mit dem Mehrkanalausgang des Dekodierers 25 verbunden ist. Der Eingang 29
ist an den Ausgang der Eintaktmultiplikationseinheit 19 angeschlossen, der Mehrkanaieingang 30 ist mit ihrem
Mehrkanalausgang, der an die Ausgangsschiene 31, an die Mehrkanaleingänge 6, 7 der Einheiten 2, 3 zur
Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information und an den Mehrkanaleingang 15 des Aufnahmeregisters 11
gelegt ist, verbunden, wobei der Ausgang der logischen
Speichervorrichtung 27 mit dem Eingang 32 des
so Registers 23 für die niedrigste Adressenstelle in Verbindung steht
Der Rechner enthält einen Festspeicher 33, dessen Mehrkanalausgang an den Mehrkanaleingang 30 der
logischen Speichervorrichtung 27 und dessen Mehrka-
5s naleingang 34 an den Mehrkanalausgang der logischen
Speichervorrichtung 27 angeschlossen ist, einen Quantisierungsschrittzähler 35, dessen Mehrkanalausgänge
mit den Mehrkanaleingängen 36,37 der Einheiten 2, 3 zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information in
Verbindung stehen, eine Betriebsartensynchronisiereinheit 38, deren Mehrkanaleingang 39 an den Mehrkanalausgang des Festspeichers 33 gelegt ist, während ihr
Mehrkanaleingang 39 mit dem Mehrkanalausgang der Betriebsartensynchronisiereinheit 38 verbunden ist,
deren Mehrkanaleingang 40 an den Mehrkanalausgang des Generators 1 für Zufallszahlen und deren Ausgang
an die Eingänge 41,42,43,44 der genannten Einheiten 2,
3,4,5, an die Eingänge 45,46 der Register 22 und 23 für
die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle, den. Eingang 47 des Dekodierers 25, den Eingang 48 des besagten
Generators 1, an die Eingänge 49, 50, 51 der Aufnahmeregister 11, 12, 13, den Eingang 52 der
logischen Speichervorrichtung 27 und den Eingang 53 der Schieberegistereinheit 10 angeschlossen ist.
Der erfindungsgemäße Rechner hat einen Verteilungsblock 54. dessen Mehrkanaieingänge 55, 56 und
Eingänge 57, M jeweils an den Mehrkanalausgang bzw. -ausgänge der Einheiten 2,3 zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information angeschlossen, dessen Mehrkanaleingang 59 mit dem Mehrkanalausgang der
Betriebsartensynchronisiereinheit 54, deren Mehrkanaleingang 60 mit dem Mehrkanalausgang der Register 22
und 23 für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle und dessen Ausgänge mit den Mehrkanaleingängen 36,
37, 60', 60" der jeweiligen Einheiten 2, 3, 4, 5, den Mehrkanaleingängen 61, 62 der (besagten) Register 22
und 23, dem Mehrkanaleingang 15 des ersten Aufnahmeregisters ii, dem Mehrkanaieingang 63 des Aufnahmeregisters 12, dem Eingang 64 des Quantisierungsschrittzählers 35 und dem Eingang 65 der logischen
Speichervorrichtung 27 verbunden sind.
Die logische Speichervorrichtung 27 enthält einen Informationsspeicher (F i g. 2), eine Adressenverstärkereinheit 67, deren Eingang 68 an den Mehrkanaleingang des Dekodierers 25 (F i g. 1) und deren Mehrkanalausgang an den Mehrkanaleingang 69 (Fig.2) des
Informationsspeichers 66 angeschlossen ist, eine Stellen verstärkereinheit 70, deren Mehrkanalausgang mit
dem Mehrkanaleingang 71 des Informationsspeichers 66 in Verbindung steht, eine Ausgangseinheit 72, deren
Mehrkanaleingänge 91, 73 an die Eingänge der Betriebsartensynchronisiereinheit 38 und den Mehrkanalausgang des Informationsspeichers 66 gelegt und
deren Mehrkanalausgänge mit Ausgangsschienen 31, dem Mehrkanaleingang 30 (Fig. 1) der logischen
Speichervorrichtung 27 und dem Mehrkanaleingang 74 (F i g. 2) des Stellenverteilers 75 verbunden sind. Sie
enthält auch eine Logikeinheit 76, deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang 77 der Stellenverstärkereinheit 70 in Verbindung steht und deren Mehrkanaleingang 78 an den Mtifrkanalausgang der Synchronisierschaltung 79 angeschlossen ist, wobei der letztere
mit dem Eingang 80 des Stellenverteilers 75 verbunden ist, dessen Mehrkanalausgang an den Mehrkanaleingang 81 der Logikeinheit 76 und dessen Eingang 82 an
den Ausgang der Einheit 4 zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information angeschlossen ist
Die logische Speichervorrichtung 27 (F i g. 2) enthält eine Vorzeichenanalyseschaltung 83, deren Eingang 84
und deren Ausgang mit dem Ausgang bzw. Eingang 85 des Stellenverteüers 75 verbunden sind, wobei der
Eingang 86 mit dem Ausgang der Synchronisierschaltung 79 in Verbindung steht Die genannte Speichervorrichtung hat eine Operandenmerkmalseinheit 87, deren
Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang 88 des Informationsspeichers 66 und deren Mehrkanaleingang
89 mit der Synchronisierschaltung 79 in Verbindung steht Der Ausgang der letzteren ist auch mit dem
Eingang 32 des Registers für die niedrigste Adressenstelle und der Mehrkanaleingang 90 derselben Schaltung 79 mit dem Mehrkanaleingang 91 der Ausgangseinheit 72 verbunden und an den Ausgang der
Betriebsartensynchronisiereinheit 38 angeschlossen ist
Der Verteilungsblock 54 enthält Einheiten 92,93 von
Eingangstoren (Fig.3), deren Mehrkanaleingänge 94,
95 mit den Ausgängen der Einheiten 2, 3 (F i g. 1) zur
Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden sind. Die Eingänge 96 (F i g. 3), 97 der Einheit 92 sind
an die Ausgänge der Einheiten 2, 3 (Fig. 1) zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information ange-
-, schlossen. Dieser Verteilungsblock hat Ausgangstoreinheiten 98 (Fig.3), 99, 100, 101, 102, wobei die
Mehrkanalausgänge der Einheiten 98, 99, 100 mit dem Mehrkanaleingang 15 des Aufnahmeregisters 11, mit
dem Eingang 63 des Aufnahmeregisters 12, den
ίο Eingängen 36, 37, 60', 60" der Einheiten 2, 3, 4, 5
verbunden und die Mehrkanalausgänge der Einheiten 101, 102 vereinigt und an die Eingänge 61, 62 der
Register 22 und 23 für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle angeschlossen sind. Der Mehrkanalein-
! -, gang 103 der Einheit 98 ist mit dem Mehrkanaleingang
104 der Einheit 101 vereinigt und an den Mehrkanalausgang der Einheit 92 gelegt.
Der Mehrkanaleingang 105 der Einheit 99 ist mit dem Mehrkanaleingang 106 der Einheit 102 vereinigt und
:n steht mit dem Mehrkanaiausgang der hingangstoreinheit 93 in Verbindung.
Die Mehrkanaleingänge 107, 108, 109 der Einheiten 98, 99, 100 und der Mehrkanaleingang HO der Einheit
100 sind an den Mehrkanalausgang der Betriebssyn-
2i chronisiereinheit 38 (Fig. 1) angeschlossen. Die Mehrkanaleingänge Ul (Fig.3), 112 der Einheiten 101, 102
sind vereinigt und stehen ebenfalls mit dem Mehrkanalausgang der Einheit 38 (F i g. 1) in Verbindung.
Der Verteilungsblock 54 enthält eine Einheit 113 von
jn ODER-Gliedern, deren Mehrkanaleingänge 114,115 an
die Mehrkanalausgänge der Register 22 und 23 für die höchste und niedrigste Adressenstelle gelegt sind, sowie
UND-Glieder 116,117,118, wobei der Eingang 119 des UND-Gliedes 116 an den Ausgang der Einheit 113
r, angeschlossen und der Ausgang desselben mit dem Eingang 65 der logischen Speichervorrichtung 27
verbunden ist. Die Eingänge 120, 121, 122, 123 der UND-Glieder 116, 117, 118 sind an den Ausgang der
Einheit 38 gelegt.
Der Eingang 124 der UND-Glieder 118 ist mit dem Ausgang des UND-Gliedes 117 und der Ausgang des
UND-Gliedes 118 mit dem Eingang des Zählers 35 verbunden.
125 (F i g. 4), ein Ausgangsregister 126, dessen Mehrkanaleingang mit dem Mehrkanalausgang der Konstanteneinheit 125 verbunden und dessen Mehrkanalausgang an den Eingang 30 der logischen Speichervorrichtung 27 angeschlossen ist, eine Adressenverstärkerein-
heit 128, deren Mehrkanalausgang an den Mehrkanaleingang 129 der Konstanteneinheit 125 gelegt ist, einen
Adressendekodierer 130, dessen Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang 131 der Adressenverstärkereinheit 128 verbunden ist und ein Eingangsregister 132,
dessen Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang 133 des Adressendekodierers 130 und dessen Mehrkanaleingang 134 mit dem Ausgang der logischen
Speichervorrichtung 27 und mit dem Mehrkanalausgang des Ausgangsregisters 126 verbunden ist-
Der Festspeicher 33 weist noch eine Einheit 135 zur örtlichen Steuerung auf, deren Mehrkanalausgang an
den Mehrkanaleingang 136 des Eingangsregisters 132 und deren Eingänge jeweils an die Eingänge 137, 138
des Adressendekodierers 130 und des Ausgangsregi
sters 126 angeschlossen sind.
Der Mehrkanaleingang 139 und der Mehrkanalausgang der Einheit 135 sind mit dem Ausgang bzw. dem
Eingang 39* (F i g. 1) der Einheit 38 verbunden.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäß ausgeführten spezialisierten Digitalrechners zur statistischen
Informationsverarbeitung gemäß F i g. 1 besteht im folgenden.
Es sollen z. D. hydrometeorologische Informationen, ■>
die aus Temperatur- und Ozeanwassersalzgehaltgebern entnommen werden, verarbeitet werden, d. h. es sollen
folgende statistische Kenndaten berechnet werden:
— mathematische Erwartung mx;
— Autokorrelationsfunktion RXX(lj\
— Leistungsspektrumdichte Sx(P);
— unbedingte Entropie Hx(X)-,
— bedingte Entropie H(x/y).
Hierbei werden die zufälligen Prozesse, die die r>
Temperatur bzw. den Salzgehalt des Wassers charakterisieren, den Gebern in Form von Feldern N einer
zufälligen Impulsfolge von Zahlen in dem Binär-Dezimaikode entnommen und in den spe/.ialisierten
Digitalrechner eingegeben. >»
Vor dem Arbeitsbeginn werden sämtliche Einheiten und Baugruppen des Rechners in den Nullzustand
gebracht. In der Einheit 38 wird je nach der Rechengenauigkeit der statistischen Charakteristiken
die Länge des zu verarbeitenden Feldes N von r>
Zufallszahlen festgelegt.
Hierbei sind in dem Festspeicher 33 Werte der Funktionen
cos — Ip: p, log,?/; log- —
der »Korrelationsfenster«-Funktion, Mikrobefehle und Korrekturkoeffizienten gespeichert.
Zur Berechnung der statistischen Charakteristiken r,
jedes beliebigen von zwei zufälligen Prozessen wird eine Zufallsimpulsfolge, die durch die Zufallsfunktionen
Y(t) bzw. X(t) beschrieben und beispielsweise im binär-dezimalen r-stelligen Kode dargestellt ist, über die
Informationsschienen 8 bzw. 9 auf den Mehrkanalein- -to gang 6 bzw. 9 der entsprechenden Einheiten 2 und 3
gegeben.
Nehmen wir an, daß die r-stelligen binär-dezimalen Zahlen von den Informationsschienen 9 in die q-stellige
Einheit gelangen. Zugleich wird vom Ausgang des 4-, Generators 1 über die Einheit 38 auf den Mehrkanaleingang
37 der Einheit 3 eine Folge unabhängiger gleichmäßig verteilter Pseudozufallszahlen gegeben.
Die Folge der an der Einheit 3 eingetroffenen r-stelligen Zahlen wird in dieser statistisch bis auf
r—q+l Stellen abgerundet und gelangt über die Einheit 54 und das Aufnahmeregister 12 zum Mehrkanaleingang
17 der Einheit 10. Auf solche Weise werden in die Einheit 10 »b« erste Zahlen eines Informationsfeldes
N während »b« Arbeitstakten des spezialisierten Digitalrechners eingeschrieben.
Bei der Berechnung der Werte der mathematischen Erwartung mx und der Autokorrelationsfunktion R1x(I)
wird die erste Zahl des Informationsfeldes ΛΓ von dem
Mehrkanalausgang der Einheit 10 ins Aufnahmeregister 11 eingeschrieben.
Vom Mehrkanalausgang des Aufnahmeregisters 11 aus kommt die Information zum Mehrkanaleingang 16
der Einheit 4, auf deren Mehrkanaleingang 60' vom Ausgang des Generators 1 über die Einheiten 38 und 54 es
eine Folge unabhängiger gleichmäßig verteilter Pseudozufallszahlen gegeben wird. Im ersten Arbeitstakt wird
vom Ausgang der Eingang 4 die Information in die logische Speichervorrichtung 27 eingeschrieben. Sodann
findet eine Verschiebung der Information in der Einheit 10 und der logischen Speichervorrichtung 27
statt. Danach gelangt der zweite Zahlenwert vom Mehrkanalausgang der Einheit 10 ins Aufnahmeregister
13. Dann wird der erste Zahlenwert vom Auiiiaiimeregister
11 auf den Mehrkanaleingang 16 der Einheit 4 gegeben, während der Wert der zweiten Zahl vom
Aufnahmeregister 13 dem Mehrkanaleingang 18 der Einheit 5 zugeführt wird. Die Werte der jeweils in die
Einheiten 4 und 5 eingegebenen ersten und zweiten Zahl werden auf r Binärstellen abgerundet und gelangen auf
die Eingänge 20 und 21 der Einheit 19, wo eine Wahrscheinlichkeitsmultiplikation derselben erfolgt
und das Ergebnis wird in die logische Speichervorrichtung 27 eingeschrieben. Der betrachtete Rechenzyklus
wiederholt sich in Abhängigkeit von der gewünschten Genauigkeit und dem vorgegebenen Zahlenfeld.
Somit werden im Ergebnis der oben angeführten Operationen die Werte der mathematischen Erwartung
mrund die Werte
Σ-
der Autokorrelationsfunktion /?„|7,)berechnet.
Bei der Quadrierung des Wertes der mathematischen Erwartung m, wird die in der logischen Speichervorrichtung
27 befindliche Information auf die Mehrkanaleingänge 6 und 7 der Einheiten 2 bzw. 3 gegeben. Von den
Mehrkanalausgängen der Einheiten 2 bzw. 3 wird die Information den Eingängen 20 und 21 der Eintaktmultiplikationseinheit
über die Mehrkanaleingänge 15 und 63 der Aufnahmeregister 11 und 12 und über die
Mehrkanaleingänge 16 und 18 der Einheiten 4 und 5 zugeführt. Vom Ausgang der Einheit 19 aus wird das
Ergebnis in die Vorrichtung 27 eingespeichert. Dieser Vorgang wird mehrfach wiederholt, und die Menge der
Wiederholungen wird durch die erforderliche Rechengenauigkeit bestimmt. Für „ie Berechnung des Quadratwertes der mathematischen Erwartung m; aus dem
Ausdruck
wird die Information in Form eines dem Wert w;
proportionalen Binärkodes vom Ausgang der Einheit 2 über die Enheit 54, das Aufnahmeregister 11, die Einheit
4. die Einheit 19 auf den Eingang 29 der logischen Speichervorrichtung 27 gegeben, wo die Information in
Form eines Binärkodes aus den »b« Werten der Ordinaten der Autokorrelationsfunktion RXX(I), die in
der Speichervorrichtung gespeichert sind, nach dem Wahrscheinlichkeitsverfahren abgezogen. Danach werden
die Werte irik erneut über die Einheit 2, die Einheit
54, das erste Aufnahmeregister 11 und die Einheit 4 in die logische Speichervorrichtung 27 eingeschrieben und
der Vorgang wird so oft wiederholt, wie dies die Rechengenauigkeit der betreffenden Werte der Autokorrelationsfunktion
Rxx(I) erfordert.
Ähnlicherweise werden in die logische Speichervorrichtung 27 nach den genannten Umformungen die
Werte der Autokorrelationsfunktion Rxx(I) eingespeichert
Weiter wird auf ein von der Betriebsartensynchronisiereinheit 38 kommendes Steuersignal, das am
Mehrkanaleingang 39 des Festspeichers 33 eintrifft, von dem Mehrkanalausgang des letzteren auf den Mehrka-
naleingang 30 der logischen Speicherverrichtung 27 der
Wert der »Korrelationsfenstertt-Funktion Bi gegeben.
Der in der logischen Speichervorrichtung 27 befindliche Wert der Autokorrelationsfunktion R1x(I) gelangt Ober
die Einheit 3, dns Aufnahmeregister 12, die Einheit 10,
das Aufnahmeregister 13 und die Einheit 5 zum Eingang 21 der Eintaktmultiplikatioinseinheit 19. Der Wert der
Funktion B(I) wird von der logischen Speichervorrichtung 27 über das Aufnahmeregister 11, die Einheit 4 auf
den anderen Eingang 20 der Eintaktmultiplikationseinheit 19 gegeben, wo die Multiplikation der Autokorrelationsfunktion und der »Korrelationsfenster«-Funktion
erfolgt. Auf solche Weise wird »fw-mal mit allen Werten
der Autokorrelationsfunktion verfahren. Hierbei werden alle errechneten Ergebnisse in der logischen
Speichervorrichtung 27 gespeichert
Zur Berechnung der Leistungsspektraldichte SJp)
wird der Wert
cosJL.i.p
aus dem Festspeicher 33 über die logische Speichervorrichtung 27, das Aufnahmeregister 11 und die Einheit 4
auf den Eingang 20 der Einheit 19 gegeben. Der Wert der Autokorrelationsfunktion gelangt aus der logischen
Speichervorrichtung 27 zum Eingang 21 der Einheit 19 auf gleiche Weise, wie oben beschrieben. In der Einheit
19 werden die Cosinus-Werte und die Werte der Autokorrelationsfunktion R1n(I) multipliziert, und das
Ergebnis wird vom Ausgang der Einheit 19 in die logische Speichervorrichtung 27 eingeschrieben. Dabei
wird die Rechengenauigkeit durch die Häufigkeit der Wiederholungen der Multiplikation der Ordinate der
Autokorrelationsfunktion RxJI)XmX dem Wert von
bestimmt Dann erhält man auf ähnliche Weise den folgenden Wert von
cos — I · P
und der Vorgang wiederholt sich unter Multiplikation mit dem Wert der zweiten Ordinate der Autokorrelationsfunktion Ro(I) und so weiter. So wird »iw-mal
verfahren. Der gesamte Recldenzyklus der Spektraldichte SJp), deren Ergebnis in der logischen Speichervorrichtung 27 gespeichert wircl, läuft in 2 {^-Arbeitstakten
ab.
Zur Berechnung des Wertes der unbedingten Entropie H(x) bzw. H(y) von Zufallsprojiessen schaltet
die Einheit 38 von den Einheiten 2,3,4,5 den Generator
1 fur Zufallszahlen ab und liefert SteueiSignale, wölbet
ein Signal von den letztgenannten auf di:n Eingang 64
des Quantisierungsschrittzählers 35 gegeben wird Bei der Berechnung des Werte» der unbedingten Entropie
M(x), H(y) werden die Wahrscheinlichkeiten jedes
beliebigen Men Zustandes der Realisierung x, eines
Zufallsprozesses als Häufigkeit, mit der die Werte dieser
Ergebnisse in die entsprechenden Amplitudenintervalle irrt ausgewählten Feld A/gefiitefi, bewerfet.
Die Zufallsimpulsfolge, die durch die Zufallsfunktionen H(t) bzw. Y(t) beschrieben wird, gelangt jeweils auf
den Mehrkanaleingang 6 bzw. 7 der Einheiten 4 bzw. 5, an deren Mehrkanaleingängen 36 bzw. 37 Signale von
den Mehrkanalausgängen des Quantisierungsschrittzählers eintreffen. Mittels der Einheiten 2 bzw. 3 und des
genannten Zählers 13 wird die Nummer des Amplitudenintervalls der Realisierung x* dessen Wert im
Binärkode dargestellt ist, ermittelt Von dem Mehrkanalausgang der Einheit 2 bzw. 5 gelangen diese Werte
des Amplitudenintervalls der Realisierung x, über die
Einheit 54 zum Eingang 65 der logischen Speichervorrichtung 27 und werden mit Hilfe der Einheiten 22, 23
und 26 in die Vorrichtung 27 eingespeichert, wo die Zahl der Realisierungen x» die in das entsprechende
Amplitudenintervall geraten sind, aufbewahrt und
ίο ausgezählt wird. Bei Auswahl des Informationsfeldes
mit dem Gehalt N = 2k, wobei k = 1,2... w ein ganzer
Grad der Basis des Binärzahlensystems ist wird die
mit der die Werte der Zufallsimpulsfolge in das Amplitudenintervall geraten, durch eine Kommaübertragung in dem Wert jeder Realisierung x,- ersetzt d. h.
es findet eine Verschiebung der Information in der logischen Speichervorrichtung 27 statt Diese Signale
gelangen vom Mehrkanaleingang 34 der Speichervorrichtung 27 zum Mehrkanaleingang des Festspeichers
33. Vom Mehrkanalausgang des Festspeichers 33 wird die dem Wert P/ ■ \0g2Pi proportionale Information auf
den Mehrkanaleingang 30 der logischen Speichervor
richtung 27 als erster Operand gegeben. Dann werden
auf ein von der Betriebsartensynchronisiereinheit 38 kommendes Steuersignal die Werte eines Korrekturkoeffizienten a„ ausgeliefert Diese Werte a„ gelangen über
den Mehrkanaleingang 30 der Speichervorrichtung 27
als zweiter Operand. In der logischen Speichervorrichtung 27 werden die Werte P1 ■ 1Og2Pi mit dem
Korrekturkoeffizienten a„ addiert und das Ergebnis als
Wert der unbedingten Entropie H(x) gelangt über den Mehrkanalausgang der Vorrichtung 27 auf die Aus
gangsschienen 31 und weiter auf periphere Geräte.
Bei der Berechnung der bedingten Entropie H(x/y)
wird mit Hilfe der Einheit 54 und der Betriebsartensynchronisiereinheit 38 von den oben genannten
Einheiten 2,3,4,5 der Generator 1 für Pseudozufalls
zahlen abgeschaltet und der Quantisierungsschrittzähler
wird in Betrieb gesetzt, der die Anzahl von in einem
Paar der Meßwerte einer Zufallsfolge
Xk*
, USW.
enthaltenen Stufen ermittelt Dann wird mittels der Einheit 54 entsprechend einer bestimmten Stufe der
Adressenkode in den Registern 22 und 23 für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle eingestellt
Hierbei steht der Inhalt des Registers 22 für die höchste Adressenstelle mit der Nummer einer Zone in
Obereinstimmung, die nach dem ersten Meßwert aus der Gesamtheit zweier Abiastwerte bestimmt wird und
eine Funktion von der Anzahl der im gegebenen
Meßwert enthaltenen Stuft») »in dargestellt Der Inhalt
des Registers 23 für die niedrigste Stelle stimmt wiederum mit der Nummer einer Speicherzelle der
logischen Speichervorrichtung 27 innerhalb einer Zone aberein, die nach dem zweiten Meßwert bestimmt wird
und der Anzahl der im zweiten Meßwert enthaltenen Stufen φ entspricht. Dann wird der Adressenkode in
der Einheit 25 dekodiert und auf den Mehrkanaleingang 28 der logischen Speichervorrichtung 27 gegeben. Die
Anzahl dieser Meßwerte k,, bzw. kh die in eine
entsprechende Zelle der logischen Speichervorrichtung 27 geraten sind, wird mittels eines in der logischen
Speichervorrichtung 27 vorgesehenen Zählers ermittelt, der den Inhalt dieser Speicherzelle um eine Eins erhöht.
Die Werte kß und Ar; dienen als Argumente der
Funktionen
deren Einzelwerte in dem Festspeicher 33 gespeichert s
sind. Des weiteren läuft die Berechnung der bedingten Entropie auf die Addition der Werte der Funktionen η in
der logischen Speichervorrichtung 27 hinaus, welche vom Festspeicher 33 entsprechend den Adressen
gelesen werden, die durch den Inhalt der entsprechen- to den Zellen der logischen Speichervorrichtung 22 mit
betreffenden Korrekturkoeffizienten aa deren Werte
ebenfalls im Festspeicher 33 gespeichert sind, bestimmt werden.
Somit kann durch Berechnung der oben genannten is
statistischen Kenndaten im reelen Zeitmaßstab, insbesondere der unbedingten H(x) und der bedingten
Entropie H(x/y) mit Hilfe des erfindungsgemäßen
spezialisierten Digitalrechners eine vollständige Verarbeitung der betreffenden hydrometeorologischen Infor-
mation, die durch zufällige Prozesse dargestellt ist, durchgeführt werden. Die Kenntnis der statistischen
Kenndaten, insbesondere der bedingten und der unbedingten Entropie, erlaubt es, sichere sowohl
kurzzeitig als auch langfristige hydrometeorologische Prognosen zu machen.
Die Funktion der in Fig.2 abgebildeten logischen
Speichervorrichtung arbeitet wie folgt.
Die Information kommt über die Mehrkanaleingangsschienen 30, den Mehrkanaleingang 74 in den
Stellenverteiler 75, der einen Zähler und ein Register (in
der Zeichnung sind diese beiden nicht gezeigt) enthält, über die Logikeinheit 76, den Mehrkanaleingang, die
Stellenverstärkereinheit 70 und den Mehrkanaleingang 71 in die Informationsspeicher 66.
Die Informationsverarbeitung beruht auf der Formierung eines d-stelligen Wortes von moduio-2-Summen Z
und eines nach links um eine Stelle verschobenen Wortes von Oberträgen Q. Nachdem man des erste
Wort einer modulo-2-Summe und das erste Übertragswort erhalten hat, wird die Prüfung der Worte der
Obergänge durchgeführt Wenn Q + 0 ist, wird der
Additionszyklus wiederholt, wobei die Operation der stellenweisen modulo-2-Addition zwischen dem Wert
der modulo-2-Summe und dem um eine Stelle in Richtung der höherwertigen Stellen verschobenen
Übertragswort ausgeführt wird. Ist Q gleich 0, dann ist der Additionsvorgang abgeschlossen. Informationsaustausch und -übertragung erfolgen über die Verteiler 75,
die Logikeinheit 76, den Informationsspeicher 66 und so die Einheit 72. Hierbei wird die Verschiebung
Invertierung und die modulo-2-Addition der im Informationsspeicher 66 gespeicherten Operanden in
der logischen Speichervorrichtung 76 verwirklicht Die Adresse gelangt dabei Ober den Mehrkanaleingang 28 a
(Fig. 1) der logischen Speichervorrichtung 27 auf den
Mehrkanaleingang 68 (F i g. 2) der Adressenverstärkereinheit 67. Vom Mehrkanalausgang der letzteren
kommt die Adresse in den Informationsspeicher 66 und wählt mit Hilfe der von der Synchronisierschaltung 79 μ
gesteuerten Einheit 87 die gewünschte Speicherzelle aus. Die Anzahl der Meßwerte einer zufälligen Folge k,,
und k, wird mittels des Zählers des Stellenverteilers 75 ausgezählt und die Ergebnisse werden in eine
Speicherzelle des Informationsspeichers 76 eingeschrieben. Die Ablesung der im Informationsspeicher 66
befindlichen Information wird mittels der Adressenverstärkereinheit 67 vorgenommen, wobei die Information
vom Mehrkanalausgang des Speichers 66 über den einen Mehrkanalausgang der Ausgangseinheit 72 auf
die Ausgangsschienen 31 (Fig. 1) der logischen Speichervorrichtung 27 und über den anderen Mehrkanalausgang des Stellenverteilers 75 zu ihrer Regenerierung auf den Mehrkanaleingang 74 (Fig.2) gegeben
wird. Die Einheit 54 (F i g. 3) arbeitet wie folgt
Wenn in die Einheit 10 bzw. 11 (F i g. 1) die der Einheit
3 bzw. 2 zur Wahrscheinlichkeitsabrundung entnommenen statistisch abgerundeten Zahlen eingeschrieben
werden, gelangen diese über den Mehrkanaleingang 56 bzw. 55 der Einheit 54 zum Mehrkanaleingang 95 bzw.
94 (Fig.3) der Eingangstoreinheiten 93 bzw. 92 der Einheit 54. Von den Mehrkanaleingängen der Eingangstoreinheiten 93 und 92 wird die genannte Information
jeweils auf die Mehrkanaleingänge 103 und 104 der ersten und vierten Einheit 98 bzw. 101 oti^r auf die
Mehrkanaleingänge 105 und 106 der zweiten und fünften Eingangstoreinheit 99 bzw. 102 gegeben. Treffen
die Steuersignale von der Betriefosartensynchronisiereinheit 38 aus (F τ g, 1) über den Mehrkanaleingang 59
der Einheit 54 an den jeweiligen Mehrkanaleingängen 107 (Fig.3), 108,111 bzw. 112 ein, so kommen von den
entsprechenden Mehrkanalausgängen der ersten, zweiten, vierten und fünften Ausgangstoreinheiten 98, 99,
101 bzw. 102 je nach Betriebsart Signale in die Aufnahmeregister 11,12 (F i g. 1), in die Register 22 und
23 für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle. Die Folge von gleichmäßig verteilten Zahlen, die von der
Betriebsaitensynchronisiereinheit 38 über den Mehrkanaleingang 59 und die Mehrkanaleingänge 109 und 110
(F i g. 3) der dritten Eingangstoreinheit 100 kommt, wird bei der Berechnung der unbedingten und bedingten
Entropie H(x) bzw. H(XZy) in Abhängigkeit von den
Steuersignalen von deren Mehrkanalausgang auf die Einheiten 2, 3, 4,5 (Fig. 1) zur Wahrscheinlichkeitsabrundung gegeben oder nicht gegeben. Bei Berechnung
der unbedingten und bedingten Entropie H(x) bzw. H(x/y) gelangen die Steuersignale über den Mehrkanaleingang 59 der Einheit 54 zu den Eingängen 121(Fi g. 3)
und 122 der Schaltung 117, den Eingang 123 der Schaltung 118, auf deren anderen Eingang 124 ein Signal
vom Ausgang der Schaltung 117 gegeben wird Dann wird vom Ausgang der Schaltung 118 das Signal dem
Eingang 64 (F i g. 1) des Quantisierungsschrittzählers 35 zugeführt Beim Eintreffen des Adressenkodes am
Mehrkanaleingang 60 der Einheit 54 gelangt dieser zu den Mehrkanaleingängen 114 und 115 der UND-Einheit
und vom Ausgang der letzteren zu ei;· Jm Eingang 119
des UND-Gliedes 116, dessen anderem Eingang 120 ein Steuersignal vom Mehrkanaleingang 59 der Einheit 54
zugeführt wird. Vom Ausgang des UND-Gliedes 116 kommt das Signal zum Eingang 65 (Fig. 1) der
logischen Speichervorrichtung 27.
Der Festspeicher 33 (F i g. 4) arbeitet wie folgt
Der Adressenkode gelangt über den Mehrkanaleingang 34 (Fig. 1) des Festspeichers 33, über das
Eingangsregister 132 (F i g. 4) zum Mehrkanaleingang 133 des Adressendskodierers 130, wo er dekodiert wird,
und vom Ausgang des letzteren über die Adressenverstärkereinheit 128 und den Mehrkanaleingang 129 zur
Konstanteneinheit 125. Vom Mehrkanalausgang der Konstanteneinheit 125 wird der ausgewählte Kode
einer Zahl über das Ausgangsregister 126 den Ausgangsschienen 31 (Fig. 1) sowie auf ein von der
Einheit 135 zur örtlichen Steuerung kommendes Signal dem Mehrkanaleingang 134 des Eingangsregisters 132
usw. zugeführt.
Auf solche Weise erfolgt der unbedingte Sprung auf die nächste Adresse des Festspeichers 33 (Fig. 1). Auf
die Signale der Einheit 135 (Fig,4) zur örtlichen
Steuerung wird die Adressenauswahl zyklisch vorgenommen, wobei die Erhöhung der Adresse um 1 mittels
des Eingangsregisters erfolgt, das mit einem Adressenregister und einem Adressenzähler versehen ist
Der erfindungsgemäße spezialisierte Digitalrechner bietet die Möglichkeit, statistische Kenndaten zufälliger
Prozesse, z, B. die bedingte Entropie zu rechnen, was
seine Funktionsmöglichkeiten erweitert, den apparativen Aufwand vermindert und die Servicemöglichkeiten
verbessert
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Spezialisierter Digitalrechner zur statistischen Informationsverarbeitung, der einen Generator für s
Zufallszahlen, der zur Gewinnung einer zufälligen gleichmäßig verteilten Folge von pseudozufälligen
Zahlen dient, vier Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information, die für die lineare
Umsetzung des Kodes in seine Wahrscheinlichkeit und zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Zahlen
bestimmt sind und elektrisch mit dem Generator für Zufallszahlen in Verbindung stehen, wobei die
Mehrkanaleingänge der ersten und zweiten Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Informa- ir
tion mit den entsprechenden Eingangsinformationsschienen verbunden sind, eine Schieberegistereinheit, drei Aufnahmeregister, wobei die Mehrkanaleingänge der ersten zwei Aufnahmeregister elektrisch mit den Mehrkanalausgängen der entspre-
chenden Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden sind, während der
Mehrkanaleingang des dritten Aufnahmeregisters mit dem Mehrkanaleingang des ersten Aufnahmeregisters, das an die dritte Einheit zur Wahrscheinlich-
keitsabrundung der Information angeschaltet ist, vereinigt und an den ivlehrkanalausgang der
Schieberegistereinheit angeschlossen ist, der mit ihrem Mehrkanaleingang, mit den Mehrkanalausgängen der zwei letzten Aufnahmeregister und mit
dem Mehrkanaleingang der vierten Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden ist, und efe/e EinuJctmultiplikationseinheit
zur Wahrscheinlichkeitsmultiplikation von Zahlen, deren Eingänge jeweils mit de ; Ausgängen der zwei
letzten Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden sind, von denen eine an
den Ausgang der Eintaktmultiplikationseinheit gelegt ist, enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß er ein Register (22) für die höchste Adressenstel-Ie und ein Register (23) für die niedrigste
Adressenstelle, wobei der Ausgang des Registers (23) für die niedrigste Adressenstelle mit asm
Eingang (24) des Registers (22) für die höchste Adressenstelle verbunden ist, einen Dekodierer (25),
dessen Mehrkanaleingang (26) an die Mehrkanalausgänge der Register (22) und (23) für die höchste bzw.
niedrigste Adressenstelle angeschlossen ist, eine logische, zur Akkumulierung, Aufbewahrung von
Informationen, zur Addition von Zahlen und so Addition von Eins-Zahleninkrementen dienende
Speichervorrichtung (27), deren Eingänge (28,29,30)
mit dem Mehrkanal ausgang des Dekodierers (25), dem Ausgang der Eintaktmultiplikationseinheit (19)
und dem eigenen Mehrkanalausgang verbunden ist, wobei der letztere mit Ausgangsschienen (31), den
Mehrkanaleingängen (6,7) der zwei ersten Einheiten (2, 3) zur Wahrschi;inlichkeitsabrundung der Information und dem Mehrkanafeingang (15) des
Aufnahmeregisters (11) in Verbindung steht, während der Ausgang der logischen Speichervorrichtung (27) an den Eingang (32) des Registers (23) für
die niedrigste Adressenstelle gelegt ist, einen zur Speicherung von harmonischen Funktionen, »Korrelationsfensterw-Funktionen, logarithmischen
Funktionen, Korrekturkoeffizienten und zur Speicherung von Mikrobefehlen bestimmten Festspeicher (33), dessen Mehrkanalausgang mit dem
Mehrkanaleingang (30) der logischen Speichervorrichtung (27) und dessen Mehrkanaleingang (34) mit
dem Mehrkanalausgang der logischen Speichervorrichtung (27) verbunden ist, einen Quantisierungsschrittzähler (35) zur Ermittlung des Amplitudenintervalls der Information, dessen Mehrkanalausgänge an die Mehrkanaleingänge (36, 37) der
Einheiten (2, 3) zur Wahrscheinlichksitsabrundung
angeschlossen sind, eine Betriebsartuisynchronisiereinheit (38), deren Mehrkanaleingang (39) und
Mehrkanalausgang an den Mehrkanalausgang und den Mehrkanaleingang (39) des Festspeichers (33)
und deren Mehrkanaleingang (40) an den Mehrkanalausgang des Generators (1) für Zufallszahlen
angeschlossen sind, wobei der Ausgang der genannten Betriebsartensynchronisiereinheit an die Eingänge (41, 42, 43, 44) der Einheiten (2 und 5) zur
Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information, an die Eingänge (45,46) der Register (22 und 23) für die
höchste bzw. niedrigste Adressenstelle, den Eingang (47) des Dekodierers (25). den Eingang (48) des
genannten Generators (1), an die Eingänge (49, 50, 51) der Aufnahmeregister (11,12,13), den Eingang
(52) der logischen Speichervorrichtung (27) und den Eingang (53) der Schieberegistereinheit (10) gelegt
ist, einen zur Informationsverteilung je nach Betriebsart des spezialisierten Digitalrechners dienenden Verteilungsblock (54), dessen Eingänge (57,
58) und Mehrkanaleingänge (55,56,59,60) jeweils an
die Ausgänge und die Mehrkanalausgänge der oben erwähnten Einheiten (2, 3), den Mehrkanalausgang
der Betriebsartensynchronisiereinheit (38), den Mehrkanalausgang der Register (22 und 23) für die
höchste bzw. niedrigste Adressenstelle angeschlossen sind und dessen Mehrkanalausgänge mit dem
Mehrkanaleingängen (36,37,6O7, 60" der Einheiten
2, 3, 4, 5) zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der
Information, den Mehrkanaleingängen (61, 62) der Register (22 und 23) für die höchste bzw. niedrigste
Adressenstelle, dem Mehrkanafeingang (15) des Aufnahmeregisters (11), dem Mehrkanaleingang (63)
des Aufnahmeregisters (12), dem Eingang (64) des Quantisierungsschrittzählers (35) und dem Eingang
(65) der logischen Speichervorrichtung (27) in Verbindung stehen, enthält
2. Spezialisierter Digitalrechner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Speichervorrichtung (27) einen Informationsspeicher (66),
eine Adressenverstärkereinheit (67), deren Mehrkanaleingang (68) an den Mehrkanalausgang des
Dekodierers (25) angeschlossen und deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang (69) des
Informationsspeichers (66) verbunden ist, eine Stellenverstärkereinheit (70), deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang (71) des Informationsspeichers (66) in Verbindung steht, eine
Ausgangseinheit (72), deren Mehrkanaleingänge (91, 73) mit dem Mehrkanalausgang des Informationsspeichers (66) und dem Ausgang der Betriebsartensynchronisiereinheit (38) verbunden und deren
Mehrkanalausgänge an die Ausgangsschienen (31) und den Mehrkanalausgang des Festspeichers (33)
gelegt sind, eine Synchronisierschaltung (79), deren Mehrkanalausgang (90) mit dem Ausgang der
Betriebsartensynchronisiereinheit (38) und deren Ausgang mit dem Eingang (32) des Registers (23) für
die niedrigste Adressenstelle verbunden ist, einen Stellenverteiler (75), der zur Aufnahme und Zwi-
schenspeicherung von Informationen und Addition
von Eins-Inkrementen bestimmt ist, eine Logikeinheit (76) zur Addition von Zahlen, deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang der Stellenverstärkereinheit (70) und deren Mehrkanaleingänge
(78,81) mit dem Mehrkanaleingang der Synchronisierschaltung (79) und mit dem Mehrkanalausgang
des Stellenverteilers (75) verbunden sind, dessen Eingänge (90,82) an den Ausgang der Synchronisierschaltung (79) und an den Ausgang der Einheit zur
Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information gelegt sind, während der Mehrkanaleingang (74) des
Stellenverstärkers (75) an den Mehrkanalausgang des Festspeichers (33) angeschlossen ist, eine
Vorzeichenanalyseschaltung (83), deren Eingang (84) und Ausgang mit dem Ausgang und Eingang (85) des
Stellenverteilers (75) verbunden sind, wobei der Eingang (86) dieser Schaltung (83) mit dem Ausgang
der Synchronisierschaltung (79) in Verbindung steht,
und eine Operandenmerkmalseinheit (87), deren Mehrkanalausgang an den Mehrkanaieingang (SS)
des Informationsspeichers (66) und dertai Mehrkanaleingang (89) an die Synchronisierschaltung (79)
angeschlossen ist, enthält
Applications Claiming Priority (1)
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ID=25353691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| GB (1) | GB1543515A (de) |
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