Вероятностное множительно-суммиру-ющее устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

РеспХблнк

< 1830398

Ф

4%

« .r г "" ") (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 090779 (2{) 2793903/18-24 с присоединением заявки М (51)М. Кл.

G 06 F 15/Зб

Государствеииый комитет

СССР яо делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

° Опубликовано 150581, Бюллетень Н9 18 (53) УДК б81.3 (088.8) Дата опубликования описания 1505.81 (72) Авторы . изобретения

А.В. Яковлев и В.В. Яковл в

Й{:: .

/ т . 1

- .I :

P 3 ) За яв итель.(1 (54) ВЕРОЯТНОСТНОЕ МНОЖИТЕЛЬНО-СУММИРУЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычислительной .технике и предназначается для вычисления функций ах + ву (а, Ь, х, Т 6 {, а + Ь (1) в стохастических вычислительных машинах.

Известны вероятностные множительные и суммирующие устройства, содержащие преобразователи число-- — вероятность, генераторы случайных равномерно распределенных чисел, регистры хранения, схемы сравнения, логические схемы И, ИЛИ, НЕ )1) и Г2) . Недостаток этих устройств — ограниченные, функциональные возможности, так как константы ка"и "в" в них связаны жестким соотношением а =

1 - в. наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для умножения многоразрядных чисел, содержащее первый и второй приемные регистры, входы которых являются входами устройства, первый и второй 25 блоки сравнения, первые входы которых соединены с первыми выходами соответственно первого и второго приемного регистра, датчик случайных чисел, выходы которого соединены со вторыми входами блоков сравнения, счетчик-накопитель, выход которого является выходом устройства, дешифратор, дополнительный счетчик, первый и второй блоки элементов ИЛИ, элемент ИЛИ, вторые выходы первого и второго приемных регистров соединены соответственно с первым и вторым входами дешифратора, третий и четвертый входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго блоков сравнения, первая и вторая группа выходов дешифратора соединены со входами соответственно первого и второго блоков элементов

ИЛИ, выходы которых соединены со входами дополнительного счетчика, выход дополнительного счетчика подключен. к первому, а выход дешифратора — ко второму входам элемента

ИЛИ, выход которого соединен со входом счетчика-накопителя ГЗ) .

Недостатком этого устройства,является невозможность одновременного выполнения операций умножеиия и сум-. мирования при независимом задании несовместных констант "а и "a.. ь . и

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устрой830398 ства за счет обеспечения одновременного выполнения операций умножения и суммирования при независимом задании констант "а"и "s"(а + в < 1) умножения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый и второй регистры хранения, входы

Которых являются входами констант умножения устройства, первый и второй блоки сравнения, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго регистров хранения, генератор случайных чисел, выходы которого соединены со вторыми входами блоков сравнения, зле;лент ИЛИ, дополнительно введены первый и второй преобразователи число вероятность, элемент НЕ, первый и второй элементы И, выходы которых соединены са входами элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ является выходом Щ устройства, входы первого и второго преобразователей число — вероятность являются входами устройства для переменных, а выходы — соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, выход перво. го блока сравнения соединен со вторым входом первого элемента И непосредственно и со вторым входо;л второго элемента И через эгемент HE выход второго блока сравнения соединен с третьим входом второго элемента И.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит первый преобразователь число — вероятность 1, второй преобразователь число — вероятность 2, первый регистр 3 хранения, первый блок 4 сравнения, гене- 4р ратор 5 случайных чисел, второй регистр б хранения, второй блок 7 сравнения, элемент НЕ 8, первый элемент

И 9, второй элемент И 10, элемент

ИЛИ 11.

Выход первого преобразователя число — вероятность 1 соединен с первым входом первого элемента И 9, второй вход которого подключен к входу элемента НЕ 8 и к выходу первого блока 4 сравнения, первая группа входов которого соединена с выходами первого регистра 3 хранения, вторая группа входов — с выходами генер (тора 5 случайных чисел и второй ,груФюй входов второго блока 7 сравнения, первая группа входов которого подключена к выходам второго регистра б хранения, а выход — к третьему входу второго элемента И 10, первый и второй входы которого соеди- gp иены соответственно с выходом второго преобразователя число — вероятность 2 и с выходом элемента HE 8, а выход — с входом элемента ИЛИ 11, другой вход которого подключен к 65 выходу первого элемента И 9, а выход является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Первый и второй преобразователи число — вероятйость 1 и 2 вырабатывают на своих выходах случайные взаимно независимые бинарные последовательности с математическими ожиданиями соответственно х и у. Константы умножения "а" и "в" задаются независимо. При этом в регистры 3 и б хранения в исходном положении записываются соответственно числа "а" и "а" + в . При этом на выходах блоков

4 и 7 сравнения образуются случайные бинарные последовательности с математическим о::<иданием соответственно Ы и "а + в". Так как вторые группы входов блоков 4 и 7 сравнения объединены, то между последовательностями на выходах этих блоков существует положительная взаимная корреляция, причем

Ка, а + в = а(1-а-в) . а между последовательностями на выходах элемента HE 8 и блока 7 сравнения соответственно присутствует отрицательная взаимная. корреляция того же уровня, т.е.

К„, =-Ка, а+ в

Математическое ожидание М„ и М последовательностей на выходах соответственно первого и второго элементов И

М., = ах, М = у (1-а) (а+в) + К„с.> а+в = ву, причем обе эти последовательности несовместны, так как управление элементами И 9 и 10 осуществляется взаимно инверсными значениями последовательности, генерируемой на выходе блока 4 сравнения.

Следовательно математическое ожидание М3 последовательности на выходе элемента ИЛИ 11 находят путем суммирования

M3-— М„+ М2= ax+ sy

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляются одновременное выполнение операций умножения и суммирования, причем"а и в" задаются независимо, достаточно потребовать только, чтобы а + в < 1.

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключается в существенном расширении функциональных возможностей при реализации зависимостей вида ах + ву за счет обеспечения независимого задания констант умножения "а" и в, что, в свою очередь, позволяет рассматривать это устройство как устройство универсальное.

Формула изобретения

Вероятностное множительно-суммирующее устройство, содержащее пер830398

ВНИИПИ Заказ 3709/79 Тираж 745 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вый и. второй регистры хранения, входы которых являются входами констант умножения устройства, первый и второй блоки сравнения, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго регистров хранения, генератор случайных чисел, выходы которого соединены со вторыми входами блоков сравнения, элемент ИЛИ, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения независимого задания констант умножения, оно содержит первый и второй преобразователи число вероятность, элемент НЕ, первый и второй элементы И, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ является выходом устройства, входы первого и второго преобразователей число — вероятность являются входами устройства для 20 переменных, а выходы — соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, выход первого блока сравнения соединен со вторым входом первого элемента И непосредственно и со вторым входом второго элемента И через элемент НЕ, выход второго блока сраВнения соединен с третьим входом второго элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Яковлев В.В., Федоров Р.Ф.

Стохастические вычислительные машины. Л., "Машиностроение", 1974, с. 43-70.

2. Авторское свидетельство СССР

М 613322, кл. G 06 F 15/36, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2726045, кл. G 06 F 15/36, 18.06.78 (прототип).