RU2553120C1 - Device for evaluating random variable distribution function and tolerance boundaries thereof on small samples - Google Patents
Device for evaluating random variable distribution function and tolerance boundaries thereof on small samples Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553120C1 RU2553120C1 RU2014111253/08A RU2014111253A RU2553120C1 RU 2553120 C1 RU2553120 C1 RU 2553120C1 RU 2014111253/08 A RU2014111253/08 A RU 2014111253/08A RU 2014111253 A RU2014111253 A RU 2014111253A RU 2553120 C1 RU2553120 C1 RU 2553120C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- inputs
- outputs
- input
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при расчетах, связанных с оценкой вероятностных характеристик случайных величин (СВ), когда имеется малое количество статистических данных.The invention relates to computer technology and can be used in calculations related to the assessment of the probability characteristics of random variables (CB), when there is a small amount of statistical data.
Известно устройство для определения параметров распределения по малым выборкам, содержащее блоки памяти, коммутаторы, синхронизаторы, блок регистрации, элементы задержки, элементы ИЛИ, счетчик, буферные регистры, блоки вычитания, квадраторы, блоки сравнения, пороговые элементы, блоки деления, сумматоры, блоки умножения, элементы И, элементы НЕ, регистры сдвига, блоки возведения в степень и блок извлечения квадратного корня (авт. свид. СССР №1591043, кл. G06F 15/36, 1990).A device for determining the distribution parameters for small samples containing memory blocks, switches, synchronizers, a registration block, delay elements, OR elements, a counter, buffer registers, subtraction blocks, quadrants, comparison blocks, threshold elements, division blocks, adders, multiplication blocks , AND elements, NOT elements, shift registers, exponentiation blocks, and a square root extraction block (ed. certificate of the USSR No. 1591043, class G06F 15/36, 1990).
Недостатком этого устройства является низкая точность из-за отсутствия проверки статистической гипотезы о сходимости теоретического и экспериментального распределений.The disadvantage of this device is the low accuracy due to the lack of verification of the statistical hypothesis about the convergence of theoretical and experimental distributions.
Наиболее близким аналогом, прототипом, является устройство для определения параметров распределения по малым выборкам (авт. свид. СССР №1702393, G06F 15/36, 1991), содержащее блоки входных регистров, коммутатор, блок регистрации, синхронизатор, регистры, узлы коммутации, группу регистров сдвига, узлы сравнения, блок умножения, блок суммирования с константой, блок деления, узлы умножения, блок вычитания из константы, группы элементов задержки, группы элементов ИЛИ, узлы деления, блок сравнения, группу блоков вычисления плотности распределения, группу блоков вычитания по модулю, узлы суммирования, блок вычитания константы и узел суммирования.The closest analogue, prototype, is a device for determining distribution parameters for small samples (ed. Certificate of the USSR No. 1702393, G06F 15/36, 1991), containing input register blocks, a switch, a registration unit, a synchronizer, registers, switching nodes, a group shift registers, comparison nodes, multiplication block, constant summation block, division block, multiplication nodes, constant subtraction block, delay element groups, element groups OR, division nodes, comparison block, distribution density calculation block group, group modulus subtraction blocks, summation nodes, constant subtraction block, and summation node.
Недостатком этого устройства является низкая точность, поскольку не используется метод прямоугольных вкладов и отсутствие оценки толерантных границ функции распределения СВ.The disadvantage of this device is the low accuracy, because the method of rectangular contributions and the lack of assessment of the tolerance limits of the distribution function of CB are not used.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет оценки толерантных границ функции распределения СВ.The technical result of the claimed invention is to increase the accuracy and expand the functionality by evaluating the tolerance limits of the distribution function of CB.
Повысить точность можно путем использования метода прямоугольных вкладов. При этом подходе функция распределения F(xj) для j-го сечения интервала изменения СВ
где j=1,…,m (m - число дискретных значений аргумента функции распределения, на которых осуществляется ее построение);where j = 1, ..., m (m is the number of discrete values of the argument of the distribution function on which it is constructed);
h - шаг разбиения интервала изменения СВ
f(xj) - значение плотности распределения СВ
Значение f(xj) оценивается следующим образом:The value of f (x j ) is estimated as follows:
где а и b - соответственно нижняя и верхняя границы интервала измерения СВ
xi - i-e значение СВ
i=1,…, n (n - объем выборки СВ);i = 1, ..., n (n is the sample size CB);
- функция вклада. - contribution function.
Величина шага h определяется по формуле:The value of step h is determined by the formula:
где N - число подинтервалов разбиения интервала СВ [a,b].where N is the number of subintervals of the partition of the interval CB [a, b].
Значение xj определяется по следующей формуле:The value of x j is determined by the following formula:
Поскольку предусматривается построение прямоугольной функции вклада вокруг каждого i-го значения случайной величины и вклад не должен выходить за границы интервала [a,b], то функцию вклада можно определить при помощи следующих зависимостей.Since it is planned to construct a rectangular contribution function around each ith value of a random variable and the contribution should not go beyond the boundaries of the interval [a, b], the contribution function can be determined using the following dependencies.
Если
Если
Если
Здесь S - основание функции вклада.Here S is the basis of the contribution function.
Границы интервала [a,b] определяются по следующим формулам:The boundaries of the interval [a, b] are determined by the following formulas:
где х1 и xn - соответственно первое и последнее (n-е) выборочное значение СВ ;where x 1 and x n are, respectively, the first and last (n-th) selective value of CB ;
ε - точность, которая оценивается с помощью выражения:ε is the accuracy, which is estimated using the expression:
где β - величина, определяемая из таблицы как функция доверительной вероятности γ и объема выборки n;where β is the value determined from the table as a function of confidence probability γ and sample size n;
dx - оценка дисперсии СВ .d x - estimate of variance of CB .
Величина dx определяется по следующей формуле:The value of d x is determined by the following formula:
где mx - математическое ожидание СВ , оцениваемое по формулеwhere m x is the mathematical expectation of CB estimated by the formula
Параметр ε может быть использован и для построения толерантных границ функции распределения СВ. Используя метод математической индукции для любого соотношения между величинами ε и h можно записать формулы, оценивающие нижнюю и верхнюю толерантные границы в следующем виде:The parameter ε can also be used to construct the tolerance boundaries of the CB distribution function. Using the method of mathematical induction for any relationship between the quantities ε and h, we can write formulas that evaluate the lower and upper tolerance boundaries in the following form:
где l - представляет собой целую часть отношения ε/h.where l - represents the integer part of the ratio ε / h.
Для оценки корректности предложенного принципа построения выборочной (эмпирической) функции распределения СВ, определения оптимального основания функции вклада необходимо осуществить проверку соответствия эмпирического и теоретического распределений. Учитывая малый объем выборки, проверку соответствия целесообразно осуществлять по критерия Колмогорова, согласно которому вычисляется параметр λ по формуле:In order to assess the correctness of the proposed principle of constructing a selective (empirical) distribution function of CBs, to determine the optimal basis of the contribution function, it is necessary to check the correspondence of empirical and theoretical distributions. Given the small sample size, it is advisable to verify compliance by the Kolmogorov criterion, according to which the parameter λ is calculated by the formula:
где D - модуль максимальной разности между теоретическими F(xj)T и эмпирическими F(xj) значениями функции распределения.where D is the absolute value of the maximum difference between the theoretical F (x j ) T and the empirical F (x j ) values of the distribution function.
Затем λ сравнивается с критическим значения параметра λкр. Если λ<λкр, то гипотеза принимается. Когда λ≥λкр гипотеза отклоняется (гипотетическая функция распределения не согласуется с эмпирическими данными). Критерий, основанный на модуле разности между теоретическими и эмпирическими значениями, позволяет оценить оптимальную величину основания функции вклада. Для решения этой задачи было произведено моделирования заданного количества СВ (объема выборки n), распределенных по определенному закону. Затем осуществлялось построение по этим n значениям эмпирических плотности и функции распределения по описанной выше методике. Причем, основание функции вклада S варьируется. Было введено понятие относительного основания функции вклада K, определяемого по формуле:Then λ is compared with the critical parameter λ cr . If λ <λ cr , then the hypothesis is accepted. When λ≥λ cr, the hypothesis is rejected (the hypothetical distribution function is not consistent with empirical data). A criterion based on the modulus of the difference between theoretical and empirical values allows us to estimate the optimal value of the base of the contribution function. To solve this problem, we simulated a given number of CBs (sample size n) distributed according to a certain law. Then, empirical densities and distribution functions were constructed from these n values using the method described above. Moreover, the basis of the contribution function S varies. The concept of the relative basis of the contribution function K was introduced, which is determined by the formula:
откуда величину S можно определить по выражению:where the value of S can be determined by the expression:
В результате моделирования было получено следующее аппроксимирующее выражение:As a result of the simulation, the following approximating expression was obtained:
где С1 и С2 - постоянные коэффициенты.where C 1 and C 2 are constant coefficients.
Величины С1 и С2 были определены с помощью метода наименьших квадратов. В результате были получены следующие числовые значения для этих постоянных коэффициентов: С1=0,686, С2=0,035. Тогда формулу (16) можно переписать в следующем виде:The values of C 1 and C 2 were determined using the least squares method. As a result, the following numerical values were obtained for these constant coefficients: C 1 = 0.686, C 2 = 0.035. Then formula (16) can be rewritten in the following form:
Для наглядной иллюстрации разработанного подхода необходимо рассмотреть числовой пример. Пусть требуется построить плотность, функцию распределения и ее толерантные границы для следующих экспериментальных данных (n=6), расположенных в вариационный ряд: 33,02; 39,69; 46,08; 48,54; 60,47; 66,20. Для осуществления проверки соответствия теоретического и эмпирического распределений эти величины были получены путем моделирования случайных чисел, распределенных по нормальному закону с параметрами mx=50; σx=10 (среднее квадратичное отклонение).To illustrate the developed approach, it is necessary to consider a numerical example. Let it be required to construct the density, distribution function, and its tolerance boundaries for the following experimental data (n = 6) located in the variational series: 33.02; 39.69; 46.08; 48.54; 60.47; 66.20. To verify the compliance of theoretical and empirical distributions, these values were obtained by modeling random numbers distributed according to the normal law with parameters m x = 50; σ x = 10 (standard deviation).
В соответствии с формулами (11) и (10) вычисляются значения математического ожидания и дисперсии:
Так как объем выборки n=6, по формуле (17) получается оптимальное относительное основание функции вклада K=0,55. На основании формулы (15) определяется значение основания функции вклада S=27,48.Since the sample size is n = 6, according to formula (17), the optimal relative basis of the contribution function K = 0.55 is obtained. Based on the formula (15), the value of the base of the contribution function is determined S = 27.48.
Учитывая формулы (5), (6), (7) оцениваются значения функции вклада для различных вариантов соответствующих неравенств. По формуле (2) рассчитываются эмпирические значения плотности распределения f(xj), которые представлены на фиг.1 в виде точек, соединенных ломаной линией. Теоретическая плотность распределения f(x) изображена плавной кривой, а экспериментальные данные xi отмечены на оси абсцисс крестиками.Taking into account formulas (5), (6), (7), the values of the contribution function are estimated for various variants of the corresponding inequalities. According to the formula (2), empirical values of the distribution density f (x j ) are calculated, which are presented in Fig. 1 in the form of points connected by a broken line. The theoretical distribution density f (x) is shown by a smooth curve, and the experimental data x i are marked with crosses on the abscissa axis.
Эмпирические значения для функции распределения и ее толерантных границ оцениваются соответственно по формулам (1), (12) и (13). На фиг.2 значение эмпирической функции распределения обозначены треугольниками, а теоретическая функция распределения представления непрерывной кривой. Величины эмпирических толерантных границ (верхняя и нижняя) изображены пунктирными линиями.Empirical values for the distribution function and its tolerance boundaries are estimated by formulas (1), (12) and (13), respectively. 2, the values of the empirical distribution function are indicated by triangles, and the theoretical distribution function of the representation of a continuous curve. The values of empirical tolerance boundaries (upper and lower) are shown by dashed lines.
По формуле (14) определяется значение параметра λ для проверки соответствия по критерию Колмогорова: λ=0,343, (D=0,140, n=6). Критическое значение параметра при уровне значимости α=0,10, λкр=1,224. Сравнение λкр с λ свидетельствует о хорошем соответствии теоретического и эмпирического распределений, что говорит о корректности предложенного подхода для оценки функции распределения СВ по малым выборкам.According to formula (14), the value of the parameter λ is determined to verify compliance with the Kolmogorov criterion: λ = 0.343, (D = 0.140, n = 6). The critical value of the parameter at a significance level of α = 0.10, λ cr = 1.224. A comparison of λ cr with λ indicates a good agreement between the theoretical and empirical distributions, which indicates the correctness of the proposed approach for estimating the distribution function of CB over small samples.
Технический результат достигается тем, что устройство для оценки функции распределения случайных величин и ее толерантных границ по малым выборкам содержит первую группу входных регистров, состоящую из n элементов, вторую группу входных регистров, состоящую из m элементов, с первого по девятнадцатый элементы задержки (ЭЗ), с первого по четвертый входные регистры, с первого по шестой блоки умножения, первую и вторую группы ЭЗ, каждая из которых состоит из n элементов, третью и четвертую группы ЭЗ, каждая из которых состоит из m элементов, первую группу блоков вычитания, состоящую из n элементов, со второй по седьмую группы блоков вычитания, каждая из которых состоит из m элементов, группу квадраторов, состоящую из n элементов, первый и второй накопительные сумматоры, с первого по восьмой блоки деления, первый и второй блоки извлечения квадратного корня, первый и второй сумматоры, первый, второй и третий регистры сдвига, блок возведения в степень, с первой по четвертую группы блоков умножения, каждая из которых состоит из m элементов, с первой по шестую группы сумматоров, каждая из которых состоит из m элементов, с первой по шестую группы блоков сравнения, каждая из которых состоит из m элементов, с первой по шестую группы элементов НЕ, каждая из которых состоит из m элементов, первую, вторую и третью группы блоков деления, каждая из которых состоит из m элементов, первую, вторую и третью группы регистров, каждая из которых состоит из m элементов, с первой по девятую группы схем совпадения, каждая из которых состоит из m элементов, с первой по шестую группы запоминающих устройств (ЗУ), каждая из которых состоит из m элементов, группу накопительных сумматоров, состоящую из m элементов, с первой по четвертую группы выходных регистров, каждая из которых состоит из m элементов, с первой по четвертую группы блоков индикации, каждая из которых состоит из m элементов, блок ликвидации дробной части числа, с первого по четвертый блоки вычитания, блок определения максимального значения, блок сравнения, группу блоков вычитания по модулю, состоящую из m элементов, блок индикации, генератор тактовых импульсов и распределитель импульсов (РИ), тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый выход РИ - со входами записи первой и второй групп входных регистров, первого, второго, третьего и четвертого входных регистров, второй выход - со входами считывания первой группы входных регистров, третий, четвертый и пятый выходы - с входами считывания соответственно первого, второго и третьего входных регистров, шестой, седьмой и восьмой выходы - с входами записи соответственно первой, второй и третьей групп регистров, девятый и десятый выходы - с входами соответственно записи и считывания первой группы выходных регистров, одиннадцатый и двенадцатый выходы - с входами соответственно записи и считывания второй группы выходных регистров, тринадцатый и четырнадцатый выходы - с входами соответственно записи и считывания третьей группы выходных регистров, пятнадцатый и шестнадцатый выходы - с входами соответственно записи и считывания четвертой группы выходных регистров, семнадцатый и восемнадцатый выходы - с входами считывания соответственно второй группы входных регистров и четвертого входного регистра, информационные входы первой группы входных регистров являются входами задания исходной информации, на которые поступают величины xi, характеризующие значения случайной величины (СВ)
На фиг.1 представлена эмпирическая (ломаная линия) и теоретическая (плавная кривая) плотности распределения случайной величины; на фиг.2 изображены эмпирические и теоретические значения функции распределения и ее толерантных границ; на фиг.3, 4, 5, 6, 7 и 8 представлена функциональная схема устройства для оценки функции распределения случайных величин и ее толерантных границ по малым выборкам (для ликвидации громоздкости связи между РИ и управляющими входами соответствующих блоков показаны не полностью, а обозначены путем нумерации входов и выходов); на фиг.9 изображена циклограмма работы заявленного устройства (на оси ординат обозначены номера выходов РИ, а по оси абсцисс - число тактов), причем длительность различных вычислительных операций (сложение, вычисление, сравнение и сдвиг - один такт, умножение и возведение в квадрат - восемь тактов, деление - двенадцать тактов, извлечение квадратного корня и возведение в степень - двадцать тактов) - в верхней части фиг.9 (для возможности исполнения циклограммы принято m=11, n=6, хотя эти величины могут принимать произвольные значения.Figure 1 presents the empirical (broken line) and theoretical (smooth curve) distribution density of a random variable; figure 2 shows the empirical and theoretical values of the distribution function and its tolerant boundaries; figure 3, 4, 5, 6, 7 and 8 presents a functional diagram of a device for evaluating the distribution function of random variables and its tolerance boundaries for small samples (to eliminate the cumbersome connection between the RS and the control inputs of the corresponding blocks are not shown completely, but are indicated by numbering of inputs and outputs); figure 9 shows the sequence diagram of the operation of the claimed device (the ordinates indicate the numbers of the outputs of the RI, and the abscissa axis indicates the number of ticks), and the duration of various computational operations (addition, calculation, comparison and shift - one clock cycle, multiplication and squaring - eight measures, division — twelve measures, extraction of the square root and exponentiation — twenty measures) - in the upper part of Fig. 9 (for the possibility of execution of the cyclogram, m = 11, n = 6, although these values can take arbitrary values.
Устройство для оценки функции распределения случайных величин и ее толерантных границ по малым выборкам (фиг.3, 4, 5, 6, 7 и 8) содержит первую 1 входных регистров, состоящую из n элементов, вторую группу 2 входных регистров, состоящую из m элементов, первый 3, второй 4, третий 5 и четвертый 6 входные регистры, первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10, пятый 11, шестой 12, седьмой 13, восьмой 14, девятый 15, десятый 16, одиннадцатый 17, двенадцатый 18, тринадцатый 19, четырнадцатый 20, пятнадцатый 21, шестнадцатый 22, семнадцатый 23, восемнадцатый 24 и девятнадцатый 25 ЭЗ, первый 26, второй 27, третий 28, четвертый 29, пятый 30 и шестой 31 блоки умножения, первую 32, вторую 33 группы ЭЗ, каждая из которых состоит из n элементов, третью 34 и четвертую 35 группы ЭЗ, каждая из которых состоит из m элементов, первую группу 36 блоков вычитания, состоящую из n элементов, вторую 37, третью 38, четвертую 39, пятую 40, шестую 41 и седьмую 42 группы блоков вычитания, каждая из которых состоит из m элементов, группу 43 квадраторов, состоящую из n элементов, первый 44 и второй 45 накопительные сумматоры, первый 46, второй 47, третий 48, четвертый 49, пятый 50, шестой 51, седьмой 52 и восьмой 53 блоки деления, первый 54 и второй 55 блоки извлечения квадратного корня, первый 56 и второй 57 сумматоры, первый 58, второй 59 и третий 60 регистры сдвига, блок 61 возведения в степень, первую 62, вторую 63, третью 64 и четвертую 65 группы блоков умножения, каждая из которых состоит из m элементов, первую 66, вторую 67, третью 68, четвертую 69, пятую 70 и шестую 71 группы сумматоров, каждая из которых состоит из m элементов, первую 72, вторую 73, третью 74, четвертую 75, пятую 76 и шестую 77 группы блоков сравнения, каждая из которых состоит из m элементов, первую 78, вторую 79, третью 80, четвертую 81, пятую 82 и шестую 83 группы элементов НЕ, каждая из которых состоит из m элементов, первую 84, вторую 85 и третью 86 группы блоков деления, каждая из которых состоит из m элементов, первую 87, вторую 88 и третью 89 группы регистров, каждая из которых состоит из m элементов, первую 90, вторую 91, третью 92, четвертую 93, пятую 94, шестую 95, седьмую 96, восьмую 97 и девятую 98 группы схем совпадения, каждая из которых состоит из m элементов, первую 99, вторую 100, третью 101, четвертую 102, пятую 103 и шестую 104 группы ЗУ, каждая из которых состоит из m элементов, группу 105 накопительных сумматоров, состоящую из m элементов, первую 106, вторую 107, третью 108 и четвертую 109 группы выходных регистров, каждая из которых состоит из m элементов, первую 110, вторую 111, третью 112 и четвертую 113 группы блоков индикации, каждая из которых состоит из m элементов, блок 114 ликвидации дробной части числа, первый 115, второй 116, третий 117 и четвертый 118 блоки вычитания, блок 119 определения максимального значения, блок 120 сравнения, группу 121 блоков вычитания по модулю, состоящую из m элементов, блок 122 индикации, генератор 123 тактовых импульсов и распределитель 124 импульсов.A device for evaluating the distribution function of random variables and its tolerance boundaries in small samples (Figs. 3, 4, 5, 6, 7 and 8) contains the first 1 input registers, consisting of n elements, the second group of 2 input registers, consisting of m elements , first 3, second 4, third 5 and fourth 6 input registers, first 7, second 8, third 9, fourth 10, fifth 11, sixth 12, seventh 13, eighth 14, ninth 15, tenth 16, eleventh 17, twelfth 18 , thirteenth 19, fourteenth 20, fifteenth 21, sixteenth 22, seventeenth 23, eighteenth 24 and nineteenth 25 EZ, per the 26th, the second 27th, the third 28th, the fourth 29th, the fifth 30th and the sixth 31th multiplication blocks, the first 32, the second 33 groups of the EZ, each of which consists of n elements, the third 34 and the fourth 35 of the group of EZ, each of which consists of m elements, the first group of 36 subtraction blocks, consisting of n elements, the second 37, third 38, fourth 39, fifth 40, sixth 41 and seventh 42 groups of subtraction blocks, each of which consists of m elements, a group of 43 quadrators, consisting of n elements , first 44 and second 45 accumulative adders, first 46, second 47, third 48, fourth 49, fifth 50, sixth 51, seventh 52 and eighth 53 division blocks, first 54 and second 55 square root extraction blocks, first 56 and second 57 adders, first 58, second 59 and third 60 shift registers, exponentiation block 61, first 62, second 63, the third 64 and the fourth 65 groups of multiplication blocks, each of which consists of m elements, the first 66, the second 67, the third 68, the fourth 69, the fifth 70 and the sixth 71 groups of adders, each of which consists of m elements, the first 72, the second 73 , third 74, fourth 75, fifth 76 and sixth 77 groups of comparison blocks, each of which consists of m elements first 78, second 79, third 80, fourth 81, fifth 82 and sixth 83 groups of elements NOT, each of which consists of m elements, the first 84, second 85 and third 86 groups of division blocks, each of which consists of m elements first 87, second 88 and third 89 groups of registers, each of which consists of m elements, the first 90, second 91, third 92, fourth 93, fifth 94, sixth 95, seventh 96, eighth 97 and ninth 98 groups of matching schemes, each of which consists of m elements, the first 99, second 100, third 101, fourth 102, fifth 103 and sixth 104 of the memory group, each of which consists of m elements, a group of 105 accumulative adders, consisting of m elements, the first 106, second 107, third 108 and fourth 109 groups of output registers, each of which consists of m elements, first 110, second 111, third 112 and fourth 113 groups indication blocks, each of which consists of m elements, a fractional part elimination block 114, a first 115, a second 116, a third 117 and a fourth 118 subtraction blocks, a maximum value determining block 119, a comparison block 120, a group of 121 subtracting blocks modulo consisting of m elements, block 122 indication a clock generator 123 and a pulse distributor 124.
Наличие только одного входа у второго блока 27 умножения объясняется тем, что вторым сомножителем является постоянное число, равное -0,035, которое «зашито» заранее в этом блоке. Отсутствие второго входа у блока 61 возведения в степень свидетельствует о том, что основанием степени служит постоянное число, равное е (2,718), которое «зашито» заранее в этом блоке. Наличие только одного входа у третьего блока 28 умножения объясняется тем, что вторым сомножителем является постоянное число, равное 0,686, которое «зашито» в этом блоке. Отсутствие второго входа у четвертого 49 и шестого 51 блоков деления свидетельствует о том, что в качестве делимого служит постоянное число, равное единице, которое заранее «зашито» в этих блоках. Наличие только одного входа у второго сумматора 57 объясняется тем, что вторым слагаемым является постоянное число, равное единице, которое «зашито» заранее в этом блоке. Отсутствие второго входа у первого блока 115 вычитания свидетельствует о том, что в качестве вычитаемого служит постоянное число, равное единице, которое заранее «зашито» в этом блоке. Наличие только одного входа у каждого элемента первой группы 62 блоков умножения объясняется тем, что вторым сомножителем этих элементов является постоянное число, равное единице (для первого элемента), равное m (для m-го элемента), которое заранее «зашито» в соответствующих элементах. Отсутствие вторых входов у первой 84 и второй 85 групп блоков деления свидетельствует о том, что в качестве делимого служит постоянное число, равное единице, которое заранее «зашито» в элементах этих групп. Первая 99, вторая 100, третья 101, четвертая 102, пятая 103 и шестая 104 группы ЗУ имеют только вход считывания. Отсутствие информационного входа и входа записи объясняется тем, что в этих блоках заранее «зашито» значение, равное нулю.The presence of only one input at the second multiplication block 27 is explained by the fact that the second factor is a constant number equal to -0.035, which is “sewn” in advance in this block. The absence of a second input at the exponentiation block 61 indicates that the degree is based on a constant number equal to e (2.718), which is “wired” in advance in this block. The presence of only one input at the third block 28 of the multiplication is explained by the fact that the second factor is a constant number equal to 0.686, which is “wired” in this block. The absence of a second input at the fourth 49th and sixth 51th division blocks indicates that a constant number equal to one that is “sewn” in advance in these blocks serves as a dividend. The presence of only one input at the second adder 57 is explained by the fact that the second term is a constant number equal to one, which is “wired” in advance in this block. The absence of a second input at the first subtraction block 115 indicates that a constant number equal to one, which is “sewn” in advance in this block, serves as the subtraction. The presence of only one input for each element of the first group of 62 multiplication blocks is explained by the fact that the second factor of these elements is a constant number equal to one (for the first element), equal to m (for the mth element), which is “sewn” in advance in the corresponding elements . The absence of second inputs at the first 84 and second 85 groups of division blocks indicates that a constant number equal to one serves as a dividend, which is “wired” in advance in the elements of these groups. The first 99, second 100, third 101, fourth 102, fifth 103 and sixth 104 of the memory group have only a read input. The lack of an information input and a recording input is explained by the fact that in these blocks a value of zero is “sewn” in advance.
Блок 114 ликвидации дробной части числа является нестандартным и может быть построен из следующих стандартных элементов: триггеров и регистров.
Устройство для оценки функции распределения случайных величин и ее толерантных границ по малым выборкам работает следующим образом (фиг.3, 4, 5, 6, 7 и 8). На информационные входы каждого из элементов первой группы 1 входных регистров записываются значения xi СВ
По сигналу со второго выхода РИ 124 на входы считывания первой группы 1 входных регистров значения xi с их выходов направляются на входы первой 32 и второй 33 групп ЭЗ, на входы с первого по n-й, первого накопительного сумматора. Кроме того, величины х1 и xn засылаются на входы соответственно первого 7 и второго 8 ЭЗ. С выхода первого накопительного сумматора 44 величина
С выхода первого блока 46 деления значение математического ожидания mx СВ
С выхода первого блока 54 извлечения квадратного корня величина
Разность (b-а) с выхода блока 117 направляется на входы шестого блока 51 деления и восьмого ЭЗ 14 и на вход делимого второго блока 47 деления, на вход делителя которого с выхода третьего входного регистра 5 засылается число N подинтервалов разбиения интервала изменения СВ. Управляющий сигнал на вход считывания этого регистра подается с пятого выхода РИ 124. С выхода блока 47 значение h шага разбиения интервала изменения СВ, определяемое по формуле (3), направляется на вход седьмого ЭЗ 13.The difference (b-a) from the output of block 117 is directed to the inputs of the
С выхода второго блока 27 умножения величина (-0,035n) подается на вход блока 61 возведения в степень, с выхода которого значение ехр(-0,035n) засылается на вход третьего блока 28 умножения. С выхода этого блока величина К, определяемая по формуле (16), направляется на первый вход четвертого блока 29 умножения, на второй вход которого с выхода восьмого ЭЗ 14 подается значение (b-а). С выхода блока 29 основание функции вклада S, определяемое по формуле (15), засылается на входы первого регистра сдвига 58 и четвертого блока 49 деления. С выхода блока 58 величина S/2 направляется на вход двенадцатого ЭЗ 18, а с выхода блока 49 значение 1/S подается на информационные входы первой группы 87 регистров.From the output of the second multiplication unit 27, the quantity (-0.035n) is supplied to the input of the exponentiation block 61, from the output of which the value exp (-0.035n) is sent to the input of the third multiplication unit 28. From the output of this block, the value of K, determined by formula (16), is sent to the first input of the fourth block 29 of multiplication, to the second input of which the value (b-a) is supplied from the output of the
С выхода седьмого ЭЗ 13 величина h засылается на вход пятнадцатого ЭЗ 21 и на входы первой группы 62 умножения, с выходов которой значения (j-1)·h направляются на вторые входы первой группы 66 сумматоров. На первые входы этой группы с выхода девятого ЭЗ подается величина а. Следовательно, с выходов группы 66 значения j-го сечения, оцениваемые по формуле (4), плотности и функции распределения плотности и функции распределения СВ
С выхода двенадцатого ЭЗ 18 значение S/2 подается на входы вычитаемого второй группы 37 блоков вычитания, на входы уменьшаемого четвертой группы 39 блоков вычитания и на первые входы второй группы 67 сумматоров. С выхода второй группы 33 ЭЗ величины х, засылаются на вторые входы второй группы 67 сумматоров, на входы уменьшаемого второй группы 37 блоков вычитания и на входы вычитаемого четвертой группы 39 блоков вычитания, с выходов которой значения (S/2-xj) направляются на вторые входы третьей группы 68 сумматоров. На первые входы этой группы подается величина b с выхода десятого ЭЗ 16. Следовательно, с выхода группы 68 значения (S/2+b-xi) засылаются на входы третьей группы 85 блоков деления, с выходов которой величина
С выходов второй группы 67 сумматоров значения (xi+S/2) подаются на информационные входы пятой 76 и шестой 77 групп блоков сравнения, на входы уменьшаемого третьей группы 38 блоков вычитания, на входы вычитаемого которой засылается с выхода тринадцатого ЭЗ 19 величина а. С выхода группы 38 значения (S/2+xi-a) направляются на входы первой группы 84 блоков деления, с выходов которой величина
С выходов второй группы 37 блоков вычитания значения (xi-S/2) направляются на информационные входы четвертой 75 и третьей 74 групп блоков сравнения, на пороговые входы которой подается с выхода одиннадцатого ЭЗ 17 величина а. На пороговые входы пятой группы 76 блоков сравнения засылается значение b с выхода десятого ЭЗ 16. Блоки сравнения третьей группы 74 настроены следующим образом: если xi-S/2≥а, то на их выходах будет сигнал; когда xi-S/2<а - сигнал будет отсутствовать. Блоки сравнения четвертой группы 75 настроены так: если xj≤xi-S/2, то на их выходах появится сигнал; в противном случае, когда xj>xi-S/2 - сигнал будет отсутствовать. Блоки сравнения пятой группы 76 настроены следующим образом: если b≥xi+S/2, то на их выходах будет сигнал; когда b<xi+S/2 - сигнал будет отсутствовать. Блоки сравнения шестой группы 77 настроены так: если xj≥xi+S/2, то на их выходах появится сигнал; в противном случае, когда xj<xi+S/2 - сигнал будет отсутствовать.From the outputs of the second group of 37 subtraction blocks, the values (x i -S / 2) are sent to the information inputs of the fourth 75 and third 74 groups of comparison blocks, the threshold inputs of which are supplied from the output of the
Шесть групп элементов НЕ в процессе работы устройства играет следующую роль. В некоторых случаях на входах групп схем совпадения необходимо наличие сигнала, когда на выходах соответствующей группы блоков сравнения его нет. В данной ситуации можно использовать группу элементов НЕ. В дальнейшем с помощью первой 72, второй 73, третьей 74, четвертой 75, пятой 76 и шестой 77 групп блоков сравнения, первой 78, второй 79, третьей 80, четвертой 81, пятой 82 и шестой 83 групп элементов НЕ, первой 87, второй 88 и третьей 89 групп регистров, первой 90, второй 91, третьей 92, четвертой 93, пятой 94, шестой 95, седьмой 96, восьмой 97 и девятой 98 групп схем совпадения, первой 99, второй 100, третьей 101, четвертой 102, пятой 103 и шестой 104 групп ЗУ осуществляется определение функции вклада в соответствии с формулами (5), (6) и (7). Значения направляются на входы соответствующего j-го накопительного сумматора группы 105, где осуществляется суммирование по i.Six groups of elements NOT during the operation of the device plays the following role. In some cases, a signal is necessary at the inputs of groups of matching circuits when it is not at the outputs of the corresponding group of comparison blocks. In this situation, you can use a group of elements NOT. Subsequently, using the first 72, second 73, third 74, fourth 75, fifth 76 and sixth 77 groups of comparison blocks, the first 78, second 79, third 80, fourth 81, fifth 82 and sixth 83 groups of elements NOT, the first 87, second 88 and third 89 groups of registers, the first 90, second 91, third 92, fourth 93, fifth 94, sixth 95, seventh 96, eighth 97 and ninth 98 groups of matching patterns, first 99, second 100, third 101, fourth 102, fifth 103 and sixth 104 groups of memory is carried out determination of the contribution function in accordance with formulas (5), (6) and (7). Values are sent to the inputs of the corresponding j-th accumulative adder of
С выходов группы 105 накопительных сумматоров значения
С выходов первого и m-го элементов второй группы 63 блоков умножения величины f(x1)·h и f(xm)·h подаются на входы соответственно второго 59 и третьего 60 регистров сдвига, где осуществляется их умножение на 0,5 (деление на два). С выходов остальных элементов группы 63 величины f(xj)·h направляются на первые входы пятой группы 70 сумматоров, на вторые входы которых засылается информация от предыдущих элементов. С выходов второго регистра 59 и группы 70 значения функции распределения F(xj), определяемой по формуле (1), подаются на информационные входы второй группы 107 выходных регистров. При этом управляющий сигнал на входы записи группы 107 направляется с одиннадцатого выхода РИ 124. По сигналу на входы считывания второй группы 107 выходных регистров с двенадцатого выхода РИ 124 значения F(xj) засылаются на входы второй группы 111 блоков индикации, на входы вычитаемого группы 121 блоков вычитания по модулю, на входы четвертой группы 35 ЭЗ, на входы уменьшаемого последующих и на входы вычитаемого предыдущих элементов шестой группы 41 блоков вычитания. Кроме того, значения F(xj) подаются с выходов сумматоров пятой группы 70 на входы уменьшаемого предыдущих, на входы вычитаемого последующих элементов пятой группы 40 блоков вычитания и на входы третьей группы 34 ЭЗ.From the outputs of the first and mth elements of the second group of 63 blocks of multiplication, the quantities f (x 1 ) · h and f (x m ) · h are supplied to the inputs of the second 59 and third 60 shift registers, respectively, where they are multiplied by 0.5 ( division into two). From the outputs of the remaining elements of
В дальнейшем с помощью пятнадцатого 21, шестнадцатого 22, семнадцатого 23, восемнадцатого 24 и девятнадцатого 25 ЭЗ, пятого блока 30 умножения, третьей 34 и четвертой 35 групп ЭЗ, пятой 40, шестой 41 и седьмой 42 групп блоков вычитания, седьмого 52 и восьмого 53 блоков деления, третьей 64 и четвертой 65 групп блоков умножения, шестой группы 71 сумматоров, блока 114 ликвидации дробной части числа и четвертого блока 118 вычитания осуществляется определение нижней F(xj-ε)l и верхней F(xj+ε)l толерантных границ в соответствии с формулами (12) и (13). Эти величины направляются на информационные входы соответственно третьей 108 и четвертой 109 групп выходных регистров. При этом управляющие сигналы на входы записи этих регистров засылаются соответственно с тринадцатого и пятнадцатого выходов РИ 124. По сигналам с четырнадцатого и шестнадцатого выходов РИ 124 на входы считывания групп 108 и 109 величины F(xj-ε)l и F(xj+ε)l подаются на входы соответственно третьей 112 и четвертой 113 групп блоков индикации.Subsequently, using the fifteenth 21, sixteenth 22, seventeenth 23, eighteenth 24 and nineteenth 25 EZ, the
По сигналу с семнадцатого выхода РИ 124 на входы считывания второй группы 2 входных регистров с их выходов на входы уменьшаемого группы 121 блоков вычитания по модулю подаются теоретические значения функции распределения F(xj)T. С выходов группы 121 величины разности между теоретическими и эмпирическими значениями F(xj) направляются на входы (с первого по m-й) блока 119 определения максимального значения, с выхода которого модуль максимальной разности D между F(xj)T и F(xj) засылается на второй вход шестого блока 31 умножения. На первый вход этого блока направляется с выхода четвертого блока 10 ЭЗ значение
Таким образом, технический результат достигается не за счет математического аппарата, а за счет технических средств (блоков и элементов), упомянутых в процессе описания работы устройства, осуществляющего повышение точности и расширения функциональных возможностей за счет оценки толерантных границ функции распределения СВ.Thus, the technical result is achieved not at the expense of the mathematical apparatus, but at the expense of the technical means (blocks and elements) mentioned in the process of describing the operation of the device, which improves accuracy and enhances functionality by evaluating the tolerance limits of the distribution function of the CB.
Промышленная применимость изобретения обосновывается тем, что оно может быть использовано в разных областях (отраслях) при расчетах, связанных с оценкой вероятностных характеристик СВ, когда имеет место малое количество статистических данных.The industrial applicability of the invention is justified by the fact that it can be used in different areas (industries) in the calculations associated with the assessment of the probabilistic characteristics of SW, when there is a small amount of statistical data.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014111253/08A RU2553120C1 (en) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | Device for evaluating random variable distribution function and tolerance boundaries thereof on small samples |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014111253/08A RU2553120C1 (en) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | Device for evaluating random variable distribution function and tolerance boundaries thereof on small samples |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2553120C1 true RU2553120C1 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=53295227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014111253/08A RU2553120C1 (en) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | Device for evaluating random variable distribution function and tolerance boundaries thereof on small samples |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2553120C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU207204U1 (en) * | 2021-06-28 | 2021-10-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | A device for controlling the motion of a simplex in the parameter space |
RU2807032C1 (en) * | 2023-05-12 | 2023-11-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Device for calculating consistency coefficient of expert opinions |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1084811A1 (en) * | 1981-06-12 | 1984-04-07 | Войсковая часть 03444 | Device for determining parameters of distribution of random variable |
SU1513477A1 (en) * | 1987-07-20 | 1989-10-07 | Военная академия им.Ф.Э.Дзержинского | Statistical analyzer |
SU1591043A1 (en) * | 1987-10-09 | 1990-09-07 | Buravlev Aleksandr | Device for determining distribution parameters from small samples |
SU1702393A1 (en) * | 1989-12-25 | 1991-12-30 | Военно-Воздушная Инженерная Краснознаменная Академия Им.Проф. Н.Е.Жуковского | Device to determine distribution parameters by small size sampling |
-
2014
- 2014-03-25 RU RU2014111253/08A patent/RU2553120C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1084811A1 (en) * | 1981-06-12 | 1984-04-07 | Войсковая часть 03444 | Device for determining parameters of distribution of random variable |
SU1513477A1 (en) * | 1987-07-20 | 1989-10-07 | Военная академия им.Ф.Э.Дзержинского | Statistical analyzer |
SU1591043A1 (en) * | 1987-10-09 | 1990-09-07 | Buravlev Aleksandr | Device for determining distribution parameters from small samples |
SU1702393A1 (en) * | 1989-12-25 | 1991-12-30 | Военно-Воздушная Инженерная Краснознаменная Академия Им.Проф. Н.Е.Жуковского | Device to determine distribution parameters by small size sampling |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU207204U1 (en) * | 2021-06-28 | 2021-10-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | A device for controlling the motion of a simplex in the parameter space |
RU2807032C1 (en) * | 2023-05-12 | 2023-11-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Device for calculating consistency coefficient of expert opinions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kulikov et al. | The accurate continuous-discrete extended Kalman filter for radar tracking | |
Sikorska et al. | Estimating the uncertainty of hydrological predictions through data-driven resampling techniques | |
Muravyov et al. | Interval data fusion with preference aggregation | |
Santos et al. | Continuous state-space representation of a bucket-type rainfall-runoff model: a case study with the GR4 model using state-space GR4 (version 1.0) | |
CN113392610B (en) | Simulation optimization method and device for transient analysis of large-scale integrated circuit | |
Yang et al. | Doubly stochastic radial basis function methods | |
Saccomani et al. | The union between structural and practical identifiability makes strength in reducing oncological model complexity: a case study | |
Vasavi et al. | Fuzzy dynamic equations on time scales under second type Hukuhara delta derivative | |
Patil et al. | Using resampling techniques to compute confidence intervals for the harmonic mean of rate-based performance metrics | |
Mordecki et al. | Adaptive weak approximation of diffusions with jumps | |
RU2553120C1 (en) | Device for evaluating random variable distribution function and tolerance boundaries thereof on small samples | |
RU2678646C1 (en) | Device for evaluating the average time lag of discharge (its options) | |
RU2410750C1 (en) | Apparatus for evaluating performance of scientific research and developmental work | |
CN117272896A (en) | Machine learning techniques for circuit design verification | |
CN111596350A (en) | Seismic station network waveform data quality monitoring method and device | |
Lytvynenko | Method of segmentation of determined cyclic signals for the problems related to their processing and modeling | |
CN112613263B (en) | Simulation verification method and device, electronic equipment and computer-readable storage medium | |
CN113419706A (en) | Rapid random number generation method and system and inspection method and system thereof | |
Hessling et al. | Propagation of uncertainty by sampling on confidence boundaries | |
Pan et al. | Robust performance testing for digital forensic tools | |
US11436397B2 (en) | Computer-implemented method and electronic device for detecting influential components in a netlist representing an electrical circuit | |
Urbánek et al. | Inferring productivity factor for use case point method | |
Lyman et al. | A bluff-and-fix algorithm for polynomial chaos methods | |
Kamada et al. | Selecting a shrinkage parameter in structural equation modeling with a near singular covariance matrix by the GIC minimization method | |
CN111221878B (en) | Knowledge point correlation value determining method and device in knowledge space, computer equipment and storage medium |