Вероятностное устройство для вычисления целых степенных функций

 

ВЕРОЯТНОСТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЦЕЛЫХ СТЕПЕННЫХ ФУНКЦИЙ, содержащее преобразователь число - вероятность, вход которого является входом устройства, регистр сдвига, вход которого соединен с выходом преобразователя число - вероятность, блок элементов И, первый вход которого подключен ко входу устройства, интегратор, вход которого соединен с выходом блока элементов И, а выход является выходом устройства , отличающееся тем, что, с целью упрощения , оно содержит элемент НЕ, вход которого подключен к выходу преобразователя , число - вероятность, а выход соединен с входом сброса регистра сдвига, выход регистра сдвига соединен с вторым входом блока элементов И.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 5(5D Сю 06 F 7 70

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO

Cb

>ВЫ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3462797/18-24 (22) 02.07.82 (46) 15.12.83. Бюл. № 46 (72) В. В. Яковлев, О. С. Мальченкова, Р. Ф. Федоров, А. В. Яковлев и Г. В. Добрис (71) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад.В. Н. Образцова (53) 681.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 756414, кл. G 06 F 15/36, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 739545, кл. G 06 F 15/36, 1977 (прототип) .

„„Я0„„1061140 А (54) (57) ВЕРОЯТНОСТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЦЕЛЫХ СТЕПЕННЫХ ФУНКЦИЙ, содержащее преобразователь число — вероятность, вход которого является входом устройства, регистр сдвига, вход которого соединен с выходом преобразователя число — вероятность, блок элементов И, первый вход которого подключен ко входу устройства, интегратор, вход которого соединен с выходом блока элементов И, а выход является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью упрошения, оно содержит элемент НЕ. вход которого подключен к выходу преобразователя, число — вероятность, а выход соединен с входом сброса регистра сдвига, выход регистра сдвига соединен с вторым входом блока элементов И.

1061140

Изобретение относится к вычислительной технике и можеттт быть применено в вероятностных вычислительных устройствах при вычислении степенных функций вида хп (и — целое положительное число, х

= Π— -1).

Известно устройство для вычисления целых степенных функций, содержащее линейные преобразователи число — вероятность, регистры сдвига, элементы И (1).

Недостатком его является низкая точность, обусловленная применением метода однократного кодирования чисел х, и большая аппаратурная сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является вероятностное устройство для вычисления целых степенных функций, содержащее греобразователь число — - вероятность, регистр сдвига, блок элементов И и интегратор, выход которого является выходом устройства, а вход соединен с выходом блока элементов И, первый вход блока элементов И соединен с входом устройства и с входом преобразователя число— вероятность, выход которого соединен с входом регистра сдвига (2).

Недостатком этого устройства является большая аппарату рная сложность.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается т«м, что вероятностное устройство для вычисления целых степ«нных функций, содержащес преобразоват«ль число — вероятность, вход которого является входом устройства, регистр сдвига, вход которого соединен с выходом преобразователя число — вероятность, блок элементов И,первый вход которого подклкчен ко входу устройства, интегратор вход которого соединен с выходом блока элементов И, а выход является выходом устройства, содержит элемент НЕ, вход которого подключ«н к выходу преобразователя числовероятность, а выход соединен с входом сброса регистра сдвига, выход регистра сдви. га со«динеп с вторым входом блока элементов И.

На черт«же прив«дена схема устройства.

Устройство содержит иреобразоват«ль число -- вероятность, регистр 2 сдвига,эл«мент 3 НЕ, блок 4 элементов И, интегратор 5, вход 6 и вы ход 7 устройства.

Вход 6 устройства соединен с первым входом блока 4 элементов И и с входом преобразователя 1 число — вероятность, выход которого подключен ко входу регистра 2 сдвига и ко входу элемента 3 HE. Выход элемента 3 НЕ соединен с входом сброса регистра 2 сдвига, выход которого подключен ко второму входу блока 4 элементов И.

Выход блока 4 элементов И соединен с входом интегратора 5, выход которого является выходом 7 устройства.

2

Известно, что если на вход устройствапрототипа подан цифровой код х, то математическое ожидание последовательности случайных многоразрядных кодов Z; (i номер машинного такта), вырабатываемой на выходе блока элементов И, равно (1)

При интегрировании по времени этой последовательности в интеграторе 5 образуется с заданной точностью оценка искомой величины х".

В предложенном устройстве входные величины х подаются на вход преобразователя 1 число — вероятность, на выходе которого образуется случайная тактированная последовательность двоичных символов с вероятностью появления единиц в этой последовательности, равной Р(у; = 1) = x.

Эта последовательность поступает далее на вход элемента 3 HE и на вход регистра 2 сдвига. Логика его работы такова, что единица на выходе регистра, имеющего и

2 разряда, появляется только в том случае, если количество единиц в серии последовательности у не меньше числа п — (т.е.

Yi = Y1.1 = Yi+ = Yi.Ç = "= Y itl 1=

В противном случае (если в любом месте этой серии присутствует нуль) элемент 3 НЕ обеспечивает сброс регистра и, таким образом, возврат к анализу очередной серии из единичных символов в последовательности у;.

Таким образом, в последовательности Т; на выходе регистра 2 сдвига вс«серии единиц, длина которых меньше п — 1, заменяются нулями, а серии большей длины заменяются на с(подряд следующих единиц, где с(— число единиц, подряд следующих в поедовательности у;,„,, у;„„,у;„,,с..., у1,„„(Поскольку символы, записанные в разрядах регистра 2 сдвига,не коррелированы между собой и принадлежат одной н той же последовательности у; с вероятностью появления в ней единицы Р (у, ) = i,òî вероятность появления единицы в последовательности

Р- (1

1, хч! ) = х . В блоке 4 элементов И осуи. етвляется перемножение этой последовател:.ности с входной детермированной в«ан иной, т.е. на выходе блока 4 элементов И ооразуется последовательность многоразряд ных случайных кодов с математическим ожиданием M> — — х, что в точности соответств)1l ет (1). Это подтверждает факт реализации одной и той же математической зависимостн в предложенном устройстве и в устройствепрототипе. Однако требуемые затраты оборудования при этом меньше, а схема устройства проще за счет замены (n — 1) -входового элемента И на элемент НЕ.

Таким образом, технико-экономический эффект предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в его упро

;цении, что облегчает и удешевляет технологию изготовления.