RU187997U1 - PROBABILITY OF FINDING AN ANALYTICAL PROBABILITY FOR A GROUP OF JOINT EVENTS IN A DIRECTED GRAPH - Google Patents
PROBABILITY OF FINDING AN ANALYTICAL PROBABILITY FOR A GROUP OF JOINT EVENTS IN A DIRECTED GRAPH Download PDFInfo
- Publication number
- RU187997U1 RU187997U1 RU2018140365U RU2018140365U RU187997U1 RU 187997 U1 RU187997 U1 RU 187997U1 RU 2018140365 U RU2018140365 U RU 2018140365U RU 2018140365 U RU2018140365 U RU 2018140365U RU 187997 U1 RU187997 U1 RU 187997U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- output
- addition
- probabilistic
- probability
- Prior art date
Links
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000000528 statistical test Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
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
- G06F7/57—Arithmetic logic units [ALU], i.e. arrangements or devices for performing two or more of the operations covered by groups G06F7/483 – G06F7/556 or for performing logical operations
-
- 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)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computing Systems (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)
- Executing Machine-Instructions (AREA)
Abstract
Вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для группы совместных событий в неориентированном графе относится к области автоматики и измерительной техники и может быть использовано в арифметических устройствах, специализированных и универсальных ЭВМ.Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - сокращение аппаратного объема оборудования нахождения аналитической вероятности для группы совместных событий в неориентированном графе.Технический результат достигается за счет того, что вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для группы совместных событий в неориентированном графе выполняет арифметические операции сложения, вычитания и умножения над операндами, представленными в виде вероятностных отображений, что приводит к полному изменению аппаратной части устройства по сравнению с прототипами.Технико-экономическая эффективность вероятностного арифметического устройства, обеспечиваемая приведенной совокупностью признаков, является снижение аппаратного объема.The probabilistic device for finding analytical probability for a group of joint events in an undirected graph belongs to the field of automation and measurement technology and can be used in arithmetic devices, specialized and universal computers. The task, which is aimed at solving the claimed utility model, is to reduce the hardware volume of the equipment for finding analytical probability for groups of joint events in an undirected graph. The technical result is achieved due to the fact that A real device for finding analytical probability for a group of joint events in an undirected graph performs arithmetic operations of addition, subtraction and multiplication over operands represented as probabilistic mappings, which leads to a complete change in the hardware of the device compared to prototypes. Technical and economic efficiency of a probabilistic arithmetic device, provided by the given set of features is a decrease in hardware volume.
Description
Полезная модель относится к области автоматики и измерительной техники и может быть использована при расчете аналитической вероятности для группы совместных событий в неориентированном графе.The utility model relates to the field of automation and measurement technology and can be used to calculate the analytical probability for a group of joint events in an undirected graph.
Из существующего уровня техники известны арифметические устройства, основой которых является сумматор с дополнительной логикой, расширяющей его функциональные возможности, выполняющие арифметические операции сложения, вычитания, умножения и деления над данными, представленными в двоичном позиционном коде (Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - С. 90-93 ил. 2.35) и вероятностное арифметическое устройство (Пат. 180966 Российская Федерация, МПК G06F 7/57 (2006.01) G06F 17/18 (2006.01)).Arithmetic devices are known from the current level of technology, the basis of which is an adder with additional logic that expands its functionality, performing arithmetic operations of addition, subtraction, multiplication and division on data presented in binary positional code (Ugryumov E.P. Digital circuitry: Textbook. manual for universities - 2nd ed., revised and supplemented - St. Petersburg: BHV-Petersburg, 2004. - P. 90-93 ill. 2.35) and probabilistic arithmetic device (Pat. 180966 Russian Federation, IPC G06F 7 / 57 (2006.01) G06F 17/18 (2006.01)).
Основным недостатком первого прототипа является большой аппаратный объем, низкое быстродействие при выполнении операции умножения, поскольку данная операция выполняется с помощью операции сложения и сдвига, а также невозможность выполнения арифметических операций над данными, представленными в виде вероятностных отображений.The main disadvantage of the first prototype is the large hardware volume, low speed when performing the operation of multiplication, since this operation is performed using the addition and shift operations, as well as the inability to perform arithmetic operations on data presented in the form of probability mappings.
Наиболее близким по технической реализации является второй прототип, основным недостатком которого является сравнительно большой аппаратный объем, обусловленный излишней функциональностью.Closest to technical implementation is the second prototype, the main disadvantage of which is the relatively large hardware volume, due to excessive functionality.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - сокращение аппаратного объема оборудования.The task to which the claimed utility model is directed is to reduce the hardware volume of the equipment.
Данная задача решается за счет того, что заявленное вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для группы совместных событий в неориентированном графе выполняет арифметические one-рации сложения, вычитания и умножения над операндами, представленных в виде вероятностных отображений, содержит: дешифратор команд, счетчик результата, блок переписи результата, генератор псевдослучайных равномерно распределенных чисел, блок сложения, блок умножения, блок вычитания, дизьюнктор на два входа и регистр результата, выход которого является выходом устройства, на вход которого нагружен выход блока переписи результата, на первый вход которого подаются значения с выхода счетчика результатов, а на второй вход нагружен блок вычитания, на вход счетчика результатов подается значение с выхода дизьюнктора, к входам которого подключены выходы блока сложения и блока умножения, на их входы и на вход блока вычитания подаются операнды представленные в виде вероятностных отображений, на входы блока сложения дополнительно подаются значения с выхода генератора псевдослучайных равномерно распределенных чисел, при этом синхронизация всей схемы выполняется с внешнего генератора тактовых импульсов, кроме того на разрешающие входы блока сложения, блока умножения и блока вычитания подается сигнал с выходов дешифратора команд, входы которого совместно с входами операндов являются входами устройства.This problem is solved due to the fact that the claimed probabilistic device for finding analytical probability for a group of joint events in an undirected graph performs arithmetic one-way radios of addition, subtraction and multiplication over operands presented in the form of probability mappings, it contains: command decoder, result counter, census block result, pseudorandom uniformly distributed numbers generator, addition block, multiplication block, subtraction block, two input disjunctor and result register, output of which Horn is the output of the device, the input of which is the output of the census unit of the result, the first input of which is supplied with the values from the output of the result counter, and the second input is loaded with the subtraction unit, the input of the results counter is the value from the output of the disunctor, to whose inputs the outputs of the addition unit are connected and the multiplication block, operands presented in the form of probabilistic mappings are fed to their inputs and to the input of the subtraction block, values from the output of the pseudo-random generator are additionally fed to the inputs of the addition block uniformly distributed numbers, while the entire circuit is synchronized from an external clock generator, in addition, the signal from the outputs of the command decoder, the inputs of which together with the inputs of the operands are the inputs of the device, is fed to the resolving inputs of the addition unit, the multiplication unit, and the subtraction unit.
Сущность полезной модели поясняется чертежом Фиг., на котором изображена схема вероятностного устройства нахождения аналитической вероятности для группы совместных событий в неориентированном графе, в состав которой входят:The essence of the utility model is illustrated by the drawing of Fig., Which shows a diagram of a probabilistic device for finding analytical probability for a group of joint events in an undirected graph, which includes:
1 - генератор случайных равномерно распределенных чисел;1 - generator of randomly distributed numbers;
2 - блок сложения;2 - block addition;
3 - блок умножения;3 - multiplication block;
4 - блок вычитания;4 - block subtraction;
5 - дешифратор команд;5 - command decoder;
6 - дизьюнктор на два входа;6 - disjunctor for two inputs;
7 - счетчик результата;7 - result counter;
8 - блок переписи результата;8 - block census results;
9 - регистр результата.9 - register of the result.
Также на чертеже Фиг. используются следующие обозначения:Also in the drawing of FIG. the following notation is used:
КОП - код арифметической операции;KOP - code of arithmetic operation;
Y1 и Y2 - входы на которые поразрядно подается вероятностное отображение операндов;Y1 and Y2 - inputs to which the probabilistic mapping of operands is bitwise supplied;
F - результат на выходе вероятностного арифметического устройства;F is the result at the output of a probabilistic arithmetic device;
n - количество разрядов необходимых для представления результата в виде двоичного позиционного кода;n is the number of bits needed to represent the result as a binary positional code;
Е - разрешающие входы блоков.E - enable inputs of blocks.
Суть полезной модели заключается в выполнении арифметических операций сложения, вычитания и умножения над операндами, представленными в виде вероятностных отображений, и дальнейшем применении преимуществ вероятностной формы представления информации, что в свою очередь, позволяет значительно сократить по сравнению с цифровой формой представления информации в виде двоичного позиционного кода, аппаратный объем устройства, а также значительно ускорить получение результатов вычисления арифметических операций.The essence of the utility model is to perform arithmetic operations of addition, subtraction, and multiplication over operands represented in the form of probabilistic mappings, and to further use the advantages of the probabilistic form of presenting information, which, in turn, can significantly reduce the digital form of representing information in the form of binary positional code, the hardware volume of the device, and also significantly accelerate the receipt of the results of the calculation of arithmetic operations.
Преобразование информации, представленной в двоичных позиционных кодах в вероятностное отображение поясняется правилом:The conversion of the information presented in binary positional codes into probabilistic mapping is illustrated by the rule:
где хi - i-е значение параметра преобразуемого сигнала X(t);where x i is the i-th parameter value of the converted signal X (t);
R(tij) - j-е значение параметра вспомогательного случайного сигналаR (t ij ) - j-th parameter value of the auxiliary random signal
R(t), изменяющегося в интервале изменения X(t);R (t), varying in the interval of variation of X (t);
- число циклов преобразования сигнала X(t); - the number of signal conversion cycles X (t);
- количество статистических испытаний каждого значения xi внутри временного интервала Δti=ti+1-ti; - the number of statistical tests of each value x i within the time interval Δt i = t i + 1 -t i ;
yij - значение вероятностного отображения параметра сигнала хi из ряда y ij is the value of the probability display of the signal parameter x i from the series
Для вычисления результатов выполнения операций сложения, вычитания, умножения операнды предварительно преобразуются в вероятностную форму значение каждого из которых для удобства нормированы в единичном диапазоне:To calculate the results of the operations of addition, subtraction, multiplication, the operands are previously converted into a probabilistic form, the values of each of which are conveniently normalized in a unit range:
Для вычисления произведения двух величин, представленных в виде вероятностных отражений, следует воспользоваться соотношением:To calculate the product of two quantities presented in the form of probabilistic reflections, one should use the relation:
откуда следует, что для вычисления произведения двух вероятностно представленных сомножителей необходим один двухвходовой конъюнктор.whence it follows that to calculate the product of two probabilistically represented factors, one two-input conjunctor is needed.
Для нахождения суммы вероятностно представленных сигналов воспользуемся соотношением:To find the sum of the probabilistically represented signals, we use the relation:
При выполнении операции вычитания выполняем те же действия, что и для сложения двух слагаемых, второй из которых взят с обратным знаком, получим выражение при равномерном распределении вспомогательных случайных сигналов:When performing the subtraction operation, we perform the same actions as for adding two terms, the second of which is taken with the opposite sign, we obtain an expression with a uniform distribution of auxiliary random signals:
Для нахождения аналитической вероятности для группы произвольного конечного числа совместных событий применим формулу:To find the analytical probability for a group of an arbitrary finite number of joint events, we apply the formula:
где выражается вероятность суммы произвольного конечного числа совместных событий через сумму их вероятностей и вероятности произведений этих событий взятых по два, три и т.д. раз.where the probability of the sum of an arbitrary finite number of joint events is expressed in terms of the sum of their probabilities and the probability of the products of these events taken in two, three, etc. time.
Схема вероятностного устройства нахождения аналитической вероятности для группы совместных событий в неориентированном графе работает следующим образом. Согласно кода операции (КОП), поступающего на вход дешифратора команд (5) в виде двухразрядного позиционного кода, на выходе дешифратора команд (5) формируется сигнал разрешения на выполнение одной из трех операций (умножения, сложения, вычитания).The scheme of a probabilistic device for finding analytical probability for a group of joint events in an undirected graph works as follows. According to the operation code (CPC) received at the input of the command decoder (5) in the form of a two-bit position code, an output signal is issued at the output of the command decoder (5) to perform one of three operations (multiplication, addition, subtraction).
В случае прихода КОП на выполнение операции умножения, вычитания или сложения от дешифратора команд (5) на входы соответствующих блоков 2, 3, 4 подаются два вероятностно представленных операнда, в случае прихода КОП сложения, на входы блока сложения (2) подается значение с выхода генератора псевдослучайных равномерно распределенных чисел (1). За К тактов производится выполнения соответствующих операций, на каждом такте с выхода соответствующего блока промежуточный результат через дизьюнктор (6) подается на счетчик результата (7), после прохождения К тактов, результат переписывается из счетчика результата (7) в регистр результата (9) через блок переписи (8). Внешний генератор тактовых импульсов, выполняет задающую и синхронизирующую функции и на схеме не показан. Счетчик результата (7), блок переписи результата (8), регистр результата (9) соединены друг с другом последовательно с помощью n - разрядной шины. Входы дешифратора команд (5) вместе с входами операндов Y1, Y2 являются входами устройства. Выход F регистра результата (9) является выходом всей схемы.In the case of the arrival of the CPC for the operation of multiplying, subtracting or adding from the command decoder (5), two probabilistically presented operands are fed to the inputs of the
Таким образом, если предположить, что необходимо выполнить сложение двух операндов, аппаратурный объем вероятностного сумматора составит 13 базовых логических элементов, в то время как аппаратный объем параллельного 16-ти разрядного комбинационного сумматора составит 181 логический элемент, что на уровне логического элемента превышает предложенное решение в 14 раз. При умножении двух двухбайтовых двоичных чисел требуется множительное устройство, число логических элементов булева базиса, в котором, составит около 700, в то время как блок вероятностного умножения устройство будет реализовано на трех конъюнкторах.Thus, if we assume that it is necessary to add two operands, the hardware volume of the probabilistic adder will be 13 basic logic elements, while the hardware volume of a parallel 16-bit combiner will be 181 logical elements, which at the level of the logical element exceeds the proposed solution by 14 times. When multiplying two double-byte binary numbers, a multiplying device is required, the number of logical elements of the Boolean basis, in which, will be about 700, while the block of probabilistic multiplication will be implemented on three conjunctors.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является значительное снижение аппаратного объема.The technical result provided by the given set of features is a significant reduction in hardware volume.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018140365U RU187997U1 (en) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | PROBABILITY OF FINDING AN ANALYTICAL PROBABILITY FOR A GROUP OF JOINT EVENTS IN A DIRECTED GRAPH |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018140365U RU187997U1 (en) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | PROBABILITY OF FINDING AN ANALYTICAL PROBABILITY FOR A GROUP OF JOINT EVENTS IN A DIRECTED GRAPH |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU187997U1 true RU187997U1 (en) | 2019-03-26 |
Family
ID=65858945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018140365U RU187997U1 (en) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | PROBABILITY OF FINDING AN ANALYTICAL PROBABILITY FOR A GROUP OF JOINT EVENTS IN A DIRECTED GRAPH |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU187997U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU211968U1 (en) * | 2022-02-14 | 2022-06-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Device for calculating the probability of information transmission |
-
2018
- 2018-11-15 RU RU2018140365U patent/RU187997U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU211968U1 (en) * | 2022-02-14 | 2022-06-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Device for calculating the probability of information transmission |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cavanagh | Computer arithmetic and Verilog HDL fundamentals | |
RU180966U1 (en) | PROBABLE ARITHMETIC DEVICE | |
Cavanagh | Sequential logic: analysis and synthesis | |
US3813529A (en) | Digital high order interpolator | |
RU187997U1 (en) | PROBABILITY OF FINDING AN ANALYTICAL PROBABILITY FOR A GROUP OF JOINT EVENTS IN A DIRECTED GRAPH | |
RU2696223C1 (en) | Arithmetic logic unit for generating residual by arbitrary module from number | |
RU188000U1 (en) | THE PROBABILITY OF FINDING AN ANALYTICAL PROBABILITY FOR A FULL GROUP OF UNJOINT EVENTS IN A NON-ORIENTED GRAPH | |
Wang | Design and implementation of CORDIC algorithm based on FPGA | |
Cavanagh | Verilog HDL design examples | |
Jalilian et al. | Hardware implementation of a chaotic pseudo random number generator based on 3d chaotic system without equilibrium | |
RU2656543C1 (en) | Device for solving the task of selection of technical means | |
RU181260U1 (en) | PROBABILITY SUBTRACTOR | |
KR20140138053A (en) | Fma-unit, in particular for use in a model calculation unit for pure hardware-based calculation of a function-model | |
Devi et al. | Design and analysis of power efficient 64-Bit ALCCU | |
Cavanagh | Sequential Logic and Verilog HDL Fundamentals | |
RU2676238C1 (en) | Parallel probabilistic adder | |
RU148925U1 (en) | COMPUTING ELEMENT OF BIMODULAR MODULAR ARITHMETICS | |
RU2595486C1 (en) | APPARATUS FOR CALCULATING arctg(y/x) FUNCTION | |
RU2565010C1 (en) | Arithmetic unit | |
CN110716709B (en) | Multi-precision large integer arithmetic operation accelerating unit supporting normal carry borrowing transfer | |
RU2649955C1 (en) | Functional converter | |
RU2537046C2 (en) | Method and device for adding binary codes | |
Melosik et al. | A hybrid chaos-based pseudo-random bit generator in VHDL-AMS | |
Mandrona et al. | Development of a statistical security pseudorandom bit sequence generator by applying the systemic theoretical approach | |
RU2628179C1 (en) | Device for dividing modular numbers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191116 |