FI62736B - Digital specialdator foer behandling av statiska data - Google Patents

Description

RSr^l ΓΒΐ fl1|KuuLUTu*iuutAi*M 627 3 6 JSa lBJ ^ UTLÄGCNINGSSKMFT ° * ' ° Ό C Patentti myönnetty 10 C2 1933 •Jfjpfö (45) patent codd-dat ^ v (51) Kv.lk?/iM.CL3 G 06 F 15/36 SUOMI—FINLAND (21) ρημ«ιιιιΙι«ιμ>νιιμμ^ι 7T3t69 (22) HftkamtaptWI—Amekfllnpdaf 13*12.77 ' * (23) AUcupUvt—GlM(h«*dag 13*12*77 (41) Tullut (ulktoak·! — Blhrit ottwcllf lU . 06.79 _ * (44) Nthtivilulpunon |t kuuL|ullulMn pvm. — „

Patent* och reglf ntynl—n v ' AnuMun uth«d achiitl.skriftun pubUcururf 29*10.82 (32)(33)(31) P)T4*«y etuolkeui—B«g«rd priorhut (71) Gosudarstvennoe ftojuznoe Konstruktorsko-Tekhnologicheshoe Bjuro po Proektirovaniju Schetnykh Mashin, ulitsa B. Zelenina 2k, Leningrad, USSR (SU) (72) Evgeny Evgenievich Vladimirov, Leningrad, Vladimir Gerasimovich Korchagin, Leningrad, Jury Borisovich Sadomov, Leningrad,

Lev Mikhailovich Khokhlov, Leningrad, USSR(SU) (7^) Oy Kolster Ab (SM Digitaalinen erikoistietokone tilastollisten tietojen käsittelyyn -Digital specialdator för behandling av statistiska data

Esiteltävä keksintö kohdistuu yleisesti tietojenkäsittely-laitteisiin ja tarkemmin sanottuna digitaaliseen erikoistietoko-neeseen tilastollisten tietojen käsittelemiseksi.

Useat luonnossa esiintyvät ja ihmisen aiheuttamat ilmiöt, joiden tietämys on edellytyksenä useiden teknologisten ja tutkimus-probleemojen ratkaisemiseksi, kuten hydrometerologian, geofysiikan, lääketieteen, elektroniikan ja ydinfysiikan alueella esiintyvien probleemojen, ovat luonteeltaan satunnaisia. Tästä syystä tietojen tilastollinen käsittely on nykyisin ensiarvoisen tärkeä tehtävä, koska lähtötietojen suurten määrien kerääntyminen tilastollista käsittelyä varten on taloudellisesti epäedullista ja eräissä tapauksissa hitaus käsittelyssä voi aiheuttaa tiedon tulemisen arvottomaksi sovellutuksia varten.

Täten tietokonelaitteiden suunnittelijoilla ja valmistajil- 62736 la on edessään kiireellinen tehtävä suurinopeuksisen, halvan ja tiivisrakenteisen digitaalisen erikoistietokoneen luomiseksi tilastollista tietojenkäsittelyä varten, so. satunnaisprosessien, joiden käyttömahdollisuudet saattavat olla suuria, tilastollisten ominaisuuksien laskemiseksi. Esiteltävän keksinnön avulla voidaan tämä tehtävä jossain määrin ratkaista.

Useimmissa käytännön probleemoissa tutkittaessa ja käytettäessä moniparametrisia ilmiöitä esiintyy satunnaisprosesseja, joille on tunnusomaista fysikaalisten suureiden satunnaiset muutokset ajan suhteen.

Satunnaisprosesseja esitellään satunnaisfunktioiden X(t) tai Y(t) avulla ja ne sisältävät useita näiden funktioiden toteutuksia, nimittäin x^(t), Xj(t), X±(t), xk(t) tai

Yx(t), y2(t), ..., y±(t), ..., yk(t) jotka muodostavat satunnaislukujen rivin arvosta 1 arvoon k.

Nykyisin tilastolliset ominaisuudet lasketaan tilastollisten analysaattorien avulla, joissa käytetään digitaalisia laskentamenetelmiä ja jotka pystyvät reaaliaikalaskentaan tai digitaalisten tietokoneiden avulla, jotka on erikoisesti sovitettu satunnaisprosessien tilastollisten ominaisuuksien laskemiseksi.

Tavallisesti tilastolliset analysaattorit, kuten Tekelec Airtronicin (Ranska) mallit TE-9300, TE-9400, TE-9450, Uniscogen malli 7001, SAI COR:n mallit SA151A-54A ja Hewlett Packard (USA) mallit 3721A ja 3729A ovat erittäin monimutkaisia laitteita, joissa on paljon laitteistoylimäärää, mikä nostaa näiden analysaattorien valmistuskustannuksia ja tekee mahdottomaksi niiden käytön "karkea-hieno"-mittauksia varten. Lisäksi näiden analysaattorien toimintamahdollisuudet ovat rajoitetut, mikä kaventaa niiden käyttöä useissa sovellutuksissa. Toisaalta digitaaliset tietokoneet ovat kalliita eivätkä ne salli reaaliaikalaskentaa. Tilastollisten käsittelytehtävien ratkaisu IBM-360 digitaalitietokoneen avulla, erikoisesti korrelaatio- ja spektrianalyyseissä, vaatii jopa useita tunteja.

SU-keksijäntodistuksesta 402 873 tunnetaan digitaalinen sa-tunnaissignaalianalysaattori. Tämä analysaattori käsittää analogia-digitaalimuuntimen, stokastisen datan pyöristysyksikön, jonka syöt- 3 62736 tö on kytketty analogiadigitaalimuuntimen lähtöön, dynaamisen tal-tiointiyksikön, jonka yksi tulo on kytketty stokastisen datan pyö-ritysyksikön lähtöön ja yksi lähtö on kytketty stokastisen binää-rielimen tuloon, tasaisesti jakautuneiden satunnaislukujen generaattoriin, JA-piiriin, digitaalianalogiamuuntimen, komparaattorin, jonka yksi tulo on kytketty tasaisesti jakautuneiden satunnaislukujen generaattorin lähtöön ja stokastisen datapyöristysyksikön toiseen lähtöön ja jonka toinen tulo on kytketty dynaamisen talti-ointiyksikön vastaavaan lähtöön, kun taas komparaattorin lähtö on kytketty JA-piirielimen tuloon, ohjausyksikön, jonka lähtö on kytketty stokastisen datapyöristysyksikön toisen tuloon ja dynaamisen taltiointiyksikön vastaavan tuloon ja intergoivan elimen, jonka toinen tulo on kytketty ohjausyksikön lähtöön, lähtö on kytketty digitaalianalogiamuuntimen tuloon ja ohjausyksikön toinen tulo on kytketty JA-piirielimen vastaavan tuloon, JA-piirielimen vastaavaan lähtöön ja stokastisen binäärielimen lähtöön ja elimen toinen tulo on kytketty tasaisesti jakautuneiden satunnaislukujen generaattorin vastaavaan lähtöön.

Alalla tunnetaan SU-keksijätodistuksesta 432 509 myös digitaalinen erikoistietokone tilastollista tietojenkäsittelyä varten. Tämä erikoistietokone käsittää satunnaislukugeneraattorin tasaisen pseudo-satunnaisen lukujonon muodostamiseksi ja stokastisia datanpyöristysyksikköjä tarkoitettuina koodin muuttamiseksi lineaarisesti todennäköisyydekseen ja lukujen stokastiseksi pyöris-tämiseksi, jolloin ensimmäisten kahden stokastisen datanpyöristysyk-sikön monikanavalähdöt on kytketty vastaaviin tulodatalinjoihin. Tunnettu tietokone käsittää myös siirtorekisteriyksikön, vastaanottavia rekistereitä, jolloin ensimmäisten kahden vastaanottavan rekisterin monikanavatulot on kytketty sähköisesti vastaavien stokastisten datanpyöristysyksiköiden monikanavalähtöihin, kolmannen vastaanottorekisterin monikanavatulo on yhdistetty ensimmäisen vastaanottavan rekisterin monikanavatulon kanssa ja kytketty siirtorekisteriyksikön monikanavalähtöön, joka on yhdistetty sen monika-navasyöttöön, toisen ja kolmannen vastaanottavan rekisterin moni-kanavalähtöihin ja neljännen stokastisen datanpyöristysyksikön mo-nikanavatuloon. Tietokoneeseen kuuluu lisäksi data-akku,yksikello-jaksoinen kertoja lukujen stokastista kertolaskua varten, sen yhden tulon ollessa kytketyn kolmannen stokastisen datanpyöristysyksikön 4 62736 lähtöön, toisen tulon ollessa kytketyn neljänteen stokastiseen datanpyöristysyksikköön ja ulostulon kolmannen ja neljännen stokastisen datan pyöristysyksikön lähtöihin ja data-akun tuloon, tämän monikanavalähdön ollessa kytketyn ensimmäisen ja toisen stokastisen datan pyöristysyksikön monikanavatuloihin ja muihin läh-tölinjoihin. Tämä tunnettu digitaalinen tietokone käsittää myös mikro-ohjelma-ohjausyksikön, jonka monikanavalähtö on kytketty satunnaislukugeneraattorin, vastaanottavien rekisterien, siirtorekis-teriyksikön ja data-akun syöttöihin sekä harmoonisen ja "korre-laatioikkuna"-funktiogeneraattorin, jonka lähtö on yhdistetty ensimmäisen vastaanottavan rekisterin yhteen tuloon.

Edellä esitetyt, tunnetut laitteet, eivät pysty laskemaan satunnaisprosessien ehdollista entropiaa, mikä kaventaa niiden käyttömahdollisuuksia ja sovellutusaluetta ja tekee laitteet sopimattomiksi lukuisten tehtävien ratkaisemiseen.

Esiteltävän keksinnön tarkoituksena on digitaalisen erikois-tietokoneen aikaansaaminen tilastollista tietojenkäsittelyä varten, mikä sallii satunnaisprosessien ehdollisen entropian laskemisen ja alentaa laitteistokustannuksia.

Keksinnön kohteena on digitaalinen erikoistietokone tilastollista tietojenkäsittelyä varten, jota voidaan käyttää satunnaisprosessien ehdollisen entropian laskemiseen.

Keksinnön toisena kohteena on digitaalinen erikoistietokone tilastollista tietojenkäsittelyä varten, jonka laitteistokustan-nukset ovat minimaaliset.

Tämän keksinnön edellä esitetyt ja muut kohteet saavutetaan digitaalisen erikoistietokoneen avulla tilastollista tietojenkäsittelyä varten, joka tietokone käsittää satunnaislukugeneraattorin tasaisesti jakautuneen pseudo-satunnaisen numerojonon muodostamiseksi, neljä stokastista datan pyöristysyksikköä, koodin lineaarista muuttamista varten sen todennäköisyydeksi ja lukujen stokastiseksi pyöristämiseksi, jotka on sähköisesti kytketty satunnaislukugeneraattoriin, ensimmäisen kahden stokastisen datan pyöristys-yksiköiden monikanavatulojen ollessa kytkettyjen vastaaviin tulo-datalinjoihin, siirtorekisteriyksikön, kolme vastaanottorekisteriä, jolloin ensimmäisten kahden vastaanottorekisterin monikanavatulot on sähköisesti kytketty vastaavien stokastisten datan pyöristys-yksiköiden monikanavalähtöihin ja kolmannen vastaanottorekisterin monikanavatulo on yhdistetty ensimmäisen vastaanottorekisterin mo- 5 62736 nikanavatuloon, joka vastaanottorekisteri on kytketty kolmanteen stokastiseen datan pyöristysyksikköön ja mikä monikanavatulo on kytketty monikanavalähtöön siirtorekisteriyksikössä, joka on yhdistetty monikanavatuloonsa, kahden jälkimmäisen vastaanottore-kisterin monikanavalähtöihin ja neljännen stokastisen datan pyö-ristysyksikön monikanavatuloon, yksikellojaksoisen kertojan lukujen stokastista kertolaskua varten, jonka tulot on kytketty vastaavasti kahden jälkimmäisen stokastisen datan pyöristysyksiköiden lähtöihin , joista yksiköistä toinen on kytketty yksikellojaksoisen kertojan lähtöön.

Keksinnön mukaiselle digitaaliselle tietokoneelle on tunnusomaista, että se käsittää rekisterin korkeinta osoitepaikkaa varten ja rekisterin alhaisinta osoitepaikkaa varten, jolloin alhaisimman osoitepaikan rekisterin lähtö on kytketty korkeimman o-soitepaikan rekisterin tuloon, dekooderin, jonka monikanavatulo on kytketty korkeimman osoitepaikan rekisterin lähtöihin ja alhaisimman osoitepaikan rekisterin lähtöihin, loogisen muistin datan keräystä ja taltiointia, lukujen yhteenlaskua ja lukujen ykköslisä-ysten summaamista varten, jolloin monikanavatuloton kytketty dekooderin monikanavalähtöön yksittäisaika-askelkertojan lähtöön ja sen omaan monikanavalähtöön joka on kytketty lähtölinjoihin, ensimmäisen kahden stokastisen datan pyöristysyksikön monikanavatu-loihin ja vastaanottorekisterin monikanavatuloon, kun taas loogisen muistin lähtö on kytketty alhaisimman osoitepaikan rekisterin tuloon, lukumuistin harmoonisten funktioiden, "korrelaatioikkuna"-funktioiden, logaritmifunktioiden, korjaustekijoiden ja mikrokäs-kyjen taltioimiseksi, jonkamonikanavalähtö on kytketty loogisen muistin monikanavatuloon jamonikanavatulo on kytketty loogisen muistin monikanavalähtöön, kvantisointiaskellaskurin, jota käytetään datavälien määräämiseen kvantisoinnissa ja jonka monikanava-lähdöt on kytketty stokastisten datan pyöristysyksiköiden monikana-vatuloihin, jonkamonikanavatulo ja monikanavalähtö on kytketty luku-muistin monikanavalähtöön ja monikanavatuloon, kun taas monikanavatulo on kytketty satunnaislukugeneraattorin monikanavalähtöön ja lähtö on kytketty stokastisten datan pyöristyksyksiköiden tuloihin, korkeimman osoitepaikan rekisterin ja alhaisimman osoitepaikan rekisterin tuloihin, dekooderin tuloon, satunnaislukugeneraattorin, vastaanottorekisterien tuloihin, loogisen muistin tuloon ja siirto-rekisteriyksikön tuloon, jakelulaitteen tarkoitettuna datan jake- 627 36 luun digitaalisen erikoistietokoneen toimintatavasta riippuvaisena, jossa tulot ja monikanavatulot ovat kytketyt vastaavasti stokastisten datan pyöristysyksiköiden monikanavatuloihin, kellon monikanavalähtöön, korkeimman osoitepaikan rekisterin ja alhaisimman osoitepaikan rekisterin monikanavalähtöön ja lähdöt on kytketty stokastisten datan pyöristysyksiköiden monikanavatuloihin, korkeimman osoitepaikan rekisterin ja alhaisimman osoitepaikan rekisterin monikanavatuloihin, vastaanottorekisterin monikanava-tuloon ja vastaanottorekisterin monikanavatuloon, kvantisointias-kellaskurin tuloon ja loogisen muistin tuloon.

On suositeltavaa, että looginen muisti käsittää data-akun, osoitevahvistinyksikön, jonka monikanavatulo on kytketty dekoode-rin monikanavalähtöön, osoitevahvistinyksikön monikanavalähdön ollessa kytketyn data-akun monikanavatuloon, lukuvahvistinyksikön, jonka monikanavalähtö on kytketty data-akun monikanavatuloon, läh-töyksikön, jonka monikanavatulot on kytketty kellon lähtöön ja data-akun monikanavalähtöön, sen monikanavalähtöjen ollessa kytkettyjen lähtölinjoihin ja lukumuistin monikanavalähtöön, kello-piirin, jonka monikanavatulo on kytketty kellon lähtöön ja lähtö kytketty alhaisimman osoitepaikan rekisterin tuloon, numeronjakelu-laitteen tarkoitettuna datan vastaanottoa ja väliaikaista taltiointia varten sekä yksikkölisäysten summausta varten, loogisen yksikön, jonka monikanavatulot on kytketty kellopiirin monikanavalähtöön ja numeronjakelulaitteen monikanavalähtöön, kun taas tulot on kytketty kellopiirin lähtöön ja stokastisen datan pyöristysyk-sikön lähtöön,numeronjakelulaitteen monikanavatulon ollessa kytketyn lukumuistin monikanavalähtöön, etumerkkianalysaattorin, jonka tulo ja lähtö on kytketty numeronjakelulaitteen lähtöön ja tuloon, etumerkkianalysaattorin tulon ollessa kytketyn kellopiirin lähtöön, operandimerkkiyksikön, jonka monikanavalähtö on kytketty data-akun monikanavatuloon ja monikanavalähtö on kytketty kellopiiriin.

Esiteltävä keksintö, jossa on käytetty stokastisia tieto-jenkäsittelymenettelyjä, tekee mahdolliseksi parantaa huomattavasti tietokoneen suorituskykyä satunnaisprosesseja tutkittaessa, erikoisesti laskettaessa niiden tilastollisia ominaisuuksia, yksinkertaistaa sen elektronista piirisuunnittelua, alentaa laitteisto- 7 62736 kustannuksia ja pienentää digitaalisten erikoistietokoneiden kokoa. Lisäksi datan kerääminen käsiteltävän informaatiovirran jatkuvasti kasvaessa voidaan erikoisesti ratkaista esiteltävää digitaalista erikoistietokonetta käytettäessä tilastolliseen tietojenkäsittelyyn. Digitaalisen erikoistietokoneen sovellutus tilastollisessa tietojenkäsittelyssä antaa merkittävän teknologisen parannuksen sellaisilla tieteellisillä ja teknillisillä alueilla kuin hydrometeorologiassa, geofysiikassa, meteorologiassa, lääketieteessä, elektroniikassa ja fysiikassa.

Esiteltävän keksinnön muut kohteet ja edut ilmenevät seu-raavasta esittelystä ja mukaan liitetyistä piirroksista.

Kuvio 1 on lohkokaavio digitaalisesta erikoistietokonees-ta tilastollista tietojenkäsittelyä varten keksinnön mukaisesti.

Kuvio 2 on loogisen muistin toimintakaavio keksinnön mukaisesti .

Kuvio 3 on jakelulaitteen toimintakaavio keksinnön mukaisesti .

Kuvio 4 on lukumuistin toimintakaavio keksinnön mukaisesti.

Digitaalinen erikoistietokone tilastollista tietojenkäsittelyä varten käsittää satunnaislukugeneraattorin 1 (kuvio 1), stokastiset datan pyöristysyksiköt 2, 3, 4, 5, jolloin stokastisten datan pyöristysyksiköiden 2 ja 3 monikanavatulot 6 ja 7 on kytketty vastaaviin tulolinjoihin 8, 9. Tietokone käsittää myös siir-torekisteriyksikön 10, vastaanottorekisterit 11, 12 ja 13, jolloin vastaanottorekisterin 13 monikanavatulo 14 on yhdistetty ensimmäisen vastaanottorekisterin 11 monikanavatulon 15 kanssa, joka rekisteri on kytketty stokastisten datan pvöristysyksikön 4 monikanava-tuloon 16, joka tulo 14 on kytketty siirtorekisteriyksikön 10 mo-nikanavalähtöön, joka on yhdistetty sen monikanavatuloon 17, vas-taanottorekisterien 12 ja 13 monikanavalähtöihin ja stokastisen datan pyöristysyksikön 5 monikanavatuloon 18.

Tietokone käsittää edelleen kellojaksoisen kertojan 19, jollaista on kuvattu US-patenttijulkaisussa 4 115 867 ja jonka tulot 20, 21 on kytketty vastaavasti stokastisen datan pyöristys-yksikön 4 ja 5 lähtöihin, jotka on kytketty yksikellojaksoisen kertojan 19 lähtöön rekisterin 22 korkeinta osoitepaikkaa varten ja rekisterin 23 alhaisinta osoitepaikkaa varten, jolloin rekis- 8 6 2 7 3 6 terin 23 lähtö on kytketty rekisterin 22 tuloon 24 ja käsittää se myös dekooderin 25, jonka monikanavatulo 26 on kytketty rekisterin 22 monikanavalähtöihin ja nuoremman rekisterin 23 monikanavalähtöihin, loogisen muistin 27, jolloin monikanavatulo 28 on kytketty dekooderin 25 monikanavalähtöön, tulo 29 on kytketty yksikellojaksoiseen kertojaan 19, monikanavatulo 30 on kytketty sen monikanavalähtöön yhdistettynä lähtölinjoihin 31, stokastisten datan pyöristysyksiköiden 2 ja 3 monikanavatuloihin 6 ja 7 ja vas-taanottorekisterin 11 monikanavatuloon 15, kun taas lähtö on kytketty alhaisimman osoitepaikan rekisterin 22 tuloon 32.

Tietokone käsittää lukumuistin 33, jossa monikanavalähtö on kytketty loogisen muistin 27 monikanavatuloon 30, monikanavatulo 34 on kytketty loogisen muistin 27 monikanavalähtöön, kvantisointias-kellaskurin 35, jonka monikanavalähdöt on kytketty stokastisten datan pyöristysyksiköiden 2, 3 monikanavatuloihin 36, 37, kellon 38, jonka monikanavatulo 39 on kytketty lukumuistin 33 monikanavalähtöön, kun taas sen monikanavatulo 39 on kytketty kellon 38 monikanavalähtöön ja monikanavatulo 40 on kytketty satunnaislukugeneraattorin 1 monikanavalähtöön, lähtö on kytketty tuloihin 41, 42, 43, 44 stokastisissa datan pyöristysyksiköissä 2, 3, 4, 5, korkeimman osoitepaikan rekisterin 22 ja alhaisimman osoitepaikan rekisterin 23 tuloihin 45, 46, dekooderin 25 tuloon 47, satunnaisluku-generaattorin 1 tuloon 48, vastaanottorekisterien 11, 12, 13 tuloihin 49, 50,51, loogisen muistin 27 tuloon 52 ja siirtorekisteriyk-sikön 10 tuloon 53.

Tietokone käsittää jakelulaitteen 54, jossa monikanavatulot 55, 56 ja tulot 57, 58 on kytketty vastaavasti stokastisten datan pyöristysyksiköiden 2, 3 monikanavalähtöihin ja lähtöihin, monikanavatulo 59 on kytketty kellon 38 monikanavalähtöön, monikanavatulo 60 on kytketty korkeimman osoitepaikan rekisterin 22 ja alhaisimman osoitepaikan rekisterin 23 monikanavalähtöön, lähdöt on kytketty vastaavien stokastisten datan pyöristysyksiköiden 2,3,4,5 monikanavatuloihin 36, 37, 60*, 60" rekisterin 22 ja rekisterin 23 ; monikanavatuloihin, ensimmäisen vastaanottorekisterin 11 monikava- tuloon 15, vastaanottorekisterin 12 monikanavatuloon 63, kvantisoin-j tiaskellaskurin 35 tuloon 64 ja loogisen muistin 27 tuloon 65.

Looginen muisti 27 käsittää data-akun 66 (kuvio 2),osoite-vahvistinyksikön 67, jonka monikanavatulo 68 on kytketty dekooderin (kuvio 1) monikanavatuloon ja sen monikanavalähtö on kytketty 9 62736 data-akun 66 monikanavatuloon 69 (kuvio 2), lukuvahvistimen 70, jonka monikanavalähtö on kytketty data-akun 66 monikanavatuloon 71, tulostusyksikön 72, jossa monikanavatulot 91, 73 on kytketty kellon 38 lähtöön ja data-akun 66 monikanavalähtöön, kun taas sen mo-nikanavalähdöt on kytketty lähtölinjoihin 31, loogisen muistin 74 (kuvio 2) monikanavatuloon 30 (kuvio 1) ja numeronjakolaitteen 75 monikanavatuloon 74 (kuvio 2) ja se käsittää myös loogisen yksilön 76, jossa monikanavalähtö on kytketty lukuvahvistinyksikön 70 monikanavatuloon 77, monikanavatulo 78 on kytketty kellopiirin 79 monikanavalähtöön, joka on kytketty numeronjakolaitteen 75 tuloon 80, minkä numeronjakolaitteen 75 monikanavalähtö on kytketty loogisen yksikön 76 monikanavatuloon 81, numeronjakolaitteen 75 tulon 82 ollessa kytketyn stokastisen datan pyöristysyksikön 4 lähtöön ja jako-laitteen 54 lähtöön.

Looginen muisti 27 (kuvio 2) käsittää etumerkkianalysaatto-rin 83, jonka tulo 84 ja lähtö on kytketty vastaavasti numeronjakolaitteen 75 lähtöön ja tuloon 85 ja tulo 86 on kytketty kellopiirin 79 lähtöön, operandimerkkiyksikön 87, jonka monikanavalähtö on kytketty data-akun 66 monikanavatuloon ja sen monikanavatulo 89 on kytketty kellopiiriin 79,kellopiirin 79 lähdön ollessa myös kytket-tyn alhaisimman osoitepäikan rekisterin 23 tuloon 32, kun taas tämän piirin 70 monikanavatulo 90 ja tulostusyksikön 72 monikanavatulo 91 on kytketty kellon 38 vastaavaan lähtöön.

Jakolaite 54 käsittää tuloporttiyksiköt 92, 93 (kuvio 3), joiden monikanavatulot 94, 95 on kytketty stokastisten datan pyö-ristysyksiköiden 2, 3 (kuvio 1)lähtöihin, yksiköiden 92 ja 93 tulojen 96 ja 97 (kuvio 3) ollessa kytkettynä stokastisten datan pyö-ristysyksiköiden 2,3 (kuvio 1) lähtöihin, lähtöporttiyksiköt 98, 99 100, 101, 102 (kuvio 3) yksiköiden 98, 99, 100 monikanavalähtöjen ollessa kytkettynä vastaanottorekisterin 11 monikanavatuloon 63, vastaanottorekisterin 12 tuloon 63 ja yksiköiden 2,3,4,5 tuloihin 36,37,60', 60", kun taas yksiköiden 101, 102 monikanavalähdöt on yhdistetyt toisiinsa ja kytketyt korkeimman osoitepaikan rekisterin 22 ja alhaisimman osoitepaikan rekisterin 23 tuloihin 61, 62. Yksikön 98 monikanavatulo 103 on yhdistetty yksikön 101 monikanavatuloon 104 ja kytketty tuloporttiyksikön 92 monikanavalähtöön.

Yksikön 99 monikanavatulo 105 on yhdistetty yksikön 102 mo- 10 62736 nikanavatuloon 106 ja tuloporttiyksikön 93 monikanavalähtöön.

Yksiköiden 98, 99 ja 100 monikanavatulot 107, 108 ja 109 sekä yksikön 100 monikanavatulo 110 on kytketty kellon 38 (kuva 1) monikanavalähtöön. Yksiköiden 101, 102 monikanavatulot 111, 112 (kuva 3) on yhdistetty keskenään ja kytketty kellon 38 (kuvio 1) monikanavalähtöön .

Jakolaite 54 käsittää TAI-piirielimen 113, jonka monikanavatulot 114, 115 on kytketty korkeimman osoitepaikan rekisterin 22 ja alhaisimman osoitepaikan rekisterin 23 monikanavalähtöihin ja se käsittää myös JA-piirit 116, 117, 118, jolloin JA-piirin 116 tulo 119 on kytketty yksikön 113 lähtöön, sen lähtö on kytketty loogisen muistin 27 tuloon 65, kun taas JA-piirien tulot 120, 121, 122, 123 on kytketty kellon 38 lähtöön.

JA-piirin 118 tulo 124 on kytketty JA-piirin 117 lähtöön ja JA-piirin 118 lähtö on kytketty laskurin 35 tuloon 64.

Lukumuisti 33 käsittää vakioyksikön (kuva 4), lähtörekiste-rin 126, jonka monikanavasyöttö on kytketty vakioyksikön 125 monikanavalähtöön ja sen monikanavalähtö on kytketty loogisen muistin 27 tuloon 30, osoitevahvistinyksikön 128, jonka monikanavalähtö on kytketty vakioyksikön 125 monikanavatuloon 129 ja se käsittää myös osoitedekooderin 130, jonka monikanavalähtö on kytketty osoitevahvistinyksikön 128 monikanavatuloon 131, tulorekisterin 132, jonka monikanavalähtö on kytketty osoitedekooderin 130 monikanavatuloon 133 ja yksi sen monikanavatuloista 134 on kytketty loogisen muistin 27 lähtöön ja lähtörekisterin 126 monikanavalähtöön.

Lukumuisti 33 käsittää myös paikallisohjausyksikön 135, jonka monikanavalähtö on kytketty tulorekisterin 132 monikanavatuloon 136 ja sen lähdöt on kytketty vastaavasti osoitedekooderin 130 ja lähtörekisterin 126 tuloihin 137, 138.

Yksikön 135 monikanavatulo 139 ja monikanavalähtö on kytketty vastaavasti kellon 38 lähtöön ja tuloon 39 (kuvio 1).

Esiteltävän digitaalisen erikoistietokoneen toimintaperiaate tilastollista tietojenkäsittelyä varten esitettynä kuviossa 1 on seuraava:

Oletetaan esimerkiksi, että käytettävissämme on hydrometeoro- 11 62736 logista informaatiota saatuna valtameren vedenlämpötila- ja suola-pitoisuuslähettimistä ja että vaaditaan tämän informaation käsiL-telyäj so. sen tilastollisten ominaisuuksien laskemista, kuf.en esimerkiksi : matemaattinen odotusarvo πιχ; autokorrelaatiofunktio R (1); xx ’ tehotiheysspektri S (P); λ ehdoton entropia H(x); ehdollinen entropia H(x/y).

Satunnaisprosessit, jotka kuvaavat veden lämpötilaa tai sen suolapitoisuutta, saadaan lähettämistä binäärikoodattuja desimaalilukuja olevan satunnaispulssijonon muodostaman rivinä N ja ne syötetään digitaaliseen erikoistietokoneeseen.

Ennen toiminnan aloittamista täytyy tietokoneen kaikki yksiköt ja piirit asettaa nolliksi. Tilastollisten ominaisuuksien laskemisessa vaadittavasta tarkkuudesta riippuen käsiteltävän rivin N pituus määrätään kellopiirissä 38.

Lukumuisti 33 taltioi funktioiden ^lp; -P^log2P^, log2, 21 "korrelaatioikkuna"-funktioiden arvot, mikrokäskyt ja korjausko termit.

Jokaisen kahden satunnaisprosessin tilastollisten ominaisuuksien laskemiseksi satunnaisfunktioiden Y(t) tai X(t) avulla esitetty satunnaispulssijono, jota vastaa esimerkiksi r-numeroinen binäärikoodattu desimaaliluku, syötetään datalinjojen 8 tai 9 kautta yksikön 2 tai 3 monikanavatuloon 6 ja 7.

Olettaen, että r-numeroinen binäärikoodattu desimaaliluku saapuu datalinjoista 9 q-numeroiseen yksikköön 3. Samanaikaisesti riippumaton tasaisesti jakautunut pseudo-satunnainen numerojono syötetään generaattorin 1 lähdöstä kellon 38 kautta yksikön 3 monikanavatuloon 37.

Yksikköön 3 saapuva r-numeroinen lukujono pyöristetään stokastisesta tässä yksikössä r-q+1 -numeroiseksi ja lähetetään yksikön 54 ja vastaanottorekisterin 12 kautta yksikön 10 monikanavatuloon 17. Täten datarivin N "b" ensimmäistä numeroa kirjoitetaan yksikköön 10 digitaalisen erikoistietokoneen Mb"-toimintajakson aikana.

1 2 62736

Laskettaessa matemaattisen odotuksen m ja autokorrelaatio-

X

funktion R (1) arvoja, ensimmäinen datarivin N numero kirjoitetaan yksikön 10 monikanavalähdöstä vastaanottorekisteriin 11.

Vastaanottorekisterin 11 monikanavalähdöstä saatu informaatio siirretään monikanavatuloon 16 yksikössä 4, jonka monikanavatu-lo 60' vastaanottaa riippumattoman tasaisesti jakautuneen pseudo-sa-tunnaisen numerojonon syötettynä generaattorin 1 lähdöstä kellon 38 ja yksikön 54 kautta. Ensimmäisen toimintajakson aikana informaatio yksikön 4 lähdöstä kirjoitetaan loogiseen muistiin 27. Sitten informaatiolle yksikössä 10 ja loogisessa piirissä 27 suoritetaan si-vuttaissiirto. Tämän jälkeen numeron toinen arvo syötetään yksikön 10 monikanavalähdöstä vastaanottorekisteriin 13. Ensimmäisen numeron arvo siirretään edelleen vastaanottorekisteristä 11 yksikön 4 monikanavatuloon 16 ja toisen numeron arvo syötetään vastaanotto-rekisteristä 13 yksikön 5 monikanavatuloon 18. Yksiköihin 4 ja 5 vastaavasti saapuvien ensimmäisen ja toisen numeron arvot pyöristetään r-bittisiksi ja lähetetään yksikön 19 tuloihin 20 ja 21, jossa suoritetaan todennäköisyyskertalasku ja tulos kirjoitetaan loogiseen muistiin 27. Laskujakso toistetaan halutusta tarkkuudesta riippuen ja numeroille määritellystä rivistä riippuen.

Täten edellä mainittujen toimenpiteiden tuloksena saadaan laskettua matemaattinen odotus m ja autokorrelaatiofunktion R (1)

X XX

arvo.

Jos matemaattinen odotus m on neliöitävä, loogiseen muis-

X

tiin 27 taltioitu data lähetetään yksiköiden 2 ja 3 monikanavatu-loihin 6 ja 7. Yksiköiden 2 ja 3 monikanavalähdöistä data syötetään yksikellojaksoiseen kertojaan 19 sen tuloihin 20 ja 21 vastaan-ottorekisterien 11 ja 12 monikanavasyöttöjen 15 ja 63 kautta ja yksiköiden 4 ja 5 monikanavatulojen 16 ja 18 kautta. Yksikön 19 lähdöstä saatu tulos kirjoitetaan muistiin 27. Edellä mainittu menettely toistetaan jatkuvasti, toistettavien jaksojen lukumäärän riippuessa halutusta laskentatarkkuudesta. Neliöidyn matemaattisen 2 1 N'e . odotusarvon m vähentämiseksi lausekkeesta ^— S χ. ·χ·. bi-x N-e i i+e i=1 2 näärikoodimuodossa oleva, arvoon m verrannollinen informaatio syö-

X

13 62736 tetään yksikön 2 lähdöstä yksikön 54, yksikön 4 vastaanottorekis-terin 11 ja yksikön 19 kautta loogisen muistin 27 tuloon 29. Muistissa 27 binäärikoodattu informaatio vähennetään stokastisesti muistiin 27 taltioitujen autokorrelaatiofunktion oordinaattojen "b" ar- 2 .

voista. Sitten m :n arvot kirjoitetaan uudestaan yksikön 2, yksikön

X

54, ensimmäisen vastaanottorekisterin 11 ja yksikön 4 kautta loogiseen muistiin 27, jolloin menettelyä jatketaan jatkuvasti, kunnes autokorrelaatiofunktion haluttu laskentatarkkuus on saavutettu.

Täten edellä mainittujen muutosten jälkeen looginen muisti 27 sisältää autokorrelaatiofunktion R (1) arvot. Tämän jälkeen,

XX

kellopiiristä 38 saadun signaalin mukaan syötettynä lukumuistin 33 monikanavatuloon 39', "korrelaatioikkuna"-funktion arvo lähetetään lukumuistin 33 monikanavalähdöstä loogisen muistin 27 monikanavatuloon. Loogiseen muistiin 27 taltioitu autokorrelaatiofunktion R (1) arvo siirretään yksikköjen 3, 54, vastaanottorekisterin 12, siirtorekisteriyksikön 10, vastaanottorekisterin 13 ja yksikön 5 kautta yks ike Ilo jaksoisen kertojan 19 tuloon 21. Funktion Β][ arvo siirretään loogisesta muistista 27 vastaanottorekisterin 11 ja stokastisen datan pyöristysyksikön 4 kautta yksikellojaksoisen kertojan 19 toiseen tuloon 20. Kertojassa 19 kerrotaan keskenään auto-korrelaatiofunktio ja "korrelaatioikkuna"-funktio. Tämä menettely toistetaan "b" kertaa kaikille autokorrelaatiofunktion arvoille; lasketut tulokset taltioidaan loogiseen muistiin 27.

Tehotiheysspektrin 5χ(ρ) laskemiseksi arvo kosini ^·1·ρ lähetetään lukumuistista 33 loogisen muistin 27, vastaanottorekisterin 11 ja yksikön 4 kautta kertojan 19 tuloon 20. Autokorrelaatiofunktion arvo siirretään loogisesta muistista 27 kertojan 19 tuloon 21 samalla tavalla. Kertojassa 19 kosinin ja autokorrelaatiofunktion arvot kerrotaan keskenään ja tulo kirjoitetaan kertojan 19 lähdöstä loogiseen muistiin 27. Laskun tarkkuus riippuu siitä, kuinka monta kertaa autokorrelaatiofunktion oordinaatta kerrotaan kosinin arvolla. Kosinin seuraava arvo kosini ^·1·ρ saadaan samalla tavalla ja menettely toistetaan kertomalla toisella autokorrelaatiofunktion oordinaatalla jne. Tämä tapahtuu "b" kertaa ja tehotiheysspektrin S (p) laskemisen kokonaisjakso, jolloin tulos pide- x . . 2 tään loogisessa muistissa 27, suoritetaan 2b toiminta}akson aikana .

14 62736

Satunnaisprosessien H(x) tai H(y) ehdottoman entropian arvojen laskemiseksi kello 38 erottaa satunnaislukugeneraattorin 1 stokastisista datan pyöristysyksiköistä 2, 3, 4, 5 ja antaa ohjaussignaalit, joista yksi johdetaan kvantisointiaskellaskurin 35 tuloon 64. Ehdotonta entropiaa H(x) tai H(y) laskettaessa arvioidaan jokaisen i:nnen tilan todennäköisyys realisoitaessa satunnaispro-sessin x^ taajuuksina, joilla mittausarvot osuvat vastaaviin ampli-tudiväleihin näyterivissä N.

Satunnaispulssijono, joka esittää satunnaisfunktioita X(t) tai Y(t) syötetään vastaavasti yksikön 2 tai 3 monikanavatuloon 6 tai 7, yksiköiden toisten monikanavatulojen 36 tai 37 saadessa signaalit kvantisointiaskellaskurin 13 monikanavalähdöistä. Yksiköitä 2 tai 3 sekä kvantisointilaskuria käytetään määräämään amplitudi-välien lukumäärää x^:tä realisoitaessa, joiden arvoa esittää binäärikoodi. Nämä amplitudivälien arvot x^:tä realisoitaessa syötetään yksikön 2 tai 3 monikanavalähdöstä yksikön 54 kautta loogisen muistin 27 tuloon 65 ja kirjoitetaan yksikköjen 22, 23 ja 26 avulla loogiseen muistiin 27, joka kerää ja laskee x^:n realisointien lukumäärän, jotka joutuvat vastaavaan amplitudiväliin. Otet-

V

taessa näyte informaatiorivistä N, jonka koko on N = s , jossa k on 1, 2, ..., w ja se on binäärisen esitystävän kokonaislukuekspo- ni . .

nentti, jakomenettely amplitudiväliin joutuvan satunnaispulssi- jonon mittausten todennäköisyyksien p^ arvioimiseksi korvataan bi-nääripisteen siirrolla jokaisen x^:n realisoinnin arvossa, mikä aiheuttaa datan sivuttaissiirron loogisessa muistissa 27. Nämä signaalit lähetetään loogisen muistin 27 monikanavalähdöstä luku-muistin 33 monikanavatuloon 34. Arvoon log^’P^ verrannollinen informaatio syötetään loogisen muistin 27 monikanavatuloon 30 ensimmäisenä operandina. Sitten kellopiiristä 38 saadun signaalin mukaan korjauskertoimen a arvot saadaan lukumuistin 33 monikanavalähdöstä. Nämä arvot a^ kulkevat loogisen muistin 27 monikanavatu-lon 30 lävitse toisena operandina. Loogisessa muistissa arvot P^ log2P^ lisätään korjauskertoimeen an ja yhteenlaskun tulos, joka antaa ehdottoman entropian H(x), siirretään muistin 27 monika-navalähdön kautta lähtölinjoihin 31 ja edelleen ympäryslaitteille. le.

Ehdollista entropiaa H(x/v) laskettaessa yksikkö 54 ja kello 15 62736 38 erottavat pseudo-satunnaislukugeneraattorin 1 stokastisista datan pyöristysyksiköistä 2,3,4,5 ja käynnistävät kvantisointiaskellasku-rin 35, joka määrittää askelten lukumäärän, joka sisältyy satunnais-jonon x^Axk+^, xk+l^xk+2f ^ne· mittauspapereihin. Sitten yksikkö 54 asettaa kvantisointiaskelten lukumäärän mukaisesti, osoitekoodin korkeimman osoitepaikan rekisterissä 22 ja vast, alhaisimman osoite-paikan rekisterissä 23 varten. Korkeimman osoitepaikan rekisteri 22 sisältö vastaa vyöhykkeen numeroa, joka saadaan ensimmäisessä mittauksessa kahden mittauksen summasta ja se on funktio kvantisointiaskelten lukumäärästä tietyssä mittausarvossa. Alhaisimman osoitepaikan rekisteri 23 vastaa sijaintipaikkojen lukumäärää loogisessa muistissa 27 toisen mittauksen määräämällä alueella ja se on yhtä suuri kuin toiseen mittaukseen sisältyvien kvantisointiaskelten lukumäärä j. Osoitekoodi dekoodataan sitten yksikössä 25 ja johdetaan loogisen muistin 27 monikanavatuloon 28. Näiden mittausten K..^ tai lukumäärä vastaavassa loogisen muistin 27 sijaintipaikassa lasketaan loogisen muistilaskurin avulla, joka kasvattaa tämän sijaintipaikan sisältöä l:llä. Arvot K., ja K. ovat funktioiden^ = -P*log9P argumentteja, joiden funktioiden arvot säilytetään lukumuistissa 33. Ehdollisen entropian laskeminen edelleen lisää logiseen muistiin 27 funktioiden arvot luettuina lukumuistista 33 osoitteissa, jotka määräytyvät loogisen muistin 27 vastaavien sijaintipaikkojen sisältöjen mukaan, vastaavien korjaustekijöiden an kanssa, joiden arvot on myös taltioitu lukumuistiin 33.

Edellä mainittujen tilastollisten ominaisuuksien, erikoisesti ehdottoman entropian H(x) ja ehdollisen entropian H(x/y), reaaliaikainen laskeminen ehdotetun digitaalisen erikoistietokoneen avulla tekee mahdolliseksi satunnaisprosessien esittämien edellä mainitun hydrometeorologisen informaation täydellisen käsittelemisen. Tilastollisten ominaisuuksien, kuten ehdollisen ja ehdottoman entropian, tunteminen sallii luotettavempien lyhytaikaisten ja pitkäaikaisten hydrometeorologisten ennusteiden tekemisen.

Looginen muisti 27 (kuvio 2) toimii seuraavasti.

Informaatio saapuu tulolinjojen 30 ja monikanavatulon 74 kautta numeronjakolaitteeseen 75,joka käsittää laskurin ja rekisterin ( ei esitetty), loogisen yksikön 76, monikanavatulon 77, lukuvahvistinyk-sikön 70 ja monikanavatulon kautta data-akkuun .

Informaation käsittely perustuu modulo-2 summan Z '^"-numeroisen sanan muodostamiseen ja Q-siirtosanan muodostamiseen siirrettynä 62736 16 yhden numeron vasemmalle. Kun ensimmäinen modulo-2 summa-sana ja siirtosana on saatu, siirtosana analysoidaan. Jos Q i 0, toistetaan yhteenlaskujakso, numero-numerolta suoritetun modulo-2 yhteenlaskuoperaation ollessa suoritetun modulo-2 summasanan ja siirtosanan välillä, joka siirretään yhden numeron verran korkeamman kertaluvun numeroiden suuntaan. Kun Q = 0 päätetään yhteenlasku. Informaation vaihto ja siirto suoritetaan numeronjakolaitteen 75, loogisen yksikön 76, data-akun 66 ja yksikön 72 kautta. Sivuttais-siirto, invertointi ja modulo-2 summaus suoritetaan loogisessa yksikössä 76 data-akkuun 66 taltioitujen operandien välityksellä.

Osoite lähetetään loogisen muistin 27 monikanavatulon 28 (kuva 1) kautta osoitevahvistinyksikön 67 monikanavatuloon 68 (kuva 2) ja se siirtyy sitten yksikön 67 monikanavalähdöstä data-akkuun 66 ja haluttu muistipaikka valitaan kellopiirin 79 ohjaaman yksikön 87 avulla. Satunnaisjonon ja K mittausten lukumäärä lasketaan nume ronjakolaitteen 75 laskurin avulla ja tulokset kirjoitetaan data-akun 66 muistipaikkaan. Informaatio luetaan data-akusta 66 osoitevahvistinyksikön 67 avulla ja informaatio data-akun 66 monikanavalähdöstä johdetaan lähtöyksikön 72 monikanavalähdön kautta loogisen muistin 27 lähtölinjoihin 31 (kuva 1) ja toisen monikanavalähdön kautta numeronjakolaitteen 75 monikanavatuloon 75 (kuvio 2) sen regenerointia varten. Yksikön 54 ( kuvio 3) toimintaoeriaate on seu-raava.

Kirjoitettaessa stokastisesti pyöristettyjä lukuja yksikköön 12 tai 11(kuvio 1) signaalit johdetaan stokastisesta datan pyöristysyksiköstä 3 tai 2 yksikön 54 monikanavatulon 56 tai 55 kautta vastaavasti yksikön 54 tuloporttiyksikön 93 tai 92 monikanavatuloon 95 tai 94(kuvio 3) jonka yksikön 54 monikanavalähdöstä ne siirtyvät vastaavasti ensimmäisen lähtöporttiyksikön 98 ja neljännen lähtöporttiyksikön 101 monikanavatuloihin 103 ja 104 tai toisen lähtöporttiyksikön 99 ja neljännen lähtöporttiyksikön 102 monikanavatuloihin 105 ja 106. Kun ohjaussignaalit syötetään kellosta 54 vastaaviin monikanavatuloihin 107, 108, 111 tai 112 (kuva 3), signaalit ensimmäisen, toisen, neljännen tai viidennen lähtöporttiyksikön (98, 99, 101 tai 102 vastaavasti) vastaavista moni-kanavalähdöistä siirtyvät toimintatavasta riippuen vastaanottore-kistereihin 11 (kuva 2) ja 12, korkeimman osoitepaikan rekisteriin 22 ja alhaisimman osoitepaikan rekisteriin 23.Tasainen numerojono saatuna 17 62736 kellosta 38 monikanavatulon 59 ja kolmannen lähtöporttiyksikön 100 monikanavatulojen 109(kuvio 3) ja 110 kautta syötetään (tai ei syötetä), ohjaussignaaleista riippuen, sen monikanavalähdöstä stokastisiin datan pyöristysyksiköihin 2, 3, 4, 5(kuvio 1) ehdottoman entropian H(x) tai ehdollisen entropian H(x/y) laskemiseksi. Laskettaessa ehdotonta entropiaa H(x) ja ehdollista entropiaa H(x/y) johdetaan ohjaussignaalit yksikön 5*4 monikanavatulon 59 kautta piirin 117 tuloihin 121 ja 122(kuvio 3) ja piirin 118 tuloon 123, toiseen tuloon 124, joka vastaanottaa signaalin piirin 117 lähdöstä. Sitten signaali piirin 118 lähdöstä syötetään kvantisointiaskel-laskurin 35 tuloon 64 (kuvio l),Kun osoitekoodi saapuu yksikön 54 monikanavatuloon 60, osoitekoodi siirtyy TAI-piirin monikanavatu-loihin 114 ja 115 ja sitten jälkimmäisen lähdöstä JA-piirin 116 tuloon 119, piirin toiseen tuloon 120 vastaanottaen ohjaussignaalin yksikön 54 monikanavatulosta 59. JA-piirin 116 lähtösignaali syötetään loogisen muistin 27 tuloon 65 (kuva 1).

Lukumuisti 33 (kuva 4) toimii seuraavasti.

Osoitekoodi siirtyy lukumuistin monikanavatulon 34(kuvio 1) lävitse, tulorekisterin 132(kuvio 4) lävitse osoitedekooderin 130 monikanavatuloon 133, missä dekooderissa 130 se dekoodataan ja lähetetään dekooderin lähdöstä osoitevahvistimen 128 kautta ja va-kioyksikön 125 monikanavatulon 129 kautta vakioyksikköön 125. Va-kioyksikön 125 monikanavalähdöstä valittu lukukoodi lähetetään läh-törekisterin 126 kautta lähtölinjoihin 31(kuvio 1) ja se siirtyy myös, paikallisesta ohjausyksiköstä 135(kuvio 4) saadun signaalin mukaan, tulorekisterin 132 monikanavatuloon 134, jne. Tällä tavalla toteutetaan ehdoton siirto lukumuistin 33(kuvio 1) seuraavaan osoitteeseen. Paikallisohjausyksiköstä 135(kuvio 4) saatujen signaalien mukaan voidaan osoitteet valita myös syklisesti, osoitteen suurentaminen 1:llä suoritetaan tulorekisterin avulla, joka sisältää osoiterekisterin ja osoitelaskurin.

Esitetty digitaalinen erikoistietokone sallii satunnaispro-sessien tilastollisten ominaisuuksien laskemisen, esimerkiksi ehdollisen entropian, laajentaen täten tietokoneen toimintakykyä, alentaen laitteistokustannuksia ja laajentaen sen sovellutusaluetta.

Claims (4)

18 6? 7 36

1. Digitaalinen erikoistietokone tilastollista tietojenkäsittelyä varten käsittäen satunnaislukugeneraattorin (1) tasaisesti jakautuneen pseudo-satunnaisen numerojonon muodostamiseksi, neljä stokastista datan pyöristysyksikköä (2, 3, 4, 5) koodin lineaarista muuttamista varten sen todennäköisyydeksi ja lukujen stokastiseksi pyöristämiseksi, jotka on sähköisesti kytketty satunnaislukugeneraattoriin (1), ensimmäisten kahden stokastisen datan pyöristysyksiköiden (2, 3) monikanavatulojen (6, 7) ollessa kytkettyjen vastaaviin tulodatalinjoihin (8, 9), siirtorekisteriyksikön (10), kolme vastaanottorekisteriä (11, 12, 13), jolloin ensimmäisten kahden vastaanottorekisterin (11, 12. monikanavatulot on sähköisesti kytketty vastaavien stokastisten datan pyöristysyksiköiden monikanavalähtöihin ja kolmannen vastaanottorekisterin (13) monikanavatulo (14) on yhdistetty ensimmäisen vastaanottorekisterin (11) monikanavatuloon (15), joka vastaanottorekisteri (11) on kytketty kolmanteen stokastiseen datan pyöristysyksikköön (4) ja mikä monikanavatulo (15) on kytketty monikanavalähtöön siirtorekisteriyksikössä (10), joka on yhdistetty monikanavatuloonsa (17), kahden jälkimmäisen vastaanottorekisterin (12, 13) monikanavalähtöihin ja neljännen stokastisen datan pyöristysyksikön (5) monikanavatuloon, yksi-kellojaksoisen kertojan (19) lukujen stokastista kertolaskua varten, jonka tulot (20, 21) on kytketty vastaavasti kahden jälkimmäisen stokastisen datan pyöristysyksikön (4, 5) lähtöihin, joista yksiköistä (4, 5) toinen on kytketty yksikellojaksoisen kertojan (19) lähtöön, tunnettu siitä, että se käsittää rekisterin (22) korkeinta osoitepaikkaa varten ja rekisterin (23) alhaisinta osoitepaikkaa varten, jolloin alhaisimman osoitepaikan rekisterin (23) lähtö on kytketty korkeimman osoitepaikan rekisterin (22) tuloon, dekooderin (25), jonka monikanavatulo (26) on kytketty korkeimman osoitepaikan rekisterin (22) lähtöihin ja alhaisimman osoitepaikan rekisterin (23) lähtöihin, loogisen muistin (27) datan keräystä ja taltiointia, lukujen yhteenlaskua ja lukujen ykköslisäysten summaamista varten, jolloin monikanavatulot (28, 29, 30) on kytketty dekooderin (25) monikanavalähtöön, 62736 19 yksittäisaika-askelkertojan (19) lähtöön ja sen omaan monikanavalähtöön, joka on kytketty lähtölinjoihin (31), ensimmäisen kahden stokastisen datan pyöristysyksikön (2, 3) monikanavatu-loihin (6, 7) ja vastaanottorekisterin (11) monikanavatuloon (11), kun taas loogisen muistin (27) lähtö on kytketty alhaisimman osoitepaikan rekisterin (23) tuloon (32), lukumuistin (33) harmoonisten funktioiden, "korrelaatioikkuna"-funktioiden, logaritmifunktioiden, korjaustekijöiden ja mikrokäskyjen taltioi-miseksi, jonka monikanavalähtö on kytketty loogisen muistin (27) monikanavatuloon (30) ja monikanavatulo (34) on kytketty loogisen muistin (27) monikanavalähtöön, kvantisointiaskellaskurin (35), jota käytetään datavälien määräämiseen kvantisoinnissa ja jonka monikanavalähdöt on kytketty stokastisten datan pyöristys-yksiköiden (2, 3) monikanavatuloihin (36, 37), kellon (38), jonka monikanavatulo (39) ja monikanavalähtö on kytketty luku-muistin (33) monikanavalähtöön ja monikanavatuloon (39), kun taas monikanavatulo (40) on kytketty satunnaislukugeneraattorin (1) monikanavalähtöön ja lähtö on kytketty stokastisten datan pyö-ristysyksiköiden (2, 3, 4, 5) tuloihin (41, 42, 43, 44), korkeimman osoitepaikan rekisterin (22) ja alhaisimman osoitepaikan rekisterin (23) tuloihin (45, 46), dekooderin (25) tuloon (47), satunnaislukugeneraattorin (1) tuloon (48), vastaanottorekiste-rien (11, 12, 13) tuloihin (49, 50, 51), loogisen muistin (27) tuloon (52) ja siirtorekisteriyksikön (10) tuloon (53), jakelu-laitteen (54) tarkoitettuna datan jakeluun digitaalisen erikois-tietokoneen toimintatavasta riippuvaisena, jossa tulot (57, 58) ja monikanavatulot (55, 56, 59, 60) ovat kytketyt vastaavasti stokastisten datan pyöristysyksiköiden (2, 3) monikanavatuloihin, kellon (38) monikanavalähtöön, korkeimman osoitepaikan rekisterin (22) ja alhaisimman osoitepaikan rekisterin (23) monikanavalähtöön ja lähdöt on kytketty stokastisten datan pyöristysyksiköiden (2, 3, 4, 5) monikanavatuloihin (36, 37, 60', 60"), korkeimman osoitepaikan rekisterin (22) ja alhaisimman osoitepaikan rekisterin (23) monikanavatuloihin (61, 62), vastaanottorekisterin (11) monikanavatuloon (15) ja vastaanottorekisterin (12) monikanavatuloon (63), kvantisointiaskellaskurin (35) tuloon (64) ja loogisen muistin (27) tuloon (65). 62736 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen digitaalinen erikois-tietokone, tunnettu siitä, että looginen muisti käsittää data-akun (66) , osoitevahvistinyksikön (67) , jonka monikanava-tulo (68) on kytketty dekooderin (25) monikanavalähtöön, osoitevahvistinyksikön (67) monikanavalähdön ollessa kytketyn data-akun (66) monikanavatuloon (69), lukuvahvistinyksikön (70), jonka monikanavalähtö on kytketty data-akun (66) monikanavatuloon (71), lähtöyksikön (72), jonka monikanavatulot (91, 73) on kytketty kellon (38) lähtöön ja data-akun (66) monikanavalähtöön, sen monikanavalähtöjen ollessa kytkettyjen lähtölinjoihin (31) ja lukumuistin (33) monikanavalähtöön, kellopiirin (79) , jonka monikanavatulo (90) on kytketty kellon (38) lähtöön ja lähtö kytketty alhaisimman osoitepaikan rekisterin (23) tuloon (32), numeron jakelulaitteen (75) tarkoitettuna datan vastaanottoa ja väliaikaista taltiointia varten sekä yksikkölisäysten summausta varten, loogisen yksikön (70), jonka monikanavatulot (78, 81) on kytketty kellopiirin (79) monikanavalähtöön ja numeronjakelulaitteen (75) monikanavalähtöön, kun taas tulot (80, 82) on kytketty kellopiirin (79) lähtöön ja stokastisen datan pyöristysyksikön (4) lähtöön, numeronjakelulaitteen (75) raonikanavatulon (74) ollessa kytketyn lukumuistin (33) monikanavalähtöön, etumerkki-analysaattorin (38), jonka tulo (84) ja lähtö on kytKetty numeron-jakelulaitteen (75) lähtöön ja tuloon (85), etumerkkianalysaatto-rin (83) tulon (86) ollessa kytketyn kellopiirin (79) lähtöön, operandimerkkiyksikön (87) , jonka monikanavalähtö on kytketty data-akun (66) monikanavatuloon (88) ja monikanavalähtö (89) on kytketty ke Hop iiri in (79) . 62736 21

1. Specialsiffermaskin för statistisk databehandling och omfattande en slumptalgenerator (1) för producerande av en enhet-ligt sig fördelad pseudoslumptalsekvens, fyra stokastiska data-avrundningsenheter (2, 3, 4, 5) för lineär omvandling av en kod till dess sannolikhet och för stokastisk avrundning av tal, vilka enheter är elektriskt kopplade till slumptalgeneratorn (1), var-vid flerkanalingängarna (6, 7) i de första tvä stokastiska data-avrundningsenheterna (2, 3) är kopplade till respektive ingäende datalinjer (8, 9), en skiftregisterenhet (10), tre mottagnings-register (11, 12, 13), i vilka flerkanalingängar av de första tvä mottagningsregistern (11, 12) är elektriskt kopplade tili fler-kanalutgängar i respektive stokastiska dataavrundningsenheter, och en flerkanalingäng (14) tili tredje mottagningsregistret (13) är sanunankopplad med en f lerkanalingäng (15) tili första mottagningsregistret (11) kopplat tili tredje stokastiska dataavrund-ningsenheten (4), och är kopplad tili en flerkanalutgäng frän skiftregisterenheten (10), vilken är kopplad till dess flerkanalingäng (17), tili flerkanalutgängar av de sista tvä mottagnings-registren (12, 13), och tili en flerkanalingäng av den fjärde stokastiska dataavrundningsenheten (5), en multiplikator (19) av en tidsinterval för stokastisk multiplikation av tai, varvid in-gängarna (20, 21) av denna kopplats tili respektive utgängar i de sista tvä stokastiska dataavrundningsenheterna (4, 5) och en av dessa är kopplad tili en utgäng i multiplikatorn (19) av en tidsinterval, kännetecknad därav, att den omfattar ett register (22) för det högsta adresstället och ett register (23) för det lägsta adresstället, varvid en utgäng frän registret (23) för det lägsta adresstället kopplats tili en ingäng (24) tili registret (22) för det högsta adresstället, en avkodare (25), vars flerkanalingäng (26) förenats med flerkanalutgängar frän registret (22) för det högsta adresstället och frän registret (23) för det lägsta adresstället, ett logikminne (27) för samlande och uppbevarande av data, adderande av tai och summerande av en-hetsinkrement av tai med flerkanalingängarna (28, 29, 30) kopplade tili en flerkanalutgäng frän avkodaren (25), tili en utgäng 6 2 7 3 6 22 frän enkla tidsstegmultiplikatorn (19), och till sin egen fler-kanalutgäng, vilken är förenad med utgängslinjerna (31), med flerkanalingängarna (6, 7) tili de första tvä stokastiska data-avrundningsenheterna (2, 3) och med flerkanalingängen (15) i mottagningsregistret (11), medan en utgäng frän logikminnet (27) är förenat med en ingäng (32) tili registret (23) för det lägsta adresstället, ett konstantminne (33) för uppbevarande av harmo-niska funktioner, "korrelationsfönster" funktioner, logaritmiska funktioner, korrektionsfaktorer och mikroinstruktioner, varvid en flerkanalutgäng .frän detta kopplats tili f lerkanalingängen (30) tili logikminnet (27) och en flerkanalingäng (34) kopplad tili flerkanalutgängen frän logikminnet (27), en kvanteringsstegräkna-re (35) använd för bestämmande av dataintervaller i kvantering och vars flerkanalutgängar är kopplade tili flerkanalingängar (36, 37) tili de stokastiska dataavrundningsenheterna (2, 3), en klocka (38) med sin flerkanalutgäng förenad med flerkanalutgängen och flerkanalingängen (39) i konstantminnet (33), medan en fler-kanalingäng (40) är kopplad tili en flerkanalutgäng frän slump-talgeneratorn (1), och en utgäng är förenad med ingängarna (41, 42, 43, 44) tili de stokastiska dataavrundningsenheterna (2, 3, 4, 5), med ingängar (45, 46) tili registret (22) för det högsta adresstället och registret (23) för det lägsta adresstället, med en ingang (47) tili avkodaren (25), med en ingäng (48) tili slump-talgeneratorn (1), med ingängar (49, 50, 51) tili mottagnings-registren (11, 12, 13), med en ingäng (52) tili logikminnet (27), och med en ingäng (53) i skiftregisterenheten (10), en distributor (54) avsedd för distribuerande av data beroende pä driftsättet hos specialsiffermaskinen, i vilken distributor ingängar (57, 58) och flerkanalingängar (55, 56, 59, 60) är kopplade tili respektive utgängar och flerkanalutgängar frän de stokastiska dataavrundningsenheterna (2, 3), tili flerkanalutgängen frän klockan (38) , tili flerkanalutgängen frän registret (22) för det högsta adresstället och registret (23) för det lägsta adresstället, och utgängar har kopplats tili flerkanalingängarna (36, 37, 60', 60") i de stokastiska dataavrundningsenheterna (2, 3, 4, 5), tili flerkanalin-gängar (61, 62) i registret (22) för det högsta adresstället och registret (23) för det lägsta adresstället, tili flerkanalingängen