RU181260U1 - Вероятностный вычитатель - Google Patents

Вероятностный вычитатель Download PDF

Info

Publication number
RU181260U1
RU181260U1 RU2017139991U RU2017139991U RU181260U1 RU 181260 U1 RU181260 U1 RU 181260U1 RU 2017139991 U RU2017139991 U RU 2017139991U RU 2017139991 U RU2017139991 U RU 2017139991U RU 181260 U1 RU181260 U1 RU 181260U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
probabilistic
subtractor
disjunctor
Prior art date
Application number
RU2017139991U
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Евгеньевич Сапожников
Дмитрий Владимирович Моисеев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2017139991U priority Critical patent/RU181260U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU181260U1 publication Critical patent/RU181260U1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
    • G06F7/48—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
    • G06F7/483—Computations with numbers represented by a non-linear combination of denominational numbers, e.g. rational numbers, logarithmic number system or floating-point numbers
    • G06F7/485—Adding; Subtracting
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/60—Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers
    • G06F7/70—Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers using stochastic pulse trains, i.e. randomly occurring pulses the average pulse rates of which represent numbers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области автоматики и измерительной техники и может быть использована в арифметических устройствах, специализированных и универсальных ЭВМ.Технический результат полезной модели заключается в значительном снижении аппаратного объема устройства в целом, сравнительно с прототипом, достигаемое путем замены схемы Прототипа на схему, содержащую: инвертор, дизъюнктор, однотактный D-триггер, двоичный вычитающий счетчик, аппаратная реализация которой значительно проще.Решение технической задачи достигается изменениями схемы вероятностного вычитателя выполняющего операцию разности между уменьшаемым и вычитаемым, представленными в виде вероятностных отображений.

Description

Полезная модель относится к области автоматики и измерительной техники и может быть использовано в арифметических устройствах, специализированных и универсальных ЭВМ.
Из существующего уровня техники известны вероятностные вычитатели аналогичного назначения, в состав которых входят: первый и второй блоки сравнения, генератор случайных чисел, первый и второй элемент ЗАПРЕТ, стохастический интегратор, элемент ИЛИ, триггер знака. (Стохастический вычитатель, АС №970364, СССР, опубл. 30.10.1982, бюл. №40). Основным недостатком данного прототипа является большой аппаратный объем.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - сокращение оборудования при выполнении операции вычитания над операндами представленными в виде вероятностного отображения.
Данная задача решается за счет того, что схема вероятностного вычитателя содержит инвертор, на вход которого подается уменьшаемое, выход инвертора нагружен на первый вход дизъюнктора, на второй вход которого нагружен прямой выход однотактного D-триггера, на синхровход которого поступает синхроимпульсы, а на информационный вход которого подается вычитаемое, выход дизъюнктора нагружен на декрементирующий вход вычитающего счетчика, инверсный выход которого является выходом всей схемы.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является значительное снижение аппаратного объема устройства в целом, сравнительно с прототипом.
Сущность полезной модели поясняется чертежом Фиг., на котором изображена схема вероятностного вычитателя, в состав которой входит:
1 - инвертер;
2 - дизъюнктор;
3 - однотактный D-триггер;
4 - двоичный вычитающий счетчик.
Для получения разности при представлении уменьшаемого и вычитаемого в виде вероятностных отображений, можно, операцию вычитания реализовать на основе операции сложения используя инверсию вероятностного отображения.
Представление информации в вероятностное отображение поясняется правилом:
Figure 00000001
где хi - i-e значение параметра преобразуемого сигнала X(t);
R(tij) - j-е значение параметра вспомогательного случайного сигнала R(t), изменяющегося в интервале изменениях X(t);
Figure 00000002
- число циклов преобразования сигналах X(t);
Figure 00000003
- количество статистических испытаний каждого значения xi внутри временного интервала Δti=ti+1-ti;
уij - значение вероятностного отображения параметра сигнала xi из ряда Yt(t)={yi1; yi2; … yij; … yiK).
Математическое ожидание случайной последовательности S можно рассматривать как сумму математических ожиданий вероятностных отображений ее членов, то есть
Figure 00000004
Для вспомогательной случайной величины R, распределенной равномерно, имеем:
Figure 00000005
и далее получим
Figure 00000006
В качестве оценки для суммы входных слагаемых получим:
Figure 00000007
Таким образом, сумма вероятностно представленных значений будет равна сумме единиц, входящих в вероятное отображение каждого из операндов, отнесенной к количеству статистических испытаний К и умноженной на значение верхней границы диапазона Хmax.
Для выполнения операции вычитания, выполнив те же действия, что и для сложения двух слагаемых, второе из которых взято с противоположным знаком, из выражения (2) получим:
Figure 00000008
При равномерном распределении вспомогательной случайной последовательности R имеем выражение для вероятностного вычитания
Figure 00000009
Имеем вероятностное отображение уменьшаемого Y1 и вычитаемого Y2:
Y1={y11; y12, … , y1j, … , y1k} и Y2={y21, y22, …, y2j, …, y2k}
где yij - j-ое значение вероятностного отображения величины Х1 и Х2;
Figure 00000010
- количество статистических испытаний при вероятностном преобразовании исходных значений Х1 и Х2 представленных в двоичном позиционном коде.
Инвертируя все разряды вероятностного отображения уменьшаемого Y1 получим:
Figure 00000011
Применив это свойство к первому операнду при сложении двух чисел, получим
Figure 00000012
Проинвертируем выражение (9):
Figure 00000013
Из выражения (10) видно, что разность двух вероятностно представленных чисел можно найти через сумму, проинвертировав первый операнд и результат операции.
При этом необходимо применять нормирование:
Figure 00000014
Процессы в схеме вероятностного вычитателя протекают в следующей последовательности. После подачи на схему электропитания, в двоичный вычитающий счетчик заносится значение К - количество статистических испытаний, вероятностное отображение уменьшаемого поступает на вход инвертора (1), на выходе которого в результате инвертировании всех разрядов вероятностной последовательности получаем значение 1-Y1, которое поступает на первый вход дизъюнктора (2), вычитаемое Y2 поступает на вход однотактного D-триггера (3) в котором производится задержка передачи вероятностного отображения вычитаемого Y2 на пол такта, после чего, с прямого выхода однотактного D-триггера (3), вероятностного отображения вычитаемого Y2 поступает на второй вход дизъюнктора (2), на выходе которого формируется значение суммы вероятностных отображений
Figure 00000015
которое поступает на информационный вход вычитающего счетчика, на выходе которого формируется в соответствии с выражением (10) разность (х1-х2)*=Y1-Y2.
Преимущество усовершенствованного вероятностного вычитателя состоит в том, схема прототипа заменена на схему, содержащую инвертор (1), дизъюнктор (2), однотактный D-триггер (3), двоичный вычитающий счетчик (4), аппаратная реализация которой значительно проще.

Claims (1)

  1. Вероятностный вычитатель, характеризующийся тем, что содержит инвертор, выполненный с возможностью подачи на его вход уменьшаемого, выход которого нагружен на первый вход дизъюнктора, на второй вход которого нагружен прямой выход однотактного D-триггера, выполненного с возможностью подачи на его синхровход синхроимпульсов, а на информационный вход вычитаемого, выход дизъюнктора нагружен на декрементирующий вход вычитающего счетчика, инверсный выход которого является выходом всей схемы.
RU2017139991U 2017-11-16 2017-11-16 Вероятностный вычитатель RU181260U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139991U RU181260U1 (ru) 2017-11-16 2017-11-16 Вероятностный вычитатель

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139991U RU181260U1 (ru) 2017-11-16 2017-11-16 Вероятностный вычитатель

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU181260U1 true RU181260U1 (ru) 2018-07-06

Family

ID=62813637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017139991U RU181260U1 (ru) 2017-11-16 2017-11-16 Вероятностный вычитатель

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU181260U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188000U1 (ru) * 2018-11-15 2019-03-26 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации Вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU970364A1 (ru) * 1981-04-22 1982-10-30 Ленинградский Ордена Ленина Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Им.Акад.В.Н.Образцова Стохастический вычитатель
SU970363A1 (ru) * 1981-02-03 1982-10-30 Ленинградский Ордена Ленина Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Им.Акад.В.Н.Образцова Стохастический вычитатель
US5077677A (en) * 1989-06-12 1991-12-31 Westinghouse Electric Corp. Probabilistic inference gate
US6745219B1 (en) * 2000-06-05 2004-06-01 Boris Zelkin Arithmetic unit using stochastic data processing
US20120303924A1 (en) * 2011-05-27 2012-11-29 Ross Patrick D Stochastic Processing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU970363A1 (ru) * 1981-02-03 1982-10-30 Ленинградский Ордена Ленина Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Им.Акад.В.Н.Образцова Стохастический вычитатель
SU970364A1 (ru) * 1981-04-22 1982-10-30 Ленинградский Ордена Ленина Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Им.Акад.В.Н.Образцова Стохастический вычитатель
US5077677A (en) * 1989-06-12 1991-12-31 Westinghouse Electric Corp. Probabilistic inference gate
US6745219B1 (en) * 2000-06-05 2004-06-01 Boris Zelkin Arithmetic unit using stochastic data processing
US20120303924A1 (en) * 2011-05-27 2012-11-29 Ross Patrick D Stochastic Processing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188000U1 (ru) * 2018-11-15 2019-03-26 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации Вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zou et al. On the uniqueness of solutions for a class of fractional differential equations
Wang Twin iterative positive solutions of fractional q-difference Schrödinger equations
Stamova et al. Stability analysis of impulsive functional systems of fractional order
Wang et al. On the natural solution of an impulsive fractional differential equation of order q∈(1, 2)
Deng et al. Existence and uniqueness of solutions of initial value problems for nonlinear fractional differential equations
Wu et al. Modified generalized projective synchronization of a new fractional-order hyperchaotic system and its application to secure communication
Wang Explicit iteration and unbounded solutions for fractional integral boundary value problem on an infinite interval
Yu Global exponential convergence for a class of HCNNs with neutral time-proportional delays
Ou Anti-periodic solutions for high-order Hopfield neural networks
RU171033U1 (ru) Параллельный вероятностный сумматор
Srivastava et al. Coefficient bounds for certain subclasses of starlike functions of complex order
Zhang et al. Variational approach to fractional Dirichlet problem with instantaneous and non-instantaneous impulses
Ikhouane et al. A unified approach for the parametric identification of SISO/MIMO Wiener and Hammerstein systems
Wei et al. Description and analysis of the time–domain response of nabla discrete fractional order systems
RU180966U1 (ru) Вероятностное арифметическое устройство
RU181260U1 (ru) Вероятностный вычитатель
Li et al. The distribution of zeros of oscillatory solutions for second order nonlinear neutral delay differential equations
Grace et al. On the boundedness of nonoscillatory solutions of certain fractional differential equations with positive and negative terms
Chen et al. Limit cycles of a second-order differential equation
Zhou Nonoscillation of higher order neutral dynamic equations on time scales
Peperko Bounds on the joint and generalized spectral radius of the Hadamard geometric mean of bounded sets of positive kernel operators
Abhulimen Exponentially fitted third derivative three-step methods for numerical integration of stiff initial value problems
Zhang et al. Stability of impulsive stochastic differential equations in terms of two measures via perturbing Lyapunov functions
Sagar et al. Numerical solution of fractional Kersten–Krasil’shchik coupled KdV–mKdV system arising in shallow water waves
Wang et al. Asymptotic stability of (q, h)-fractional difference equations

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20181117