DE2758505C3

DE2758505C3 - Spezialisierter Digitalrechner zur statistischen Informationsverarbeitung

Info

Publication number: DE2758505C3
Application number: DE2758505A
Authority: DE
Inventors: Lev Michajlovič Leningrad Chochlov; Vladimir Gerasimovič Kortšagin
Original assignee: GOSUDARSTVENNOE SOJUZNOE KONSTRUKTORSKO-TECHNOLOGICESKOE BJURO PO PROEKTIROVANIJU SCETNYCH MASIN LENINGRAD SU
Current assignee: GOSUDARSTVENNOE SOJUZNOE KONSTRUKTORSKO-TECHNOLOGICESKOE BJURO PO PROEKTIROVANIJU SCETNYCH MASIN LENINGRAD SU
Priority date: 1978-01-16
Filing date: 1977-12-28
Publication date: 1981-12-10
Also published as: BE861846A; GB1543515A; DE2758505B2; US4219877A; DE2758505A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Anlagen zur Informationsverarbeitung und betrifft insbesondere einen spezialisierten Digitalrechner zur statistischen Informationsverarbeitung.

Viele Natur- und künstliche Erscheinungen, deren Kenntnis für die Lösung einer Reihe von wissenschaftlich-technischen Aufgaben auf solchen Gebieten der Wissenschaft und Technik, wie Hydrometeorologie, Geophysik, Medizin, Elektronik, Kernphysik notwendig ist, tragen zufälligen Charakter. Im Zusammenhang damit ist das Problem der statistischen Informationsverarbeitung von aktueller Bedeutung, weil die erforderliche Speicherung großer Volumina von Ausgangsdaten für die statistische Verarbeitung in wirtschaftlicher Hinsicht unvorteilhaft ist, und in einigen Fällen kann eine Zeitverzögerung bei der Verarbeitung der Daten diese wertlos machen.

Daher steht vor den Entwicklern und Herstellern als allererstes Problem, eine leistungsfähige, billige unrl kompakte stabilisierte Digitalrechenanlage zur statistischen Verarbeitung von Informationen zu schaffen, d. h. zur Berechnung von statistischen Charakteristiken zufälliger Prozesse, welche weitgehende Funktionsmöglichkeiten besitzen. Bei der vorliegenden Erfindung fand das obengenannte Problem teilweise Lösung.

Die meisten praktischen Aufgaben, in denen komplizierte Erscheinungen untersucht und verwendet werden, kennzeichnen sich durch zufällige Prozesse, denen zufällige Änderungen der physikalischen Größen über den Zeitraum eigen sind.

Die zufälligen Prozesse werden durch Zufalls-Funktionen X(I) bzw. Y(i) beschrieben und enthalten eine Menge von Realisierungen dieser Funktionen, und zwar viftl X₂(O■ ■ · \{0· · · ViCi; bzw. y,(i). y,(l). y,(i)... y_k(t), die ein Feld von zufälligen Zahlen von I bis /(darstellen.

Gegenwärtig werden Berechnungen statistischer Charakteristiken mit statistischen Analysatorcn, clic auf Digitalmcthciclen beruhen und fähig sind. Rechnungen im reellen Zeitmaßslab auszuführen, sowie mit Digitalrechnern, die für die Berechnung der statistischen Charakteristiken zufälliger Prozesse programmiert sind, durchgeführt.

Üblich sind statistische Analysatoren, wie die Modelle TE-9300, TE-9400, TE-9450 der Firma Tekelec Aitronic (Frankreich), die Modelle 7001 der Firma Uniscope, SAI 51 A bis 54 A der Firma SAI CoR, 3721 A und 3729 A der Firma Hewlett Packard (USA) kompliziert, haben eine apparativen Mehraufwand, was zu zusätzlichen Ausgaben der Rechentechnikhersteller führt. Diese Analysatoren gestatten es nicht, im Grob-Fein-Meßbetrieb zu arbeiten, und weisen keine hinreichend weiten Funktionsmöglichkeiten auf, was zu einer Verminderung des Services für die Nutzer dieser Technik führt. Die Digitalrechner sind aber kostspielig und bieten keine Möglichkeit, Resultate im reellen Zeitmaßstab zu erhalten. Die Lösung von Aufgaben der statistischen Informationsverarbeitung, insbesondere die Korrelations- und Spektralanalyse mit dem Digitalrechner IBM-360 nimmt vid Zeit (etwa einige Stunden) in Anspruch.

So ist beispielsweise nach dem SV-Urheberschein Nr. 4 02 873 vom 27.07.71 (Erfindungsbiar Nr. 42,1973) ein Digitalschnellanalysator für zufällige Signale bekannt. Der genannte Analysator enthält einen Analog-Digital-Umsetzer, eine Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundi'tig von Informationen, deren Eingang mit dem Ausgang des Analog-Digital-Umsetzers verbunden ist, einen dynamischen Speicher, dessen einer Eingang mit der Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information und dessen einer Ausgang mit dem Eingang eines Wahrscheinlichkeitsbinärelemenies verbunden ist, einen Geber für gleichmäßig verteilte Zufallszahlen, eine UND-Einheit, einen Digital-Analog-Umsetzer, eine Vergleichseinheit, an deren einen Eingang der Ausgang des Gebers für gleichmäßig verteilte Zufallszahlen und der andere Ausgang der Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information und an deren anderen Eingang der entsprechende Ausgang des dynamischen Speichers angeschlossen sind, während ai. den Ausgang der Vergleichseinheit der Eingang der UND-Einheit gelegt ist, eine Steuereinheit, deren Ausgang mit dem ai.deren Eingang der Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information und dem jeweiligen Eingang des dynamischen Speichers in Verbindung steht, und eine Integratoreinheit, an deren einen Eingang der Ausgang der Steuereinheit, an deren Ausgang der Eingang des Digital-Analog-Umsetzers und an den anderen Eingang der entsprechende Eingang der UND-Einheit, der Ausgang der UND-Einheit und der Ausgang des Wahrscheinlichkeitsbinärelementes, dessen anderer Eingang mit dem entsprechenden Ausgang des Gebers für gleichmäßig verteilte Zufallszahlen verbunden ist, angeschlossen sind.

Plannt ist ferner ein spezialisierter Digitalrechner zur statistischen Informationsverarbeitung (Urheberschein der UdSSR Nr. 4 32 509 vom 29. 12. 72. Blatt Nr. 22,1974).

Dieser spezialisierte Rechner enthält einen Generator für Zufallszahlen, der für die Gewinnung einer gleichmäßig veiteilten Folge von pseudo/.iifälligcn Zahlen bestimmt ist, Einheiten zur Wuhrschcinliehkcitsabrundung der Information, die zur linearer Umformung des Kodes in seiner Wahrscheinlichkeit und zur Wahrscheinlichkeitsabrundung von Zahlen dienen, wobei die Mehrkanalausgiinge der ersten zwei l-liiihci ten zur Wahrscheiniichkcitsabrundung der Inl'.nMuitioi' mit den entsprechenden Eingangsinformiitionsschienct! verbunden sind. Der bekannte Rechner weist mich umu

Schieberegistereinheit und Aufnahmeregister auf. wobei die Mehrkanaleingänge der ersten zwei Aufnahmeregister elektrisch mit den Mehrkanaleingängen der entsprechenden Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden sind, während der Mehrkanaleingang des dritten Aufnahmeregisters mit dem Mehrkanaleingang des ersten Aufnahmeregisters vereinigt und an den Mehrkanalausgang der Schieberegistereinheit, der mit ihrem Mehrkanaleingang, den Mehrkanalausgängen des zweiten und des dritten Aufnahmeregisters und dem Mehrkanaleingang der vierten Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information in Verbindung steht, gelegt ist. Darüber hinaus enthält der Rechner auch einen Informationsspeicher, eine Eintaktmultiplikationseinheit zur Wahrscheinlichkeitsmultiplikation von Zahlen, deren erster Eingang mit dem Ausgang der dritten Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information, deren .inderer Eingang mit der vierten Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information und deren Ausgang mit den Ausgängen der dritten und vierten Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information und dem Eingang des Informationsspeichers, dessen Mehrkanalausgang mit den Mehrkanalausgängen der ersten und zweiten Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information und den anderen Ausgangsschienen verbunden ist, in Verbindung stehen. Der bekannte Rechner hat eine Mikroprogrammsteuereinheit, deren Mehrkanalausgang mit den Eingängen des Generators für Zufallszahlen, der Aufnahmeregister, der Schieberegistereinheit, des Informationsspeichers in Verbindung steht, und einen Generator für harmonische Funktionen und für »Korrelationsfenster«-Funktionen, dessen Ausgang an einen der Eingänge des ersten Aufnahmeregisters angeschlossen ist.

Die oben betrachteten bekannten Einrichtungen gestatten es nicht, die bedingte Entropie zufälliger Prozesse zu berechnen, was deren Funktionsmöglichkeiten und Anwendungsgebiete einengt und die Servicemöglichkeiten herabsetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen spezialisierten Digitalrechner zur statistischen Informationsverarbeitung zu schaffen, dessen schaltungsmäßige Lösung es möglich macht, Berechnungen der bedingten Entropie zufälliger Prozesse unter Verminderung des Apparaturaufwandes durchzuführen.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei dem spezialisierten Digitalrechner zur statistischen Informationsverarbeitung, der einen Generator für Zufallszahlen, welcher zur Gewinnung einer zufälligen gleichmäßig verteilten Folge von pseudozufälligen Zahlen dient, vier Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information, die für die lineare Umsetzung des Kodes in seine Wahrscheinlichkeit und zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Zahlen bestimmt sind und elektrisch mit dem Generator für Zufallszahlen in Verbindung stehen, wobei die Mehrkanaleingänge der ersten und zweiten Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information mit den entsprechenden Eingangsinformationsschienen verbunden sind, eine Schieberegistereinheit, drei Aufnahmeregister, wobei die Mehrkanaleingänge der ersten zwei Aufnahmeregister elektrisch mit den Mehrkanalausgängen der entsprechenden Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden sind, während der Mehrkanaleingang des dritten Aufnahmeregisters mit dem Mehrkanaleingang des ersten Aufnahmeregisters,

das an die dritte Einheit zur Wahrscheinlicnkeitsabrundung der Information gelegt ist, vereinigt und an den Mehrkanalausgang der Schieberegistereinheit angeschlossen ist. der mit dem eigenen Mehrkanaleingang, mit den Mehrkanalausgängen der zwei letzten Aufnahmeregister und mit dem Mchrkanaleingang der vierten Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden ist, eine Eintakimultiplikationseinheit zur Wahrscheinlichkeitsmultiplikation von Zahlen, deren Eingänge jeweils mit den Ausgängen der zwei letzten Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden sind, an welche der Ausgang der Eintaktmultiplikationseinheit gelegt ist, enthält, erfindungsgemäß ein Register für die höchste Adressenstelle und ein Register für die niedrigste Adressenstelle, wobei der Ausgang des letzteren mit dem Eingang des Registers für die höchste Adressenstelle verbunden ist, ein Dekodierer, dessen Mehrkanaleingang an die fvichrkanaiausgange der Register für uie !iücmmc u/.w. niedrigste Adressenstelle angeschlossen ist, eine logische, zur Akkumulierung, Aufbewahrung von Informationen, zur Addition von Zahlen und Addition von Eins-Inkrementen von Zahlen dienende Speichervorrichtung, deren Eingänge mit dem Mehrkanalausgang des Dekodierers, dem Ausgang der Eintaktmultiplikationseinheit und dem eigenen Mehrkanalausgang verbunden ist, wobei der letztere mit Ausgangsschienen, den M«-ftrkanaleingängen der ersten zwei Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information und dem Mehrkanaleingang des ersten Aufnahmeregisters in Verbindung sieht, während der Ausgang der logischen Speichervorrichtung an den Eingang des Registers für die niedrigste Adressenstelle gelegt ist, ein zur Speicherung von harmonischen Funktionen, »Korrelationsfenster«-Funktionen, logarithmischen Funktionen, Korrekturkoeffizienten und zur Speicherung von Mikrobefehlen bestimmter Fesispeicher, dessen Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang der logischen Speichervorrichtung und dessen Mehrkanaleingang mit dem Mehrkanalausgang derselben verbunden ist, ein Quantisierungsschrittzähler zur Ermittlung des Amplitudenintervalls der Information, dessen Mehrkanalausgänge an die Mehrkanaleingänge der Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information angeschlossen sind, eine Betriebsartensynchronisiereinheit, deren Mehrkanaleingang und Mehrkanalausgang an den Mehrkanalausgang bzw. den Mehrkanaleingang des Festspeichers und deren anderer Mehrkanaleingang an den Mehrkanalausgang des Generators für Zufallszahlen angeschlossen sind, wobei der Ausgang der genannten Betriebsartensynchronisiereinheit α» die Eingänge der Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung, an die Eingänge der Register für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle, den Eingang des Dekodierers, den Eingang des Generators für Zufallszahlen, den Eingang der logischen Speichervorrichtung und den Eingang der Schieberegistereinheit gelegt ist, ein zur Informationsverteilung je nach Betriebsart des spezialisierten Digitalrechners dienender Verteilungsblock, dessen Mehrkanaleingänge und Eingänge jeweils an die Mehrkanalausgänge und die Ausgänge der ersten zwei Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung, den Mehrkanalausgang der Betriebsartensynchronisiereinheit, den Mehrkanalausgang der Register für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle angeschlossen sind und dessen Mehrkanalausgänge mit den Mehrkanaleingängen der Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information, den Mehrkanaleingängen der

Register für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle, dem Mehrkanaleingang des ersten Aufnahmeregisters, dem Mehrkanaleingang des zweiten Aufnahmeregisters, dem Eingang des Quantisierungsschrittzählers und dem Eingang der logischen Speichervorrichtung in Verbindung stehen, vorgesehen sind.

Vorzugsweise enthält die logische Speichervorrichtung einen Informationsspeicher, eine Adressenverstärkere-.iiheit, deren Mehrkanaleingang an den Mehrkanalausgang des Dekodierers angeschlossen und deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang des Informationsspeichers verbunden ist, eine Stellenverstärkereinheit, deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang des Informationsspeichers in Verbindung steht, eine Ausgangseinheit, deren Mehrkanal· eingänge mit dem Mehrkanalausgang des Informationsspeichers und dem Ausgang der Betriebsartensynchronisiereinheit verbunden und deren Mehrkanalausgänge an die Ausgangsschienen und den fviehrkanaiausgang des Festspeichers gelegt sind, eine Synchronisierschaltung, deren Mehrkanalausgang mit dem Ausgang der Betriebsartensynchronisiereinheit und deren Ausgang mit dem Eingang des Registers für die niedrigste Adressenstelle verbunden ist, einen Stellenverteiler, der zur Aufnahme und Zwischenspeicherung von Informationen, zur Addition von Eins-lnkrementen bestimmt ist, eine Logikeinheit zur Addition von Zahlen deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang der Stellenverstärkereinheit und deren Mehrkanaleingänge mit dem Mehrkanalausgang der Synchronisierschaltung und dem Ausgang des Stellenvertiilers verbunden sind, dessen Eingänge an den Ausgang der Synchronisierschaltung und den Ausgang der dritten Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information gelegt sind, während der Mehrkanaleingang des Stellenverteilers an den Mehrkanaleingang des Festspeichers angeschlossen ist, eine Vorzeichenanalyseschaltung. deren Eingang und Ausgang mit dem Ausgang und Eingang des Stellenverteilers in Verbindung stehen und deren anderer Eingang an den Ausgang der Synchronisierschaltung angeschlossen ist und eine Operandenmerkmalseinheit, deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang des Informationsspeichers verbunden und deren Mehrkanaleingang an die Synchronisierschaltung angeschlossen ist.

Die vorliegende Erfindung, deren schaltungsmäßige Lösung auf der Benutzung von Wahrscheinlichkeitsmethoden für die Informationsverarbeitung beruht, ermöglicht eine bedeutende Erhöhung der Produktivität bei der Untersuchung zufälliger Prozesse, insbesondere bei der Berechnung ihrere statistischen Charakteristiken, eine Reduzierung des Apparaturaufwandes und eine Verminderung der Abmessungen der spezialisierten Digitalrechner. Darüber hinaus kann bei der Verarbeitung und Speicherung des immer wachsenden Umfanges der Informationsflüsse das Problem der Informationsverdichtung teilweise bei Benutzung des erfindungsgemäßen spezialisierten Digitalrechners zur statistischen Informationsverarbeitung gelöst werden. Hierbei ermöglicht die Anwendung des spezialisierten Digitalrechners einen wesentlichen technischen Fortschritt auf solchen Gebieten der Wissenschaft und Technik, wie Hydrometeorologie, Geophysik, Meteorologie, Medizin, Elektronik, Physik.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausfühningsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Stnikturschema eines spezialisierten

Digitalrechners nach der Erfindung,

Fig. 2 das Funktionsschema einer logischen Speichervorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig.3 das Funktionsschema eines Verteilerblocks nach der Erfindung und

Fig.4 das Funktionsschema eines Festspeichers gemäß der Erfindung.

Der spezialisierte Digitalrechner zur statistischen Informationsverarbeitung enthält einen Generator 1 (Fig. 1) für Zufallszahlen und Einheiten 2, 3, 4, 5 zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information. Die Mehrkanaleingänge 6, 7 der Einheiten 2, 3 zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information sind mit den jeweiligen Eingangsinformationsschienen 8, 9 verbunden. Der erfindungsgemäße Rechner enthält auch eine Schieberegistereinheit 10, Aufnahmeregister 11, 12, 13, wobei der Mehrkanaleingang 14 des Aufnahmeregisters 13 mit dem Mehrkanaleingang 15 des ersten Aufnahmeregisters 11, das an den Mehrkanaleingang 16 der Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information angeschlossen ist, vereinigt und an den Mehrkanalausgang der Schieberegistereinheit 10 gelegt ist, der mit ihrem Mehrkanaleingang 17, den Mehrkanalausgängen der Aufnahmeregister 12, 13 und dem Mehrkanaleingang 18 der (besagten) Einheit 5 verbunden ist.

Der erfindungsgemäße Rechner weist ferner eine Eintaktmultiplikationseinheit 19 auf, deren Eingänge 20, 21 mit den genannten Einheiten 4 bzw. 5 in Verbindung stehen, an die der Ausgang der Eintaktmultiplikationseinheit 19 und die Register 22 und 23 für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle angeschlossen sind. Dabei ist der Ausgang des Registers 23 für die niedrigste Adressenstelle mit dem Eingang 24 des Registers 22 für die höchste Adressenstelle verbunden. Der erfindungsgemäße Digitalrechner enthält auch eine Dekodierer 25, dessen Mehrkanaleingang 26 an die Mehrkanalausgänge der Register 22 und 23 für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle und eine logische Speichervorrichtung 27, deren Mehrkanaleingang 28 mit dem Mehrkanalausgang des Dekodierers 25 verbunden ist. Der Eingang 29 ist an den Ausgang der Eintaktmultiplikationseinheit 19 angeschlossen, der Mehrkanaleingang 30 ist mit ihrem Mehrkanalausgang, der an die Ausgangsschiene 31, an die Mehrkanaleingänge 6, 7 der Einheiten 2, 3 zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information und an den Mehrkanaleingang 15 des Aufnahmeregisters 11 gelegt ist, verbunden, wobei der Ausgang der logischen Speichervorrichtung 27 mit dem Eingang 32 des Registers 23 für die niedrigste Adressenstelle in Verbindung steht.

Der Rechner enthält einen Festspeicher 33, dessen Mehrkanalausgang an den Mehrkanaleingang 30 der logischen Speichervorrichtung 27 und dessen Mehrkanaleingang 34 an den Mehrkanalausgang der logischen Speichervorrichtung 27 angeschlossen ist einen Quantisierungsschrittzähler 35, dessen Mehrkanalausgänge mit den Mehrkanaleingängen 36, 37 der Einheiten 2, 3 zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information in Verbindung stehen, eine Betriebsartensynchronisiereinheit 38, deren Mehrkanaleingang 39 an den Mehrkanalausgang des Festspeichers 33 gelegt ist während ihr Mehrkanaleingang 39 mit dem Mehrkanalausgang der Betriebsartensynchronisiereinheit 38 verbunden ist deren Mehrkanaleingang 40 an den Mehrkanalausgang des Generators 1 für Zufallszahlen und deren Ausgang an die Eingänge 41,42,43,44 der genannten Einheiten 2, 3,4,5, an die Eingänge 45,46 der Register 22 und 23 für

die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle, der^ Eingang 47 des Dekodierers 25, den Eingang 48 des besagten Generators 1, an die Eingänge 49, 50, 51 der Aufnahmeregister 11, 12, 13, den Eingang 52 der logischen Speichervorrichtung 27 und den Eingang 53 der Schieberegistereinheit 10 angeschlossen ist.

Der erfindungsgemäße Rechner hat einen Verteilungsblock 54, dessen Mehrkanaleingänge 55, 56 und Eingänge 57,58 jeweils an den Mehrkanalausgang bzw. -ausgänge der Einheiten 2,3 zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information angeschlossen, dessen Mehrkanaleingang 59 mit dem Mehrkanalausgang der Betriebsartensynchronisiereinheit 54, deren Mehrkanaleingang 60 mit dem Mehrkanalausgang der Register 22 und 23 für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle und dessen Ausgänge mit den Mehrkanaleingängen 36, 37, 60', 60" der jeweiligen Einheiten 2, 3, 4, 5, den Mehrkanaleingängen 61, 62 der (besagten) Register 22 und 23, dem Mehrkanaleingang 15 des ersten Aufnahmeregisters II, dem iviehrkanaieingang t>3 des Aufnahmeregisters 12, dem Eingang 64 des Quantisierungsschrittzählers 35 und dem Eingang 65 der logischen Speichervorrichtung 27 verbunden sind.

Die logische Speichervorrichtung 27 enthält einen Informationsspeicher (F i g. 2), eine Adressenverstärkereinheit 67, deren Eingang 68 an den Mehrkanaleingang des Dekodierers 25 (F i g. 1) und deren Mehrkanalausgang an den Mehrkanaleingang 69 (F i g. 2) des Informationsspeichers 66 angeschlossen ist, eine Stellenverstärkereinheit 70, deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang 71 des Informationsspeichers 66 in Verbindung steht, eine Ausgangseinheit 72, deren Mehrkanaleingänge 91, 73 an die Eingänge der Betriebsartensynchronisiereinheit 38 und den Mehrkanalausgang des Informationsspeichers 66 gelegt und deren Mehrkanalausgänge mit Ausgangsschienen 31, dem Mehrkanaleingang 30 (Fig. I) der logischen Speichervorrichtung 27 und dem Mehrkanaleingang 74 (F i g. 2) des Stellenverteilers 75 verbunden sind. Sie enthält auch eine Logikeinheit 76, deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang 77 der Stellenverstärkereinheit 70 in Verbindung steht und deren Mehrkanaleingang 78 an den Mehrkanalausgang der Synchronisierschaltung 79 angeschlossen ist, wobei der letztere mit dem Eingang 80 des Stellenverteiiers 75 verbunden ist, dessen Mehrkanalausgang an den Mehrkanaleingang 81 der Logikeinheit 76 und dessen Eingang 82 an den Ausgang der Einheit 4 zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information angeschlossen ist.

Die logische Speichervorrichtung 27 (Fig.2) enthält eine Vorzeichenanalyseschaltung 83, deren Eingang 84 und deren Ausgang mit dem Ausgang bzw. Eingang 85 des Stellenverteilers 75 verbunden sind, wobei der Eingang 86 mit dem Ausgang der Synchronisierschaltung 79 in Verbindung steht Die genannte Speichervorrichtung hat eine Operandenmerkmalseinheit 87, deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang 88 des Informationsspeichers 66 und deren Mehrkanaleingang 89 mit der Synchronisierschaltung 79 in Verbindung steht Der Ausgang der letzteren ist auch mit dem Eingang 32 des Registers für die niedrigste Adressenstelle und der Mehrkanaleingang 90 derselben Schaltung 79 mit dem Mehrkanaleingang 91 der Ausgangseinheit 72 verbunden und an den Ausgang der Betriebsartensynchronisiereinheit 38 angeschlossen ist

Der Verteilungsblock 54 enthält Einheiten 92, 93 von Eingangstoren (F i g. 3), deren Mehrkanaleingänge 94, 95 mit den Ausgängen der Einheiten 2, 3 (Fig. 1) zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden sind. Die Eingänge 96(F i g. 3), 97 der Einheit 92 sind an die Ausgänge der Einheiten 2, 3 (Fig. 1) zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information ange- -, schlossen. Dieser Verteilungsblock hat Ausgangstoreinheiten 98 (F ig. 3), 99, 100, 101, 102, wobei die Mehrkanalausgänge der Einheiten 98, 99, 100 mit dem Mehrkanaleingang 15 des Aufnahmeregisters 11, mit dem Eingang 63 des Aufnahmeregisters 12, den

in Eingängen 36, 37, 60', 60" der Einheiten 2, 3, 4, 5 verbunden und die Mehrkanalausgänge der Einheiten 101, 102 vereinigt und an die Eingänge 61, 62 der Register 22 und 23 für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle angeschlossen sind. Der Mehrkanalein-

i) gang 103 der Einheit 98 ist mit dem Mehrkanaleingang 104 der Einheit 101 vereinigt und an den Mehrkanalausgang der Einheit 92 gelegt.

Der Mehrkanaleingang 105 der Einheit 99 ist mit dem Mehrkanaleingang 106 der Einheit 102 vereinigt und

.Ό steht mit dem Mehrkanaiausgang der Eingangstoreinheit 93 in Verbindung.

Die Mehrkanaleingänge 107, 108, 109 der Einheiten 98, 99, 100 und der Mehrkanaleingang 110 der Einheit 100 sind an den Mehrkanalausgang der Betriebssyn-

i") chronisiereinheit 38 (Fig. 1) angeschlossen. Die Mehrkanaleingänge 111 (Fig.3), 112 der Einheiten 101, 102 sind vereinigt und stehen ebenfalls mit dem Mehrkanalausgang der Einheit 38 (F i g. 1) in Verbindung.

Der Verteilungsblock 54 enthält eine Einheit 113 von

)o ODER-Gliedern, deren Mehrkanaleingänge 114,115 an die Mehrkanalausgänge der Register 22 und 23 für die höchste und niedrigste Adressenstelle gelegt sind, sowie UND-Glieder 116,117,118. wobei der Eingang 119 des UND-Gliedes 116 an den Ausgang der Einheit 113

J5 angeschlossen und der Ausgang desselben mit dem Eingang 65 der logischen Speichervorrichtung 27 verbunden ist. Die Eingänge 120, 121, 122, 123 der UND-Glieder 116, 117, 118 sind an den Ausgang der Einheit 38 gelegt.

Der Eingang 124 der UND-Glieder 118 ist mit dem Ausgang des UND-Gliedes 117 und der Ausgang des UND-Gliedes 118 mit dem Eingang des Zählers 35 verbunden.

Der Festspeicher 33 enthält eine Konstanteneinheit

■Γ) 125 (F i g. 4), ein Ausgangsregister 126, dessen Mehrkanaleingang mit dem Mehrkanalausgang der Konstanteneinheit 125 verbunden und dessen Mehrkanalausgang an den Eingang 30 der logischen Speichervorrichtung 27 angeschlossen ist, eine Adressenverstärkereinheit 128, deren Mehrkanalausgang an den Mehrkanaleingang 129 der Konstanteneinheit 125 gelegt ist einen Adressendekodierer 130, dessen Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang 131 der Adressenverstärkereinheit 128 verbunden ist und ein Eingangsregister 132,

ss dessen Mehrkanaiausgang mit dem Mehrkanaleingang 133 des Adressendekodierers 130 und dessen Mehrkanaleingang 134 mit dem Ausgang der logischen Speichervorrichtung 27 und mit dem Mehrkanaiausgang des Ausgangsregisters 126 verbunden ist-

Der Festspeicher 33 weist noch eine Einheit 135 zur örtlichen Steuerung auf, deren Mehrkanaiausgang an den Mehrkanaleingang 136 des Eingangsregisters 132 und deren Eingänge jeweils an die Eingänge 137, 138 des Adressendekodierers 130 und des Au- -angsregisters 126 angeschlossen sind.

Der Mehrkanaleingang 139 und der Mehrkanaiausgang der Einheit 135 sind mit dem Ausgang bzw. dem Eingang 39' (F i g. 1) der Einheit 38 verbunden.

Die- Wirkungsweise des erfindungsgemäß ausgeführten spezialisierten Digitalrechners zur statistischen Informationsverarbeitung gemäß F i g. 1 besteht im folgenden.

Es sollen z. B. hydrometeorologische Informationen, die aus Temperatur- und Ozeanwassersalzgehaltgebern entnommen werden, verarbeitet werden, d. h. es sollen folgende statistische Kenndaten berechnet werden:

— mathematische Erwartung m_t;

— Autokorrelationsfunktion /?»,(/.;;

— Leistungsspektrumdichte S_x(p)\

— unbedingte Entropie H_x(X)-,

— bedingte Entropie H(x/y).

Hierbei w°rden die zufälligen Prozesse, die die Temperatur bzw. den Salzgehalt des Wassers charakterisieren, den Gebern in Form von Feldern N einer zufälligen Impulsfolge von Zahlen in dem Binär-Dezimalkode entnommen und in den spezialisierten Digitalrechner eingegeben.

Vor dem Arbeitsbeginn werden sämtliche Einheiten und Baugruppen des Rechners in den Nullzustand gebracht. In der Einheit 38 wird je nach der Rechengenauigkeit der statistischen Charakteristiken die Länge des zu verarbeitenden Feldes N von Zufallszahlen festgelegt.

Hierbei sind in dem Festspeicher 33 Werte der Funktionen

ίο

cos

P, log.P/,· log, —.

»II

logische Speichervorrichtung 27 eingeschrieben. Sodann findet eine Verschiebung der Information in der Einheit 10 und der logischen Speichervorrichtung 27 statt. Danach gelangt der zweite Zahlenwert vom Mehrkanalausgang der Einheit 10 ins Aufnahmeregister 13. Dann wird der erste Zahlenwert vom Au.'nahmeregister 11 auf den Mehrkanaleingang 16 der Einheit 4 gegeben, während der Wert der zweiten Zahl vom Aufnahmeregister 13 dem Mehrkanaleingang 18 der Einheit 5 zugeführt wird. Die Werte der jeweils in die Einheiten 4 und 5 eingegebenen ersten und zweiten Zahl werden auf r Binärstellen abgerundet und gelangen auf die Eingänge 20 und 21 der Einheit 19, wo eine Wahrscheinlichkeitsmultiplikation derselben erfolgt und das Ergebnis wird in die logische Speichervorrichtung 27 eingeschrieben. Dar betrachtete Rechenzyklus wiederholt sich in Abhängigkeit von der gewünschten Genauigkeit und dem vorgegebenen Zahlenfeld.

Somit werden im Ergebnis der oben angeführten Operationen die Werte der mathematischen Erwartung /n, und die Werte

der »Korrelationsfenstere-Funktion, Mikrobefehle und Korrekturkoeffizienten gespeichert.

Zur Berechnung der statistischen Charakteristiken j-, jedes beliebigen von zwei zufälligen Prozessen wird eine Zufallsimpulsfolge, die durch die Zufallsfunktionen Y(t) bzw. X(t) beschrieben und beispielsweise im binär-dezimalen r-stelligen Kode dargestellt ist, über die Informationsschienen 8 bzw. 9 auf den Mehrkanalein- w gang 6 bzw. 9 der entsprechenden Einheiten 2 und 3 gegeben.

Nehmen wir an, daß die r-stelligen binär-dezimalen Zahlen von den Informationsschienen 9 in die q-stellige Einheit gelangen. Zugleich wird vom Ausgang des Generators 1 über die Einheit 38 auf den Mehrkanaleingang 37 der Einheit 3 eine Folge unabhängiger gleichmäßig verteilter Pseudozufallszahlen gegeben.

Die Folge der an der Einheit 3 eingetroffenen r-stelligen Zahlen wird in dieser statistisch bis auf r — q+1 Stellen abgerundet und gelangt über die Einheit 54 und das Aufnahmeregister 12 zum Mehrkanaleingang 17 der Einheit 10. Auf solche Weise werden in die Einheit 10 »b« erste Zahlen eines Informationsfeldes N während »b« Arbeitstakten des spezialisierten Digitalrechners eingeschrieben.

Bei der Berechnung der Werte der mathematischen Erwartung m_x und der Autokorrelationsfunktion R_xJ[I) wird die erste Zahl des Informationsfeldes N von dem Mehrkanalausgang der Einheit 10 ins Aufnahmeregister 11 eingeschrieben.

Vom Mehrkanalausgang des Aufnahmeregisters 11 aus kommt die Information zum Mehrkanaleingang 16 der Einheit 4, auf deren Mehrkanaleingang 60' vom Ausgang des Generators 1 über die Einheiten 38 und 54 eine Folge unabhängiger gleichmäßig verteilter Pseudozufallszahlen gegeben wird. Im ersten Arbeitstakt wird vom Ausgang der Eingang 4 die Information in die

der Autokorrelationsfunktion R„{l)berechnet.

Bei der Quadrierung des Wertes der mathematischen Erwartung m_x wird die in der logischen Speichervorrichtung 27 befindliche Information auf die Mehrkanaleingänge 6 und 7 der Einheiten 2 bzw. 3 gegeben. Von den Mehrkanalausgängen der Einheiten 2 bzw. 3 wird die Information den Eingängen 20 und 21 der Eintaktmultiplikationseinheit über die Mehrkanaleingänge 15 und 63 der Aufnahmeregister 11 und 12 und über die Mehrkanaleingänge 16 und 18 der Einheiten 4 und 5 zugeführt. Vom Ausgang der Einheit 19 aus wird das Ergebnis in die Vorrichtung 27 eingespeichert. Dieser Vorgang wird mehrfach wiederholt, und die Menge der Wiederholungen wird durch die erforderliche Rechengenauigkeit bestimmt. Für ;.*ie Berechnung des Quadratwertes der mathematischen Erwartung im aus dem Ausdruck

N-I fr,

wird die Information in Form eines dem Wert rrn proportionalen Binärkodes vom Ausgang der Einheit 2 über die Enheit 54, das Aufnahmeregister 11, die Einheit 4, die Einheit 19 auf den Eingang 29 der logischen Speichervorrichtung 27 gegeben, wo die Information in Form eines Binärkodes aus den »b« Werten der Ordinaten der Autokorrelationsfunktion R_xx(l), die in der Speichervorrichtung gespeichert sind, nach dem Wahrscheinlichkeitsverfahren abgezogen. Danach werden die Werte ml erneut über die Einheit 2, die Einheit 54, das erste Aufnahmeregister 11 und die Einheit 4 in die logische Speichervorrichtung 27 eingeschrieben und der Vorgang wird so oft wiederholt, wie dies die Rechengenauigkeit der betreffenden Werte der Autokorrelationsfunktion Rx_x(I) erfordert.

Ähnlicherweise werden in die logische Speichervorrichtung 27 nach den genannten Umformungen die Werte der Autokorrelationsfunktion Rx_x(I) eingespeichert Weiter wird auf ein von der Betriebsartensynchronisiereinheit 38 kommendes Steuersignal, das am Mehrkanaleingang 39 des Festspeichers 33 eintrifft, von dem Mehrkanalausgang des letzteren auf den Mehrka-

naleingang 30 der logischen Speichervorrichtung 27 der Wert der »Korrelationsfensterw-Funktion Bi gegeben. Der in der logischen Speichervorrichtung 27 befindliche Wert der Autokorrelationsfunktion Rx_x(I) gelangt über die Einheit 3, das Aufnahmeregister 12, die Einheit 10, das Aufnahmeregister 13 und die Einheit 5 zum Eingang 21 der Eintaktmultiplikationseinheit 19. Der Wert der Funktion B(I) wird von der logischen Speichervorrichtung 27 über das Aufnahmeregister 11, die Einheit 4 auf den anderen Eingang 20 der Eintaktmultiplikationsein- ι ο heit 19 gegeben, wo die Multiplikation der Autokorrelationsfunktion und der »Korrelationsfenster«-Funktion erfolgt Auf solche Weise wird »b«-ma\ mit allen Werten der Autokorrelationsfunktion verfahren. Hierbei werden alle errechneten Ergebnisse in der logischen Speichervorrichtung 27 gespeichert

Zur Berechnung der Leistungsspektraldichte wird der Wert

20

aus dem Festspeicher 33 über die logische Speichervorrichtung 27, das Aufnahmeregister 11 und die Einheit 4 auf den Eingang 20 der Einheit 19 gegeben. Der Wert der Autokorrelationsfunktion gelangt aus der logischen Speichervorrichtung 27 zum Eingang 21 der Einheit 19 auf gleiche Weise, wie oben beschrieben. In der Einheit 19 werden die Cosinus-Werte und die Werte der Autokorrelationsfunktion Rx_x(J) multipliziert und das Ergebnis wird vom Ausgang der Einheit 19 in die logische Speichervorrichtuiig 27 eingeschrieben. Dabei wird die Rechengenauigkeit durch die Häufigkeit der Wiederholungen der Multiplikation der Ordinate der Autokorrelationsfunktion R_xx(l)mit dem Wert von

35

40

bestimmt Dann erhält man auf ähnliche Weise den folgenden Wert von

cos — I ■ ρ k

und der Vorgang wiederholt sich unter Multiplikation mit dem Wert der zweiten Ordinate der Autokorrelationsfunktion Rx_x(I) und so weiter. So wird »b«-im\ verfahren. Der gesamte Rechenzyklus der Spektraldichte S_x(P), deren Ergebnis in der logischen Speichervorrichtung 27 gespeichert wird, läuft in 2 ^-Arbeitstakten ab.

Zur Berechnung des Wertes der unbedingten Entropie H(x) bzw. H(y) von Zufallsprozessen schaltet die Einheit 38 von den Einheiten 2,3,4,5 den Generator 1 für Zufallszahlen ab und Hefen Steuersignale, wobei ein Signal von den letztgenannten auf den Eingang 64 des Quantisierungsschrittzählers 35 gegeben wird. Bei der Berechnung des Wertes der unbedingten Entropie H(x), H(y) werden die Wahrscheinlichkeiten jedes beliebigen /-ten Zustandes der Realisierung *,· eines Zufallsprozesses als Häufigkeit, mit der die Werte dieser Ergebnisse in die entsprechenden Amplitudenintervalle im ausgewählten Feld Wgeraten, bewertet

Die Zufallsimpulsfolge, die durch die Zufällsfunktionen H(t)bzw. Y(t)beschrieben wird, gelangt jeweils auf den Mehrkanaleingang 6 bzw. 7 der Einheiten 4 bzw. 5, an deren Mehrkanaleingängen 36 bzw. 37 Signale von den Mehrkanalausgängen des Quantisierungsschrittzählers eintreffen. Mittels der Einheiten 2 bzw. 3 und des genannten Zählers 13 wird die Nummer des Amplitudenintervalls der Realisierung x„ dessen Wert im Binärkode dargestellt ist, ermittelt Von dem Mehrkanalausgang der Einheit 2 bzw. 5 gelangen diese Werte des Amplitudenintervalls der Realisierung x, über die Einheit 54 zum Eingang 65 der logischen Speichervorrichtung 27 und werden mit Hilfe der Einheiten 22, 23 und 26 in die Vorrichtung 27 eingespeichert, wo die Zahl der Realisierungen x* die in das entsprechende Amplitudenintervall geraten sind, aufbewahrt und ausgezählt wird. Bei Auswahl des hiformationsfeldes mit dem Gehalt N = 2* wobei k = 1,2... wein ganzer Grad der Basis des Binärzahlensystems ist, wird die

Division-^ bei der Ermittlung der Wahrscheinlichkeit pt,

mit der die Werte der Zufallsimpulsfolge in das Amplitudenintervall geraten, durch eine Kommaübertragung in dem Wert jeder Realisierung x, ersetzt, d. h. es findet eine Verschiebung der Information in der logischen Speichervorrichtung 27 statt Diese Signale gelangen vom Mehrkanaleingang 34 der Speichervorrichtung 27 zum Mehrkanaleingang des Festspeichers 33. Vom Mehrkanalausgang des Festspeichers 33 wird die dem Wert Pj ■ 1Og₂P/ proportionale Information auf den Mehrkanaleingang 30 der logischen Speichervorrichtung 27 als erster Operand gegeben. Dann werden auf ein von der Betriebsartensynchronisiereinheit 38 kommendes Steuersignal die Werte eines Korrekturkoeffizienten a„ ausgeliefert. Diese Werte a„ gelangen über den Mehrkanaleingang 30 der Speichervorrichtung 27 als zweiter Operand. In der logischen Speichervorrichtung 27 werden die Werte Pi ■ log2.P1 mit dem Korrekturkoeffizienten a„ addiert und das Ergebnis als Wert der unbedingten Entropie H(x) gelangt über den Mehrkanalausgang der Vorrichtung 27 auf die Ausgangsschienen 31 und weiter auf periphere Geräte.

Bei der Berechnung der bedingten Entropie H(x/y) wird mit Hilfe der Einheit 54 und der Betriebsartensynchronisiereinheit 38 von den oben genannten Einheiten 2, 3, 4, 5 der Generator 1 für Pseudozufallszahlen abgeschaltet und der Quantisierungsschrittzähler wird in Betrieb gesetzt, der die Anzahl von in einem Paar der Meßwerte einer Zufallsfolge

X_k Λ X_k+ ,, .Vj₊ , Α ΛΓ_Α+ j, USW.

enthaltenen Stufen ermittelt Dann wird mittels der Einheit 54 entsprechend einer bestimmten Stufe der Adressenkode in den Registern 22 und 23 für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle eingestellt. Hierbei steht der Inhalt des Registers 22 für die höchste Adressenstelle mit der Nummer einer Zone in Übereinstimmung, die nach dem ersten Meßwert aus der Gesamtheit zweier Abtastwerte bestimmt wird und eine Funktion von der Anzahl der im gegebenen Meßwert enthaltenen Stufen »i« dargestellt Der Inhalt des Registers 23 für die niedrigste Stelle stimmt wiederum mit der Nummer einer Speicherzelle der logischen Speichervorrichtung 27 innerhalb einer Zone überein, die nach dem zweiten Meßwert bestimmt wird und der Anzahl der im zweiten Meßwert enthaltenen Stufen »j« entspricht Dann wird der Adressenkode in der Einheit 25 dekodiert und auf den Mehrkanaleingang 28 der logischen Speichervorrichtung 27 gegeben. Die Anzahl dieser Meßwerte kp bzw. Av, die in eine entsprechende Zelle der logischen Speichervorrichtung 27 geraten sind, wird mittels eines in der logischen Speichervorrichtung 27 vorgesehenen Zählers ermittelt, der den Inhalt dieser Speicherzelle um eine Eins erhöht.

Die Werte kß und kj dienen als Argumente der Funktionen

deren Einzelwerte in dem Festspeicher 33 gespeichert sind. Des weiteren läuft die Berechnung der bedingten Entropie auf die Addition der Werte der Funktionen η in der logischen Speichervorrichtung 27 hinaus, welche vom Festspeicher 33 entsprechend den Adressen gelesen werden, die durch den Inhalt der entsprechenden Zellen der logischen Speichervorrichtung 22 mit betreffenden Korrekturkoeffizienten a_ft deren Werte ebenfalls im Festspeicher 33 gespeichert sind, bestimmt werden.

Somit kann durch Berechnung der oben genannten statistischen Kenndaten im reelen Zeitmaßstab, insbesondere der unbedingten H(x) und der bedingten Entropie H(x/y) mit Hilfe des erfindungsgemäßen spezialisierten Digitalrechners eine vollständige Verarbeitung der betreffenden hydrometeorologischen Infor- mation, die durch zufällige Prozesse dargestellt ist, durchgeführt werden. Die Kenntnis der statistischen Kenndaten, insbesondere der bedingten und der unbedingten Entropie, erlaubt es, sichere sowohl kurzzeitig als auch langfristige hydrometeorologische Prognosen zu machen.

Die Funktion der in Fig.2 abgebildeten logischen Speichervorrichtung arbeitet wie folgt .

Die Information kommt über die Mehrkanaleingangsschienen 30, den Mehrkanaleingang 74 in den Stellenverteiler 75, der einen Zähler und ein Register (in der Zeichnung sind diese beiden nicht gezeigt) enthält, über die Logikeinheit 76, den Mehrkanaleingang, die Stellenverstärkereinheit 70 und den Mehrkanaleingang 71 in die Informationsspeicher 66.

Die Informationsverarbeitung beruht auf der Formierung eines d-stelligen Wortes von modulo-2-Summen Z und eines nach links um eine Stelle verschobenen Wortes von Überträgen Q. Nachdem man des erste Wort einer moduIo-2-Summe und das erste Übertragswort erhalten hat, wird die Prüfung der Worte der Übergänge durchgeführt Wenn Q Φ 0 ist, wird der Additionszyklus wiederholt, wobei die Operation der stellenweisen modulo-2-Addition zwischen dem Wert der modulo-2-Summe und dem um eine Stelle in « Richtung der höherwertigen Stellen verschobenen Übertragswort ausgeführt wird. Ist Q gleich 0, dann ist der Additionsvorgang abgeschlossen. Informationsaustausch und -übertragung erfolgen über die Verteiler 75, die Logikeinheit 76, den Informationsspeicher 66 und die Einheit 72. Hierbei wird die Verschiebung Invertierung und die modulo-2-Addition der im Informationsspeicher 66 gespeicherten Operanden in der logischen Speichervorrichtung 76 verwirklicht. Die Adresse gelangt dabei über den Mehrkanaleingang 28 (Fig. 1) der logischen Speichervorrichtung 27 auf den Mehrkanaleingang 68 (F i g. 2) der Adressenverstärkereinheit 67. Vom Mehrkanalausgang der letzteren kommt die Adresse in den Informationsspeicher 66 und wählt mit Hilfe der von der Synchronisierschaltung 79 gesteuerten Einheit 87 die gewünschte Speicherzelle aus. Die Anzahl der Meßwerte einer zufälligen Folge ky, und k, wird mittels des Zählers des Stellenverteilers 75 ausgezählt und die Ergebnisse werden in eine Speicherzelle des Informationsspeichers 76 eingeschrieben. Die Ablesung der im Informationsspeicher 66 befindlichen Information wird mittels der Adressenver-'♦ärkereinheit 67 vorgenommen, wobei die Information vom Mebrkanalausgang des Speichers 66 ober den einen Mehrkanalausgang der Ausgangseinheit 72 auf die Ausgangsschienen 31 (Fig. 1) der logischen Speichervorrichtung 27 und über den anderen Mehrkanalausgang des Stellenverteilers 75 zu ihrer Regenerierung auf den Mehrkanaleingang 74 (Fig.2) gegeben wird. Die Einheit 54 (F i g. 3) arbeitet wie folgt

Wenn in die Einheit 10 bzw. 11 (F i g. 1) die der Einheit 3 bzw. 2 zur Wahrscheinlichkeitsabrundung entnommenen statistisch abgerundeten Zahlen eingeschrieben werden, gelangen diese über den Mehrkanaleingang 56 bzw. 55 der Einheit 54 zum Mehrkanaleingang 95 bzw. 94 (Fig.3) der Eingangstoreinheiten 93 bzw. 92 der Einheit 54. Von den Mehrkanaleingängen der Eingangstoreinheiten 93 und 92 wird die genannte information jeweils auf die Mehrkanaleingänge 103 und 104 der ersten und vierten Einheit 98 bzw. 101 oder auf die Mehrkanaleingänge 105 und 106 der zweien und fünften Eingangstoreinheit 99 bzw. 102 gegeben. Treffen die Steuersignale von der Betriebsartensynchronisiereinheit 38 aus (Fig. 1) über den Mehrkanaleingang 59 der Einheit 54 an den jeweiligen Mehrkanaleingängen 107 (F i g. 3), 108,111 bzw. 112 ein, so kommen von den entsprechenden Mehrkanalausgängen der ersten, zweiten, vierten und fünften Ausgangstoreinheiten 98, 99, 101 bzw. 102 je nach Betriebsart Signale in die Aufnahmeregister 11,12 (F i g. 1), in die Register 22 und 23 für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle. Die Folge von gleichmäßig verteilten Zahlen, die von der Betriebsartensynchronisiereinheit 38 über den Mehrkanaleingang 59 und die Mehrkanaleingänge 109 und 110 (F i g. 3) der dritten Eingangstoreinheit 100 kommt, wird bei der Berechnung der unbedingten und bedingten Entropie H(x) bzw. H(XZy) in Abhängigkeit von den Steuersignalen von deren Mehrkanalausgang auf die Einheiten 2,3,4,5(Fi g. 1) zur Wahrscheinlichkeitsabrundung gegeben oder nicht gegeben. Bei Berechnung der unbedingten und bedingten Entropie H(x) bzw. //(*/# gelangen die Steuersignale über den Mehrkanaleingang 59 der Einheit 54 zu den Eingängen 121 (F i g. 3) und 122 der Schaltung 117, den Eingang 123 der Schaltung 118, auf deren anderen Eingang 124 ein Signal vom Ausgang der Schaltung 117 gegeben wird. Dann wird vom Ausgang der Schaltung 118 das Signal dem Eingang 64 (F i g. 1) des Quantisierungsschrittzählers 35 zugeführt. Beim Eintreffen des Adressenkodes am Mehrkanaleingang 60 der Einheit 54 gelangt dieser zu den Mehrkanaleingängen 114 und 115 der UND-Einheit und vom Ausgang der letzteren zu einem Eingang 119 des UND-Gliedes 116, dessen anderem Eingang 120 ein Steuersignal vom Mehrkanaleingang 59 der Einheit 54 zugeführt wird. Vom Ausgang des UND-Gliedes 116 kommt das Signal zum Eingang 65 (Fig. 1) der logischen Speichervorrichtung 27. Der Festspeicher 33 (F i g. 4) arbeitet wie folgt Der Adressenkode gelangt Über den Mehrkanaleingang 34 (Fig. 1) des Festspeichers 33, über das Eingangsregister 132 (Fig.4) zum Mehrkanaleingang 133 des Adressendekodierers 130, wo er dekodiert wird, und vom Ausgang des letzteren über die Adressenverstärkereinheit 128 und den Mehrkanaleingang 129 zur Konstanteneinheit 125. Vom Mehrkanalausgang der Konstanteneinheit 125 wird der ausgewählte Kode einer Zahl über das Ausgangsregister 126 den Ausgangsschienen 31 (Fig. 1) sowie auf ein von der Einheit 135 zur örtlichen Steuerung kommendes Signal dem Mehrkanaleingang 134 des Eingangsregisters 132 usw. zugeführt.

Auf solche Weise erfolgt der unbedingte Sprung auf die nächste Adresse des Festspeichers 33 (Fig. 1), Auf die Signale der Einheit 135 (Fig,4) zur örtlichen Steuerung wird die Adressenauswahl zyklisch vorgenommen, wobei die Erhöhung der Adresse um t mittels des Eingangsregisters erfolgt, das mit einem Adressenregister und einem Adressenzähler versehen ist.

Der erftndungsgernäße spezialisierte Digitalrechner bietet die Möglichkeit, statistische Kenndaten zufälliger Prozesse, z, B, die bedingte Entropie zu rechnen, was seine Funktionsmöglichkeiten erweitert, den apparativen Aufwand vermindert und die Servicemöglichkeiten verbessert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1, Spezialisierter Digitalrechner zur statistischen Informationsverarbeitung, der einen Generator für Zufallszahlen, der zur Gewinnung einer zufälligen gleichmäßig verteilten Folge von pseudozufälligen Zahlen dient, vier Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information, die für die lineare Umsetzung des Kodes in seine Wahrscheinlichkeit und zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Zahlen bestimmt sind und elektrisch mit dem Generator für Zufallszahlen in Verbindung stehen, wobei die Mehrkanaleingänge der ersten und zweiten Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information mit den entsprechenden Eingangsinformationsschienen verbunden sind, eine Schieberegistereinheit, drei Aufnahmeregister, wobei die Mehrkanaleingänge der ersten zwei Aufnahmeregister elektrisch mit den Mehrkanalausgängen der entsprechenden Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden sind, während der Mehrkanaleingang des dritten Aufnahmeregisters mit dem Mehrkanaleingang des ersten Aufnahmeregisters, das an die dritte Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information angeschaltet ist, vereinigt und an den Mehrkanalausgang der Schieberegistereinheit angeschlossen ist, der mit ihrem Mehrkanaleingang, mit den Mehrkanalausgängen der zwei letzten Aufnahmeregister und mit dem Mehrkanaleingang der vierten Einheit zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden ist, und eine Einta^^multiplikationseinheit zur Wahrscheinlichkersmultiplikation von Zahlen, deren Eingänge jeweils mit der Ausgängen der zwei letzten Einheiten zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information verbunden sind, von denen eine an den Ausgang der Eintaktmultiplikationseinheit gelegt ist, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Register (22) für die höchste Adressenstelle und ein Register (23) für die niedrigste Adressenstelle, wobei der Ausgang des Registers (23) für die niedrigste Adressenstelle mit dem Eingang (24) des Registers (22) für die höchste Adressenstelle verbunden ist, einen Dekodierer (25), dessen Mehrkanaleingang (26) an die Mehrkanalausgänge der Register (22) und (23) für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle angeschlossen ist, eine logische, zur Akkumulierung, Aufbewahrung von Informationen, zur Addition von Zahlen und Addition von Eins-Zahleninkrementen dienende Speichervorrichtung (27), deren Eingänge (28,29,30) mit dem Mehrkanalausgang des Dekodierers (25), dem Ausgang der Eintaktmultiplikationseinheit (19) und dem eigenen Mehrkanalausgang verbunden ist, wobei der letztere mit Ausgangsschienen (31), den Mehrkanaleingängen (6,7) der zwei ersten Einheiten (2, 3) zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information und dem Mehrkanaleingang (15) des Aufnahmeregisters (11) in Verbindung steht, während der Ausgang der logischen Speichervorrichtung (27) an den Eingang (32) des Registers (23) für die niedrigste Adressenstelle gelegt ist, einen zur Speicherung von harmonischen Funktionen, »Korrelationsfenster«-Funktionen, logarithmischen Funktionen, Korrekturkoeffizienten und zur Speicherung von Mikrobefehlen bestimmten Fcstspeichcr (33), dessen Mehrkanalausgang mit dem

Mehrkanaleingang (30) der logischen Speichervorrichtung (27) und dessen Mehrkanaleingang (34) mit dem Mehrkanalausgang der logischen Speichervorrichtung (27) verbunden ist, einen Quantisierungsschrittzähler (35) zur Ermittlung des Amplitudenintervalls der Information, dessen Mehrkanalausgänge an die Mehrkanaleingänge (36, 37) der Einheiten (2, 3) zur Wahrscheinlichkeitsabrundung angeschlossen sind, eine Betriebsartensynchronisiereinheit (38), deren Mehrkanaleingang (39) und Mehrkanalausgang an den Mehrkanalausgang und den Mehrkanaleingang (39) des Festspeichers (33) und deren Mehrkanaleingang (40) an den Mehrkanalausgang des Generators (1) für Zufallszahlen angeschlossen sind, wobei der Ausgang der genannten Betriebsartensynchronisiereinheit an die Eingänge (41, 42, 43, 44) der Einheiten (2 und 5) zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information, an die Eingänge (45,46) der Register (22 und 23) für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle, den Eingang (47) des Dekodierers (25), den Eingang (48) des genannten Generators (1), an die Eingänge (49, 50, 51) der Aufnahmeregister (11, 12, 13), den Eingang (52) der logischen Speichervorrichtung (27) und den Eingang (53) der Schieberegistereinheit (10) gelegt ist, einen zur Informationsverteilung je nach Betriebsart des spezialisierten Digitalrechners dienenden Verteilungsblock (54), dessen Eingänge (57, 58) und Mehrkanaleingänge (55,56,59,60) jeweils an die Ausgänge und die Mehrkanalausgänge der oben erwähnten Einheiten (2, 3), den Mehrkanalausgang der Betriebsartensynchronisiereinheit (38), den Mehrkanalausgang der Register (22 und 23) für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle angeschlossen sind und dessen Mehrkanalausgänge mit dem Mehrkanaleingängen (36,37, 60', 60" der Einheiten 2, 3, 4, 5) zur Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information, den Mehrkanaleingängen (61, 62) der Register (22 und 23) für die höchste bzw. niedrigste Adressenstelle, dem Mehrkaiisleingang (15) des Aufnahmeregisters (11), dem Mehrkanaleingang (63) des Aufnahmeregisters (12), dem Eingang (64) des Quantisierungsschrittzählers (35) und dem Eingang (65) der logischen Speichervorrichtung (27) in Verbindung stehen, enthält.
2. Spezialisierter Digitalrechner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Speichervorrichtung (27) einen Informationsspeicher (66), eine Adressenverstärkereinheit (67), deren Mehrkanaleingang (68) an den Mehrkanalausgang des Dekodierers (25) angeschlossen und deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang (69) des Informationsspeichers (66) verbunden ist, eine Stellenverstärkereinheit (70), deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang (71) des Informationsspeichers (66) in Verbindung steht, eine Ausgangseinheit (72), deren Mehrkanaleingänge (91, 73) mit dem Mehrkanalausgang des Informationsspeichers (66) und dem Ausgang der Betriebsartensynchronisiereinheit (38) verbunden und deren Mehrkanalausgänge an die Ausgangsschienen (31) und den Mehrkanalausgang des Festspeicheis ' 15) gelegt sind, eine Synchronisierschaltung (79), deren Mehrkanalausgang (90) mit dem Ausgang !er Betriebsartensynchronisiereinheit (38) und deren Ausgang mit dem Eingang (32) des Registers (23) für die niedrigste Adressenstelle verbunden ist, einen Stellenverteiler (75), der zur Aufnahme und Zwi-

scherispeicherting von Informationen und Addition von Eins-Inkrementen bestimmt ist, eine Logikeinheit (76) zur Addition von Zahlen, deren Mehrkanalausgang mit dem Mehrkanaleingang der Stellenverstärkereinheit (70) und deren Mehrkanaleingänge ■> (78, 81) mit dem Mehrkanaleingang der Synchronisierschaltung (79) und mit dem Mehrkanalausgang des Stellenverteilers (75) verbunden sind, dessen Eingänge (80,82) an den Ausgang der Synchronisierschaltung (79) und an den Ausgang der Einheit zur w Wahrscheinlichkeitsabrundung der Information gelegt sind, während der Mehrkanaleingang (74) des Stellenverstärkers (75) an den Mehrkanalausgang des Festspeichers (33) angeschlossen ist, eine Vorzeichenanalyseschaltung(83), deren Eingang (84) i~> und Ausgang mit dem Ausgang und Eingang (85) des Stellenverteilers (75) verbunden sind, wobei der Eingang (86) dieser Schaltung (83) mit dem Ausgang der Synchronisierschaltung (79) in Verbindung steht, und eine Operandenmerkmalseinheit (87), deren 2n Mehrkanalausgang an den Mehrkanaleingang (88) des Informationsspeichers (66) und deren Mehrkanaleingang (89) an die Synchronisierscnaltung (79) angeschlossen ist, enthält.