RU188000U1 - Вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе - Google Patents
Вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе Download PDFInfo
- Publication number
- RU188000U1 RU188000U1 RU2018140350U RU2018140350U RU188000U1 RU 188000 U1 RU188000 U1 RU 188000U1 RU 2018140350 U RU2018140350 U RU 2018140350U RU 2018140350 U RU2018140350 U RU 2018140350U RU 188000 U1 RU188000 U1 RU 188000U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- output
- probabilistic
- addition
- probability
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- G06F7/38—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
- 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)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Algebra (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Executing Machine-Instructions (AREA)
Abstract
Вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных 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 полной группы несовместных событий в неориентированном графе.Технический результат достигается за счет того, что вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе выполняет арифметические операции сложения и умножения над операндами, представленными в виде вероятностных отображений, что приводит к полному изменению аппаратной части устройства по сравнению с прототипами.Технико-экономической эффективностью вероятностного арифметического устройства, обеспечиваемой приведенной совокупностью признаков, является снижение аппаратного объема.
Description
Полезная модель относится к области автоматики и измерительной техники и может быть использована при расчете аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе.
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)).
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.
Наиболее близким по технической реализации является второй прототип, основным недостатком которого является сравнительно большой аппаратный объем, обусловленный излишней функциональностью.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - сокращение аппаратного объема оборудования.
Данная задача решается за счет того, что заявленное вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе выполняет арифметические операции сложения и умножения над операндами, представленными в виде вероятностных отображений, содержит: дешифратор команд, счетчик результата, блок переписи результата, генератор псевдослучайных равномерно распределенных чисел, блок сложения, блок умножения, дизьюнктор на два входа и регистр результата, выход которого является выходом устройства, на вход которого нагружен выход блока переписи результата, на вход которого подаются значения с выхода счетчика результатов, на вход счетчика результатов подается значение выхода дизьюнктора, к входам которого подключены выходы блока сложения и блока умножения, на их входы 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 подается сигнал с выходов дешифратора команд, вход которого совместно с входами операндов являются входами устройства.
Сущность полезной модели поясняется чертежом Фиг., на котором изображена схема вероятностного устройства нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе, в состав которой входят:
1 - дизьюнктор на два входа;
2 - блок умножения;
3 - блок сложения;
4 - генератор случайных равномерно распределенных чисел;
5 - счетчик результата;
6 - блок переписи результата;
7 - регистр результата;
8 - дешифратор команд.
Также на чертеже используются следующие обозначения:
КОП - код арифметической операции;
Y1 и Y2 - входы на которые поразрядно подается вероятностное отображение операндов;
F - результат на выходе вероятностного арифметического устройства;
n - количество разрядов, необходимых для представления результата в виде двоичного позиционного кода;
Е - разрешающие входы блоков.
Суть полезной модели заключается в выполнении арифметических операций сложения и умножения над операндами, представленными в виде вероятностных отображений, и в 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.
Преобразование информации, представленной в двоичных позиционных кодах в вероятностное отображение, поясняется правилом:
где xi - i-е значение параметра преобразуемого сигнала X(t);
R(tij) - j-е значение параметра вспомогательного случайного сигнала
R(t), изменяющегося в интервале изменения X(t);
yij - значение вероятностного отображения параметра сигнала xi из ряда Yi(t)={yin; yi2;…yij;…yiK}.
Для вычисления результатов выполнения операций сложения, умножения операнды предварительно преобразуются в вероятностную форму, значение каждого из которых для удобства нормированы в единичном диапазоне:
Для вычисления произведения двух величин, представленных в виде вероятностных отражений, следует воспользоваться соотношением:
откуда следует, что для вычисления произведения двух вероятностно представленных сомножителей необходим один двухвходовой конъюнктор.
Для нахождения суммы вероятностно представленных сигналов воспользуемся соотношением:
Для нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий применим формулу:
где вероятность событие А, наступит лишь при условии одного из несовместных событий H1, Н2, …, Нn, образующих полную группу событий, равна сумме произведений вероятностей каждого из этих событий Р(Н1), Р(Н2), …, Р(Нn) на соответствующую условную вероятность события Р(А/Н1), Р(А/Н2), …, Р(А/Нn).
Схема вероятностного устройства нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе работает следующим образом. Согласно кода операции (КОП), поступающего на вход дешифратора команд (8) в виде одноразрядного позиционного кода, на выходе дешифратора команд (8) формируется сигнал разрешения на выполнение одной из двух операций (умножения или сложения).
В случае прихода КОП на выполнение операций умножения или сложения от дешифратора команд (8) на входы соответствующих блоков 2, 3 подаются два вероятностно представленных операнда, в случае прихода КОП сложения, на дополнительные входы блока сложения (3) подается значение с выхода генератора псевдослучайных равномерно распределенных чисел (4). За К тактов производится выполнения соответствующих операций, на каждом такте с выхода соответствующего блока промежуточный результат через дизьюнктор (1) подается на счетчик результата (5), после прохождения К тактов, результат переписывается со счетчика результата (5) в регистр результата (7) через блок переписи (6). Внешний генератор тактовых импульсов, выполняет задающую и синхронизирующую функции. Счетчик результата (5), блок переписи результата (6), регистр результата (7) соединены друг с другом последовательно с помощью n-разрядной шины. Входы дешифратора команд (8) вместе с входами операндов Y1, Y2 являются входами устройства. Выход F регистра результата (7) является выходом всей схемы.
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.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является значительное снижение аппаратного объема.
Claims (1)
- Вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе, характеризующееся тем, что выполнено с возможностью осуществлять арифметические операции сложения и умножения над операндами, представленными в виде вероятностных отображений, содержит дешифратор команд, счетчик результата, блок переписи результата, генератор псевдослучайных равномерно распределенных чисел, блок сложения, блок умножения, дизъюнктор на два входа и регистр результата, выход которого является выходом устройства, на вход которого нагружен выход блока переписи результата, на вход которого подключен выход счетчика результатов, на вход счетчика результатов подключен выход дизъюнктора, на входы которого нагружены выходы блоков сложения и умножения, входы которых, в свою очередь, выполнены с возможностью подачи операндов, представленных в виде вероятностных отображений с входов операндов устройства, на дополнительный вход блока сложения подключен выход генератора псевдослучайных равномерно распределенных чисел, кроме того, разрешающие входы блока сложения и блока умножения выполнены с возможностью подачи на них разрешающего сигнала с соответствующего выхода дешифратора команд, входы которого совместно с входами операндов являются входами устройства.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018140350U RU188000U1 (ru) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018140350U RU188000U1 (ru) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU188000U1 true RU188000U1 (ru) | 2019-03-26 |
Family
ID=65858903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018140350U RU188000U1 (ru) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU188000U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU213322U1 (ru) * | 2022-05-24 | 2022-09-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для вычисления вероятности реализации информационно-технического воздействия в автоматизированной системе военного назначения, имеющей ложные информационные объекты |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1244673A1 (ru) * | 1984-04-24 | 1986-07-15 | Войсковая Часть 25840 | Устройство дл вычислени характеристик графов |
| JP2004171552A (ja) * | 2002-11-06 | 2004-06-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 確率型演算素子及びこれを用いた確率型演算装置 |
| US9563851B2 (en) * | 2011-06-07 | 2017-02-07 | Analog Devices, Inc. | Programmable probability processing |
| RU171033U1 (ru) * | 2017-01-10 | 2017-05-17 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации | Параллельный вероятностный сумматор |
| RU179930U1 (ru) * | 2017-11-15 | 2018-05-29 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшгоо военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации | Вероятностный комбинированный умножитель |
| RU180966U1 (ru) * | 2017-11-15 | 2018-07-02 | 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 арифметическое устройство |
| RU181260U1 (ru) * | 2017-11-16 | 2018-07-06 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации | Вероятностный вычитатель |
-
2018
- 2018-11-15 RU RU2018140350U patent/RU188000U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1244673A1 (ru) * | 1984-04-24 | 1986-07-15 | Войсковая Часть 25840 | Устройство дл вычислени характеристик графов |
| JP2004171552A (ja) * | 2002-11-06 | 2004-06-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 確率型演算素子及びこれを用いた確率型演算装置 |
| US9563851B2 (en) * | 2011-06-07 | 2017-02-07 | Analog Devices, Inc. | Programmable probability processing |
| RU171033U1 (ru) * | 2017-01-10 | 2017-05-17 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации | Параллельный вероятностный сумматор |
| RU179930U1 (ru) * | 2017-11-15 | 2018-05-29 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшгоо военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации | Вероятностный комбинированный умножитель |
| RU180966U1 (ru) * | 2017-11-15 | 2018-07-02 | 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 арифметическое устройство |
| RU181260U1 (ru) * | 2017-11-16 | 2018-07-06 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации | Вероятностный вычитатель |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU213322U1 (ru) * | 2022-05-24 | 2022-09-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для вычисления вероятности реализации информационно-технического воздействия в автоматизированной системе военного назначения, имеющей ложные информационные объекты |
| RU214230U1 (ru) * | 2022-07-12 | 2022-10-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для моделирования полной группы несовместных событий |
| RU220306U1 (ru) * | 2023-04-17 | 2023-09-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для решения задачи выборочного контроля |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU180966U1 (ru) | Вероятностное арифметическое устройство | |
| Sapozhnikov et al. | Advantages of using the probabilistic form of information representation in information-control systems | |
| Vassiliadis et al. | Elementary function generators for neural-network emulators | |
| RU188000U1 (ru) | Вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе | |
| RU187997U1 (ru) | Вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для группы совместных событий в неориентированном графе | |
| RU2696223C1 (ru) | Арифметико-логическое устройство для формирования остатка по произвольному модулю от числа | |
| RU2656543C1 (ru) | Устройство для решения задачи выбора технических средств | |
| Cavanagh | Verilog HDL design examples | |
| RU181260U1 (ru) | Вероятностный вычитатель | |
| KR20140138053A (ko) | 특히 함수 모델을 순수 하드웨어에 기초하여 연산하기 위한 함수 모델 유닛 내에서 사용하기 위한 fma 유닛 | |
| RU2595906C1 (ru) | Устройство для вычисления функций | |
| Cavanagh | Sequential Logic and Verilog HDL Fundamentals | |
| RU148925U1 (ru) | Вычислительный элемент бимодульной модулярной арифметики | |
| RU2595486C1 (ru) | УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ФУНКЦИИ arctg(y/x) | |
| RU2328767C1 (ru) | Электронно-вычислительное устройство | |
| RU2713868C1 (ru) | Устройство для решения задачи выбора технических средств сложной системы | |
| RU2649955C1 (ru) | Функциональный преобразователь | |
| RU2371754C1 (ru) | Генератор дискретных экспоненциальных функций | |
| Khalil et al. | Design and implementation of dual-core MIPS processor for LU decomposition based on FPGA | |
| RU2676238C1 (ru) | Параллельный вероятностный сумматор | |
| RU2628179C1 (ru) | Устройство деления модулярных чисел | |
| Pizzini et al. | FPGA Based Kalman Filter | |
| SU367421A1 (ru) | ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО дл УСКОРЕННОГО ДЕЛЕНИЯ | |
| Anisimova et al. | Investigation of Methods of Calculating Gaussian Function for Embedded Systems | |
| Hajji et al. | Sequential Logic Circuits |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191116 |