Преобразователь код-вероятность

 

Изобретение относится к области вычислительной техники. Цель изобретения - увеличение быстродействия преобразователя. Преобразователь содержит п -разрядный генератор равномерно распределенных чисел, п-разрядный регистр преобразуемого кода, логические элементы и группы логических элементов И, НЕ, ИЛИ, соединенных в соответствии с решаемой задачей . Преобразователь может быть использован совместно с генератором рандомизированных псевдослучайных чисел либо с другим генератором, вырабатывающим случайную последовательность двоичных символов, в качестве преобразователя код-вероятность для стохастических вычислительных машин, у которых случайное появление импульсов возможно лишь в строго фиксированные моменты времени (такты). 2 ил. I (Л ND 00 ОО ьо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 06 Р 15/36

4

k»

1 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ (21) 3610589/24-24 (22) 24.06,83 (46) 23,05.86. Бюл. У 19 (71) Минский радиотехнический институт (72) В . Н. Ярмолик (53) 681 . 3 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 920719, кл. G 06 F 7/58, 1982.

Авторское свидетельство СССР

11 746550, кл. G 06 Р 15/36, 1980. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД вЂ” ВЕРОЯТНОСТЬ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники. Цель изобретения — увеличение быстродействия преобразователи. Преобразователь соSU„„12331?2 А 1 держит п -разрядный генератор равномерно распределенных чисел, и-разрядный регистр преобразуемого кода, логические элементы и группы логических элементов И, НЕ, ИЛИ, соединенных в соответствии с решаемой saдачей. Преобразователь может быть использован совместно с генератором рандомнзированных псевдослучайных чисел либо с другим генератором, вырабатывающим случайную последовательность двоичных символов, в качестве преобразователя код-вероятность для стохастических вычислительных машин, у которых случайное появление импульсов возможно лишь в стра- Ж го фиксированные моменты времени (такты). 2 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано совместно с генератором рандомизированных псевдослучайных чисел либо с другим генератором, вырабатывающим случайную последовательность двоичных символов., в качестве преобразователя код-вероятность, для стохастических вычислительных машин, у которых случайное появление 1О импульсов возможно лишь в строго фиксированные моменты времени (такты).

Цель изобретения — увеличение быстродействия преобразователя.

На фиг.1 изображена функционапь- 15 ная схема преобразователя код-вероятность; на фиг.2 — то же, для случая

n = 3.

Преобразователь код-напряжение сос.тоит из и-разрядного регистра 1 пре- 2Î образуемого кода, п-разрядного .генератора 2 равномерно распределенньгх случайных чисел, и-входного элемента ИЛИ 3, (n — 1) элемента НЕ 4, двухвходового элемента И 5, трехвхо- 25 дового элемента И 6 и группы из (п — 2) элементов И 7, причем выходы первого и второго разрядов иразрядного регистра 1 преобразуемого кода через двухвходовый 5 и трехвходовый 6 элементы И подключены к входам и-входового элемента ИЛИ 3, к второму входу трехвходового элемента И 6 подключен: выход первого элемента НЕ 4, а также n " 2 входам элемента ИЛИ 3 подключены выходы п — 2 элементов И группы из (и-2) элементов И 7, выходы первого и второго разрядов и-разрядного генератора равномерно распределенных 4О случайных чисел 2 подключены соответственно к входам двухвхоцового

5 и трехвходового 6 элементов И, к i-му элементу И группы из (и — 2) элементов И 7 (1. 1, и — 2) подключены выходы (i + 2)-го разряда п-разрядного регистра преобразуемого кода 1 и п-разрядного генератора равномерно распределенных случайных чисел 1, а также к входам i-ro И элемента И 7 подключены выходы i + млнцшнх элементов HE 4, х вхолт

j-го элемента НЕ 4 (j = 1, и — 1).

Выход первого элемента НЕ соединен с третьими входами (п — 2) элементов И группы, выход (1 + 1)-". о.элемента НЕ (1 = 1, и — 2) соединен с соответствующими входами элементов

f = a х„х ..х < HB выходе

П П (n — 2) элемента И блока 7.

Для случая, когда а< = 1, i = 1,n можно показать, что

P(f< =-I) = 0,5," Р(й =1) = 0,25;

Р(f =-!) хе 0,125; ... P(f„ 1) = I/2.

Кроме ".:or o, появление единичных символов на выхоцах элементов И блоков

5 — I являются несовместимыми собыэ" иями, т, е, если f = 1, f

P(f = 1) Для и -"- ЗР(Х =-1) = 0,5; Р(й =1)=

= 0925;.Р(Е -- 1) = 0,125. учитывая, что появление единичных символов на выходах элементов И бло72 2

И группы, начиная с i-го (1. =- ) элемента И группы.

В предлагаемом преобразователе и-разрядный генератор равномерно распределенных случайных чисел 2 может быть;реализован, например на базе и-разрядного регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, определяемой порождающим

Г(олиномом <<э(х) = 1 + <э, х + <х,о x +, г

+ ...+ о „п х . Генератор тактовых импульсов, входящий в состав блока

2,. со< тоит из последовательно включенных инверторов, сопротивления и емкости.

Преобразователь код-вероятность для случая, когда n = 3, работает следующим образом.

Перед началом функционирования устройства на блок 1 записывается код преобразуемого А = а а .. а,{п=З), значения разрядов кода числа А подаются на входы элементов И блоков

5 — 7, С генератора равномерно распредег<енных чисел на остальные входы элементов И подаются прямые или инверсные значения кодов псевдослучайных чисел х = х х ... х где

I 2 П>

Р(х; =: 1) = 0,5. Таким образом, на выходах элементов И формируются выражения следуюших переключательных функций:

f = а,х, — на выходе двухвхо— дового элемента И 5;

a x х, На выходе трех входового элемента И 6;

f = а х х х, — на выходе первого элеи<энта Й блока 7;

4 = а4х.х,хнах, — а выходе второго элемента Й блока 7;

1233! 72 4 ности кода А равной 8 быстродействие увеличивается в 3,3 раза ° где a„ 6 (0,11, i = !, n — разряды преобразуемого кода А.

Дляп=ЗР(у= 1) =а, 2 +

-2 — Ъ

+а 2 +а„2

Например А = 100, т.е. а< = l, а, a, = 0.

На выходах элементов И блоков 6 и 7 формируются значения f и f равные нулю независимо от кода случайного числа Х, а на выходе блока

5 появляются единичные сигналы для х, 1, так как Р(х! = I) Р(х; — 1) = 0,5, то P(fl = 1) 0,5.

На выходе блока 3 появляется единица с вероятностью P(y = 1)

= P(f, =)) = 0,5. Таким образом, происходит преобразование кода числа

А в вероятность. Код числа А необходимо рассматривать как правильную дробь.

Синхронизация работы устройства осуществляется генератором тактовых импульсов, входящим в состав блока 2.

Преимущество предлагаемого преобразователя код-вероятность заключается в существенном повышении быстродействия устройства. Период появления очередного случайного импульса на выходе устройства определяется только величиной Т (, +g +

<<Е tl таким образом, период появления очередного импульса на выходе устройства не может быть меньше величины 3(, . Быстродействие предлагаемого устройства увеличивается в

К = (n +2)/3 раэ, для и 4 К =2, а для и 8 К 3,3, т.е. при раэрядков 5 — 7 являются несовместимыми событиями, вероятность появления единичного символа на выходе блока

3 определяется выражением:

Р(у=1) = а; Р(Е< =1) + а Р{ l) +

+ ° °

+ ... + а„ 2

2S

Формула изобретения

Преобразователь код-вероятность, содержащий {n-1) элементов НЕ, иразрядный генератор равномерно ðàñпределенных чисел, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с выходами первого и второго разрядов и-разрядного регистра преобразуемого кода, второй вход второго элемента И подключен к выходу первого элемента НЕ, а выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами п âõîäîâîãî элемента ИЛИ, выход которого является выходом преобразователя, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит группу из (и — 2) элементов И, выходы которых подключены соответственно к (n-2) входам и-входового элемента ИЛИ, а выходы первого и второго разрядов и-разрядного генератора равномерно распределенных чисел соединены соответственно с вторым входом первого и третьим входом второго элементов И, к первому и второму входам i-го элемента И группы подключены выходы (i +2)-го разря-. дов (i I, и — 2) соответственно и-разрядного генератора равномерно

:распределенных чисел и п-разрядного регистра преобразуемого кода, вход j-то элемента He (j Г, и l<) соединен с выходом -го разряда и-разрядного генератора равномерно распределенных чисел, выход первого элемента НЕ соединен с третьими входами (п — 2) элементов И группы выход ((11)-го элемента НЕ (f. вв1, n — 2) соединен с соответствующими входами элементов И группы, начиная с i-го (i = 8) элемента И групПы т

1233172

Фиа j.

Составитель В.Гребенников

Техред H.Ïoïoaè÷

Корректор А.Тяско

Редактор С.Патрушева

Заказ 2773/52

Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г„ужгород, ул.Проектная,4