SU474015A1 - Статистический анализатор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к цифровой вычислительной технике и может быть использовапо в любой области, где требуетс  производить статистическую обработку данных, в частиости Б электронике при контроле процессов изготовлени  деталей и узлов радиоаппаратуры и качества продукции.

Наиболее ыоидным средством обработки цифровых данных  вл ютс  универсальные цифровые вычислительные машины. С их помощью можно производить и статистическую обработку. Однако на современном уровне развити  универсальные ЭВМ не внолие отвечают требовани м простоты в обращении, доступности в нужный момент и дешевизны. Поэтому в последние годы получили распространение статистические анализаторы, специализирующиес  на статистической обработке данных.

Известны статистические анализаторы, содержащие первую схему «И, один вход которой соединен со входом анализатора, в второй-с устройством управлени , и вторую схему «И, один вход которой соединен с запоминающим устройством, а второй - с устройством унравлени , выходы обеих схем «И соединены со входом схемы «ИЛИ, выход которой соединен со входом входного регистра, второй вход которого соединен с устройством управлени , а выход - с первым входом запоминающего устройства и первым входом компаратора кодов, первый выход запоминающего устройства соединен со вторым в.чодол: компаратора кодов и с первым входом третьей схемы «И, второй вход которой соединен с устройством управлени , а выход соединен со входом блока регистрации; выход комнаратора кодов подключен к устройству управлени , а второй вход занол1инающего устройства

соединен с нервым выходом счетчика адреса, второй выход которого соединен с первым входо.м первого устройства сравнени , второй вход которого соединен с выходом счетчила числа поступивших данных, а выход соединен с устройством унравлени ; вход счетчика числа ноступивших данных соединен с выходом устройства управлени , один из входов которого соединен с выходом блока выбора режимов работ, а один из выходов - с запоминающим устройством.

Параметры распределени , рассчитывае .мые этими приборами, дают представление о поведении исследуемой случайной величины в том случае, если заранее известен закон ее

распределени . Однако-предугадать этот закон особенно в услови х производства, не всегда возможно. Более того, вы снение типа распределени  может составить основную задачу статобработки. Эту задачу решают также с

помощью построителей гистограмм. Работа

построител  заключаетс  в подсчете чпела данных, попавших в различные интервалы зпачепип. Однако грапипы этпх П1тервалов устапавлпваюте  оператором априорп, при VTOM ошибка в предварительпоГ опенке возможного размаха варьировани  иселедуемоп случайно величины приводит к искажению истинной картины раснределени . Таким образом , суп1,еству1ош,ие статанализаторы предполагают заранее известным либо закон раснределени  исследуемой случайной величины, ,тпбо ее дннамический диапазоп. Такие приборы ие могут считатьс  совершеппымп.

Целью паето нцего нзобретепн   вл етс  получение достоверпых статистических характеристик исследуемой случайной величины незавпенмо от типа раепределеип  и размаха ее варьировани , что позвол ет yвeличиттJ надежност1 н быстродействпе работы апа.шзатора .

Указаппа  цепь достигаетс  путем еоздапп  системы, автоматически определ юп1ей | ва1Г1Н.ти задаипого уровн  веро тности исследуемого эмиирического расиределени . Система оперирует с кодами чисел.

Пос1авлеина  цель достигаетс  тсм, что анализатор дополнительно содержит счетчик ко1ггрол , второе устройство сравиепи  и счетчик-делитель , причем первый вход второго устройства сравнени  соедииеп с выходом счетчика коптрол , а второй вход - - с выходом счетчика числа поступивших даппых; выход устройства сравнени  соединен с ycTpoiiством управлени , выход устро1 |ства уиравле1П1Я соединен со входом счетчика конгрол  н первым входом счетчика-делител , второй пход которого соединен е выходом б/юка выборов режимов, а выход через схему «ИЛИ соединен со входом счетчика адреса.

Прннцнн деГютви  нрибора состоит в построенпп па основе данных о случайной велпчипе вариапиоииого р да (когда каждьи следуюи .ий член равеи или больше иредыдуидего ), в котором загем выдел ютс  члепы,  вл юптиее  кваптил ми требуемого урови  веро тпоети . Эта операнн  производите  согласно еоотпо1пеппю

(,, Р (т-- 1) + 1,(Т)

где т - число членов р да; Р -- уровень веро тпости кваптил ; ij, - помер иеко.мого члена р да,  вл ющегос  квантилем уровн  веро тности Р.

Как иравило, исследовател  nirrepecyeT ие один, а сери  квантилей с кратиыми уровн мн веро тности, а также значени  краГнпгх членов вариационного р да (размах варьировани  случайной величины). К наиболее распроетрапеппым сери м такого вида отпос тс , панример, так называелгые децнли и квартили , то есть дес ти- и двадиатип тиироце1гг11ые квашили с кратиостью уровней веро5 тности соответственно 0,1 и 0,25. Это обсто тельство учтено в ехеме предлагаемого нрибора, которып выдает на основании им же построенного вариациоиного р да желаемую серию квантилей вместе с кра11нимн членами. От оператора п)п ЭТОЛ1 требуете  задать шаг (кратност))

квантилей по шкале веро тпости.

Блок-схема предлагаемого устройства иредставле 1а па чертеже.

В ириеме даииых и иостроепии их в варианиоипый р д участвуют входной регистр 1 с

/югическими многовходовыми схемами «I-1 2 и ,5 и «ИЛИ 4; заиоминаюидее устройство 5 со счетчиком адреса 6, занесение в который производитс  через схему «ИЛИ 7, счетчик 8 чиел;1 иостуниви их данных, устройство срав1;енн  9, компаратор кодов 10, устройсттзо управлени  11 н блок 12 выбора режи.мов рабо ы . В режил:е определени  квантилей ио.мимо неречиелеп1ПзГ блоков работают ечетчик-де ,чггель ), ечетч1п коитрол  14, устройство

сравнени  15 н блок 16 1ндикации и регистрапни с .тогнческой мпоговходовой cxeMoii «И 17.

Особешюетыо работы нрибора  вл ете  то, что варнаииоиный р д в ие.м иерестраиваетс 

но ностунлении каждого очередного числа. С этой пелью вповь поступившее па входно регистр 1 число последовательно сравниваетс  е немощью компаратора кодов 10 с содержимы .м занолнепиых к этому моменту  чеек зано .минающего устройства 5, начина  с первой, в которой sanncaiio иаименьщее из иостунивН1ИХ до этого чисел, и заии.мает место того числа, которое оказалось меньше него. В свою очередь, чнело, вытесненное из запомипающего устройетва, перепиеываетс  на входной регистр 1 через схемы 3 и 4, сравниваетс  с содержимым стедующей пам ти и, ескчтвенно , занимает его .место; вновь вытеснеппое чнс.то также иостунает в регистр I,

иновь сравннваетс  со следующими, и так иродо.1жае1е  до iex пор, иока не окажетс  иеребранным весь ностроенный до этого варнационный р д. Сигнал об окончании перестроени  вырабатываетс  схемой 9, ненрсрыв:1о еравнивающей помер текущей  чейки (члена р да), содержащийс  в счетчике 6, с об1П1г 1 количеством ирии тых чисел, которое фикеируетс  счетчиком 8. По этому сигналу содержимое входного региетра 1 заноситс 

в  чейку иа.м тп, адрес KOTopoii обозпачеп в счетчпке адрееа 6, после чего схема управлени  11 приводитс  в состо иие, исходное дл  приема очередпого числа и нового нерестроепи  вариационного р да. Каждый следующий

цикл начинаете  с но влепи  на одном из входов схемы уиравлени  11 сигнала готовности данных, по которому новое число переписываетс  через ехемы 2 и 4 во входиой региетр 1, в счетчике адрееа 6 устаиавливаете 

адрее иерво иа.м ти, и в счетчик 8 числа иостунивших данных заноситс  очередна  единица. Иосле этого, ио уже оиисапной схеме, производитс  перебор иаконленных данных и иерестроение р да. При иостуилеИНН самого первого числа, по.мимо перечисленных операций, производитс  предварительна  очистка запоминающего устройства 5 и счетчика 8 числа поступивших данных. Затем перва  же единица, занесенна  в счетчнк 8 по сигналу готовности данных, приводит к выработке сигнала устройством сравнепн  9, в результате чего число из регистра 1 сразу переписываетс  в первую  чейку запоминающего устройства 5.

Операци  приема чисел и построени  вариационного р да может быть прекращена в любой момент, когда исследователь посчитает выборку представительной. При этом в заноминаюнл ,ем устройстве 5 сохранитс  сформированный вариациоиный р д, а в счетчике 8- число членов этого р да т.

Переход к режиму определени  квантилей осуществл етс  через органы управлени , сосредоточенные в блоке 12 выбора режимов работы. Здесь же расположено клавишное ноле, служагдее дл  задани  шага Р квантилей но шкале веро тности. Информаци  о величине Р (Р никогда не превосходит единицу ) нередаетс  в систему счетчика-делител  13 и устанавливает в нем коэффициент иересчета , равный 1/Р. Дальнейша  нодгЬтовка к выполнению онераций данного режима состоит в очистке но сигналам устройства унравлени  11 всех счетчиков, за исключением 8, и занесении в счетчики 6 и 14 единиц. Формирование выходной информации начинаетс  с выдачи в блок 16 индикации и регистрации через миоговходовую схему «И 17 значени  младшего члена вариациоиного р да, адрес которого записан в счетчике 6, после чего на входы счет%иков 13 и 14 подаетс  сери  имнульсов . Выработка импульсов коптролируетс  с помощью устройства 15, ненрерывно сравнивающей содержимое счетчика 14 с числол вариационного р да, записапным в счетчике 8, и прекращаетс  в момент ее срабатывани .

Это происходит иа (т-1)-м импульсе серии. Поскольку то же число импульсов присутствует на входе счетчика 13, с его выхода через схему 7 в счетчик адреса 6 пройдет Р (т - 1) импульс, и общее содержимое этого счетчика составит Р (т - 1) -f 1. Согласно формуле (1) это число  вл етс  адресом  чейки пам ти, содержащей квантиль уровн  Р. Выдача в блок 16 содержимого этой  чейки производитс  по сигналу того же устройства 15. Дл  определени  адреса следующего квантил , отвечающего уровню веро тности 2Р, во вновь очищенный счетчик 14 оп ть заноситс  единица, и под контролем устройства 15 повтор етс  нодача серии импульсов на счетчики 13 и 14. Очевидно, как и в предыдущем случае, число импульсов серии составит (т - 1), в результате чего в счетчике адреса 6 зафиксируетс  число

2Р (т-1) + 1, то есть адрес квантил , соответствующего уровню веро тности 2Р. Его значение по сигналу схемы 15 выдаетс  в блок 16 индикации и регистрации. В следующих циклах отыскиваютс  адреса квантилей, отвечающих уровн м веро тностн ЗР, 4/ и т. д. Выполнение режима определени  квантилей заканчиваетс  по сигналу устройства сравнени  9 в момент, когда в счетчике 6 запищетс  адрес самого старщего члепа варианионного р да. Выдача его значен 1  завернюет работу статанализатора.

Предмет и з о б р е т е н и  

Статистический анализатор, содержащий первую схему «14, один вход которой соедннен со входом аналнзатора, а второй - с устройством унравлени , и вторую схему «И.

один вход KOTOpoii соединен с запоминаюнднм устройством, а BTOpoii,- с устройством управленн , выходы обеих схем «И соедннены со входом схемы «НЛП, выход которой соедннен со входом входного регистра, BTopoii

вход которого соединен с устройством управлени , а выход с первым входом запоминающего устройства и нервым входом компаратора кодов, первый вход запоминающего устройства соединен со вторым входом компаратора кодов и с первым входом третьей схемы «И, второй вход которой соединен с уст ,ройство.м управлени , а выход соединен со входом блока регистрации, выход компаратора кодов цодкл очен к устройству управлени ,

а второй вход запоминающего устройства соединен с нервым выходом счетчика адреса, второй выход которого соединен с нервым вхолом нервого уетройства сравнени , второй вход которого соединен с выходом счетчика

числа поступивших данных, а выход соединен с устройством управлени , вход счетчика числа иоетуннвших данных соедннен с выходом устройства управленн , один из входов которого соединен с выходол блока . выбора режимов работы, а один из выходов - с запоминающим устройством, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  быстродействн  н увеличени  надежности работы анализатора, он дополнительно содержит счетчик контрол , второе устройство сравнени  и счетчикделитель , причем первый вход второго устройства сравнени  соединен е выходом счетчика контрол , а второй вход - с вы.ходом счетчнка числа поступивщих данных, выход устройства сравнени  соединен с устройством управлени , выход устройства управлени  соединен со входом счетчика контрол  н первым входом счетчнка-делител , второй вход которого соединен с выходом блока выборов режимов , а выход через схему «ИЛИ соедннен ео входом счетчика адреса.

16

1

Сигнал

готовности Мнньп

/J

/4