SU1702391A1 - Устройство дл формировани гистограммы случайных чисел - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислитепь- ной технике и может быть использовано дл  анализа распределени  случайных величин и процессов. Цель изобретени  - повышение точности. Устройство содержит счетчики, мультиплексоры, блоки пам ти, сумматор, генератор тактовых импульсов, дешифратор, переключатель, схему сравнени  регистра, шифратор, триггер, коммутатор , ключ, элементы И, ИЛИ, НЕ. 1 з.п. ф-лы, 2 ил

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  анализа распределени  случайных величин и процессов.

Цель изобретени  - повышение точности , а также расширени  функциональных возможностей за счет формировани  гистограммы распределени  условных веро тностей .

На фиг. 1 и 2 приведена схема устройства .

Устройство содержит первый счетчик 1, выходы старших разр дов которого соединены с первым информационным входом первого мультиплексора 2, блок 3 пам ти, сумматор 4, второй и третий мультиплексоры 5 и 6, второй счетчик 7, генератор 8 тактовых импульсов, дешифратор 9, переключатель 10, схему 11 сравнени , регистр 12, цифровой индикатор 13, дополнительный блок 14 пам ти, дополнительный регистр 15, шифратор 16, коммутатор 17,

первый, второй и третий триггеры 18, 19 и 20, ключ 21, дополнительный триггер 22, первый, второй, третий, четвертый, п тый и дополнительный элементы И 23...28, первый , второй и дополнительный элементы НЕ 29...31, первый и второй элементы ИЛИ 32, 33, выход первого из которых соединен с вторым входом третьего мультиплексоре 6, выход которого соединен с первым управл ющим входом блока 34 элементов И.

Устройство содержит входы 35-38, выход 39, входы 40-43, зыход 44,

Второй управл ющий вход блока 34 соединен с управп ющим входом третьего мультиплексора 6, с управл ющим входом дополнительного регистра 15, входом записи второго счетчика 7 и инверсным выходом третьего триггера 20, пр мой выход которого соединен с информационным входом ключа 21, с первым входом п того элемента И 27 и вторым входом четвертого элемента И 26, инверсный РЫХОД которого соединен с

Ч

О

ю ы ю

входом записи первого счетчика 1, информационные входы которого соединены с информационным входом 35 устройства, смнхровход 36 которого соединен со счетным входом счетчика 1, с первым входом второго элемента И 24, с тактовым входом дополнительного регистра 15 и через первый элемент НЕ 29 - с тактовым входом первого триггера 18 и первым входом третьего элемента И 25. Инверсный выход по- следнего соединен с вторым входом первого элемента / 23, первый вход которого соединен с пр мым выходом первого триггера 18, выход - с тактовым входом дополнительного триггера 22 и тактовым вхо- дом регистра 12, выход которого соединен с информационным входом цифрового индикатора 13 и информационным входом блока 3 пам ти, выход которого соединен с первым входом сумматора 4, выход которо- го соединен с информационным входом регистра 12 и первым входом схемы 11 сравнени , второй вход которой соединен с входом 37 задани  объема выборки, выход Равно - с вторым входом второго элемен- та ИЛИ 33 и вторым входом дополнительного элемента И 28.

Выход последнего соединен с входом сброса третьего триггера 20, вход запуска которого соединен с входами сброса реги- стра 12 и дополнительного триггера 22, с вторым входом второго элемента И 24, с первым входом четвертого элемента И 26, с управл ющим входом первого мультиплексора 2 и инверсным выходом второго триг- гера 19, вход запуска которого соединен с входом 38 запуска устройства, информационный вход - с общей шиной, тактовый вход - с выходом 39 признака начала гистограммы устройства и выходом переноса первого счетчика 1, выходы младших разр дов которого соединены с младшими разр дами адресных входов блока 3 пам ти и первым информационным входом второго мультиплексора 5.

Второй информационный вход мультиплексора соединен с входом 40 задани  до- полнительного случайного процесса устройства, вход 41 задани  режима которого соединен с управл ющим входом второго мультиплексора 5, выход которого соединен с информационным входом дешифратора 9, выходы которого соединены с информационными входами переключател  10, управл ющие входы которого  вл ютс  входами задани  номера дискрета гистограммы устройства, выход соединен с пер- вым информационным входом третьего мультиплексора 6, с информационным входом первого триггера 18 и входом последовательной записи дополнительного регистра 15, выход которого соединен с входами первого элемента ИЛИ 32 и с разр дными входами шифратора 16, выход которого соединен с вторым информационным входом первого мультиплексора 2 и информационными входами коммутатора 17.

Управл ющие входы коммутатора соединены с входами параллельной записи дополнительного регистра 15 и входами 42 задани  номера выборки устройства, выход - с первым входом дополнительного элемента И 28. Вход 43 опроса устройства соединен с управл ющим входом ключа 21, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И 25 и через зторой эле- 1ент НЕ 30 - с входом запуска первого триггера 18, входом стробировани  цифрового индикатора 15 и входом сброса второго счетчика 7, счетный вход которого соединен с выходом генератора 8 тактовых импульсов , информационные входы разр дов, кроме нулевого, с общей шиной, выход - с информационным входом блока 34 элементов И, выход которого соединен с вторым входом сумматора 4.

Выход дополнительного блока 14 пам ти соединен через дополнительный элемент НЕ 31 с входом нулевого разр да второго счетчика 7 и непосредственно с первым входом второго элемента ИЛИ 33, выход которого соединен с информационным входом дополнительного триггера 22, пр мой выход которого соединен с информационным входом дополнительного блока 14 пам ти , адресные входы которого соединены с выходом первого мультиплексора 2 и старшими разр дами блока 3 пам ти, вход управлени  записью считыванием которого соединен с входом управлени  записькУсчи- тыванием дополнительного блока 14 пам ти м с зыходом п того элемента И 27, выходом 44 устройства  вл етс  выход регистра 12.

Устройство работает следующим образом .

Подачей низкого уровн  на вход 38 устройство переводитс  в исходное состо ние, при этом счетчик t последовательно перебирает все адреса блоков 3 и 14, наход щихс  в режиме записи. Установка сигналом с инверсного выхода триггера 19 регистров 12 и 22 в нулевое состо ние обеспечивает запись в блоки 3 и 14 нулевых значений кодов по всем адресам. После окончани  низкого уровн  на входе 38 сигнал с выхода переноса счетчика 1 переводит устройство в режим накоплени  информации, В этом режиме счетчик 1 устанавливаетс  в режим Прозрачности (посто нной записи кода с информационных входов), при котором на

его выход проходит сигнал с входа 35, так что младша  группа адресов блока 3 соответствует коду сигнала с входа 35.

При подаче на вход 41 низкого уровн  устройство накапливает гистограммы условных и безусловных веро тностей, характеризующих свойства случайного процесса на входе 35. Входной сигнал при этом проходит с выхода мультиплексора 5 на вход дешифратора 9, один из выходов которого выбираетс  переключателем 10, фиксиру  одно из значений входного кода в качестве первого из условий дл  получени  гистограмм условных веро тностей. В качестве второго услови  прин то количество тактов (дискретов), отдел ющих первсе условие от анализируемого дискрета; регистр 15 и шифратор 16 преобразуют второе условие е номер гистограмма, причем нулю соответствует безусловна  веро тность. Номер гистограммы с выхода шифратора 16 определ ет старшую группу адресов блока 3 и адреса блока 14. Накопление информации происходит путем увеличени  на единицу содержимого блока 3 по выбранному адресу.

Упом н/га  единица снимаетс  с выхода элемента 31 через счетчик (р, режиме прозрачности), сумматор 4 у рзмстр 12 до тех пор, пока на выходе сумматора 4 код на сравн етс  с кодом на входе 37 в момент совпадени  номера гистограммы с выхода шифратора 16 с выбранным входом 42 числом . В этом случае высокий уровень с выхода мультиплексора 17 разрешает сигналу с выхода схемы 11 через злемен г 28 сбросить триггер 20, заверша  тем самым режим накоплени  информаци . Если кака -нибудь из гистограмм накопилась до величины, определ емой сигналом со входа 37 раньше, чем у выбранной входом 42, то высокий уровень с выхода схемы 11 через элемент 33 и триггер 22 записываетс  в блок 14 так, что дальнейшее накопление этой гистограммы прекраа аетс .

При подаче на вход 41 высокого уровн  устройство накапливает информацию дл  гистограмм условных веро тностей, характеризующих св зь ме.ду случайными процессами на входах 35 и 40 устройства. При этом на выходе мультиплексора 5 имеетс  сигнал с входа 40 и первое из условий соответствует выбранному переключателем 10 значению кода из входе 40.

По окончании режима накоплени  информации устройство переходит в режим ее выдачи. При этом счетчик 1 сигналом с выхода триггера 20 через элемент 26 переводитс  в режим счета тактовых импульсов с входа 36, т.е. перебирает адреса блока 3,

который находитс  в режиме считывани . Сигнал с его выхода, соответствующий номеру гистограммы, установленной входами 42, прошедший регистр 15(в режиме параллельной записи) и шифратор 16 в качестве старшей группы адресов блока 3 через сумматор 4 и регистр 12 циклически поступает на выход 44 устройства.

0 Начало выдачи гистограммы определ етс  фронтом сигнала на выходе 39. При этом сигнал с выхода дешифратора 9 через переключатель 10, выбирающий любое из значений сигнала на входе 35,и мультиплек5 соо 6 позвол ет проходить через элемент 34 сигналу с -зыхода счетчика 7, который в это врем  находитс  е режима счета выходных импульсов генератора 8. Этотсигн л на сумматоре 4 складываетс  с кодом, поступага0 щмм из блока 3 в момент совпадени  младшей группы адресов последнего и выбранного переключателем 10 значени . Таким образом на гистограмме формируетс  дышаща  метка.

5 Дл  измерени  точного значени  гис- гогра мы в данный момент необходимо подать сигнал на вход 43, чем обеспечиваетс  отключение ме- ки (обнулением счетчика 7) и включение цмфро его индикатора 13 сиг0 налом с выхода эль1- та 30, а та ..же прекращением е.и;ны иь формации в регистре 12 з сче Злскировки тактовых импульсов с выхода э :ег.1ента 29 элементам1 ч 18, 23 и 25. Дл; пог гроэни  только гистограмм без5 условной веро тности устройства могут быть исключены элементы и блоки 2,5, 6,14, 15, IF-. 17, 22.26, 31, 3,40, 41, 42, в блоке 3 остаетс  только младша  группа адресов, а устройство работает также, как в случае по0 строени  гистограммы условной веро тности с нулевым номером.

-1 о р м у л а изобретени  . Устройство дл  формировани  гистограммы случайных чисел, содержащее блок

5 пам -.м. сумматор, первый счетчик, переключатель , первый триггер, ключ, первый элемент 14 и блок индикации, причем выход блоко, пам ти соединен с первым входом сумматора, отличающеес  тем, что. с целью повышени  точности, в него введены

0 схемь сравнени , два триггера, два элемента l-iE. регистр, блок элементов И, четыре элемента И и дешифратор, вход которого соед-v ;с-н с алггсным входом блока пам ти и пе л-о -ен к выходу первого счетчикэ, вы5 холд . :ифрагора соединен с информационны .- входом переключател , управл ющий вход которою  вл етс  входом задани  номера дискрета гистограммы устройства, а выхо/д подключен к первому управл ющему входу блокг. элементов И и информационному входу первого триггера, пр мой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к тактовому входу регистра, выход которого соединен с информационными входами блока индикации и блока пам ти, информационный вход первого счетчика  вл етс  информационным входом устройства, а тактовый вход  вл етс  синхррвходом устройства и соединен с первым входом второго элемента И и входом первого элемента НЕ, выход которого подключен к тактовому входу первого триггера и первому входу третьего элемента И, инверсный выход которого соединен с вторым входам первого элемента И, выход переноса первого счетчика  вл етс  выходом признака начала гистограммы устройства и соединен с тактовым входом второго триггера, вход установки в единицу которого  вл етс  вхо- дом запуска устройства, а инверсный выход соединен с входом сброса регистра с S-sxo- дом третьего триггера, вторым входом второго элемента И и первым входом четвертого элемента И, инверсный выход которого подключен к входу записи первого счетчика, пр мой выход третьего триггера соединен с вторым входом четвертого элемента И, первым входом п того элемента И и информационным входом ключа, управл - ющий вход которого  вл етс  входом опроса устройства, а выход подключен к второму входу третьего элемента И и через второй элемент НЕ - к входу установки в единицу первого триггера, к тактовому входу блока индикации и входу сброса второго счетчика, счетный вход которого соеди- нен с выходом генератора тактовых импульсов, а информационный выход - с информационным входом блока элементов И. выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход которого подключен к информационному входу регистра и первому входу схемы сравнени , втор эй вход которой  вл етс  входом задани  объема выборки устройства, а выход Равно соединен с R-аходом третьего триггера, инверсный выход которого подключен к второму управл ющему входу блока элементов VI и входу записи второго счетчика.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч з га щ е е с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет формировани  гистограммы распределени  условных веро тностей, в него введены три чульти- плексора, коммутатор, шифратор, два элемента ИЛИ и дополнительные элементы НЕ, регистр, триггер, блок пам ти к элемент И, причем первые информационные входы

первого и второго мультиплексоров соединены с выходами соответственно старших и младших разр дов первого счетчика, второй информационный вход второго мультиплексора  вл етс  входом задани  дополнительного случайного процесса устройства , вход задани  режима которого  вл етс  управл ющим входом второго мультиплексора, выход которого подключен к входу дешифратора, выход переключател  подключен к первому информационному входу третьего мультиплексора , второй информационный вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с разр дными входами дополнительного шифратора к подключены к выходу дополнительного регистра, вход последовательной записи информации которого подключен к выходу переключател , а разр дные информационные входы соединены с управл ющими входами коммутатора и  вл ютс  разр дным входом задани  номера выборки устройства, тактовый вход регистра соединен с синхровходом устройства, выход шифратора подключен к информационному входу коммутатора и второму информационному входу первого мультиплексора, выход которого соединен с дополнительными старшими разр дами адресного входа блока пам ти и с адресным входом дополнительного блока пам ти, вход управлени  записью/считыванием которого подключен к инверсному выходу п того элемента И, а выход через дополнительный элемент НЕ соединен с нулевым разр дом второго счетчика и непосредственно подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом дополнительного триггера, пр мой выход которого подключен к информационному входу дополнительного блока пам ти, выход второго триггера соединен с входом установки в ноль дополнительного триггера ы управл ющим входов первого мультиплексора , инверсный выход третьего триггера подключен к входу записи дополнительного регистра и управл ющему входу третьего мультиплексора, выход которого соединен с первым управл ющим входом блока элементов И, выход коммутатора подключен к первому входу дополнительного элемента И, второй вход которого соеди- нэн с вторым входом второго элемента ИЛИ у с выходом Равно схемы сравнени , а вы/од подключен к R-входу третьего триггера .

Приоритет п. 2 исчисл ть от 30. 12. 88,

Claims (2)

1. Ф о р м у л а изобретения

   '. Устройство для формирования гистограммы случайных чисел, содержащее блок памяти, сумматор, первый счетчик, переключатель. первый триггер, ключ, первый элемент И и блок индикации, причем выход блока памяти соединен с первым входом сумматора, отличающееся тем, что. с целью повышения точности, в него введены схема сравнения, два триггера, два элемента НЕ, регистр, блок элементов И, четыре элемента И и дешифратор, вход которого соединен с адресным входом блока памяти и подключен к выходу первого счетчика. выход дешифратора соединен с-информационным входом переключателя, управляющий вход которою является входом задания номера дискрета гистограммы устройства, а выход подключен к первому управляющему входу блока элементов И и информационноΊ му входу первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к тактовому входу регистра, выход которого соединен с информационными входами 5 блока индикации и блока памяти, информационный вход первого счетчика является информационным входом устройства, а тактовый вход является синхррвходом устройства и соединен с первым входом 10 второго элемента И и входом первого элемента НЕ, выход которого подключен к тактовому входу первого триггера и первому входу третьего элемента И, инверсный выход которого соединен с вторым входом 15 первого элемента И, выход переноса первого счетчика является выходом признака наί чала гистограммы устройства и соединен с : тактовым входом второго триггера, вход установки в единицу которого является вхо- 20 дом запуска устройства, а инверсный выход соединен с входом сброса регистра, с S-входом третьего триггера, вторым входом вто рого элемента И и первым входом четвертого элемента И, инверсный выход 25 которого подключен к входу записи первого счетчика, прямой выход третьего триггера соединен с вторым входом четвертого элемента И, первым входом пятого элемента И и информационным входом ключа, управля- 30 ющий вход которого является входом опроса устройства, а выход подключен к второму входу третьего элемента И и через второй : элемент НЕ - к входу установки в единицу первого триггера, к тактовому 35 : входу блока индикации и входу сброса вто• рого счетчика, счетный вход которого соеди’ нен с выходом генератора тактовых импульсов, а информационный выход - с информационным входом блока элементов 40 И, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход которого подключен к информационному входу регистра и первому входу схемы сравнения, второй вход которой является входом задания объема 45 выборки устройства, а выход Равно соединен с R-входом третьего триггера, инверсный выход которого подключен к второму управляющему входу блока элементов И и входу записи второго счетчика. 50
2. 2. Устройство по п.1, о т л и ч а го щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования гистограммы распределения условных вероятностей, в него введены три мульти- 55 плексора, коммутатор, шифратор, два элемента 14ЛИ и дополнительные элементы НЕ, регистр, триггер, блок памяти и элемент И, причем первые информационные входы первого и второго мультиплексоров соединены с выходами соответственно старших и младших разрядов первого счетчика, второй информационный вход второго мультиплексора является входом задания дополнительного случайного процесса устройства, вход задания режима которого является управляющим входом второго мультиплексора, выход которого подключен к входу дешифратора, выход переключателя подключен к первому информационному входу третьего мультиплексора, второй информационный вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с разрядными входами дополнительного шифратора и подключены к выходу дополнительного регистра, вход последовательной записи информации которого подключен к выходу переключателя, а разрядные информационные входы соединены с управляющими входами коммутатора и являются разрядным входом задания номера выборки устройства, тактовый вход регистра соединен с синхровходом устройства, выход шифратора подключен к информационному входу коммутатора и второму информационному входу первого мультиплексора, выход которого соединен с дополнительными старшими разрядами адресного входа блока памяти и с адресным входом дополнительного блока памяти, вход управления записью/считыванием которого подключен к инверсному выходу пятого элемента И, а выход через дополнительный элемент НЕ соединен с нулевым разрядом второго счетчика и непосредственно подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом дополнительного триггера, прямой выход которого подключен к информационному входу дополнительного блока памяти, выход второго триггера соединен с входом установки s ноль дополнительного триггера и управляющим входом первого мультиплексора, инверсный выход третьего триггера подключен к входу записи дополнительного регистра и управляющему входу третьего мультиплексора, выход которого соединен с первым управляющим входом блока элементов И, выход коммутатора подключен к первому входу дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и с выходом Равно” схемы сравнения, а выход подключен к R-входу третьего триггера.

   Приоритет л. 2 исчислять от 30. 12. 88,

   Фиг.1 * X

   Фиг.2