SU1056192A1 - Stochastic device for multiplying matrices - Google Patents
Stochastic device for multiplying matrices Download PDFInfo
- Publication number
- SU1056192A1 SU1056192A1 SU823477609A SU3477609A SU1056192A1 SU 1056192 A1 SU1056192 A1 SU 1056192A1 SU 823477609 A SU823477609 A SU 823477609A SU 3477609 A SU3477609 A SU 3477609A SU 1056192 A1 SU1056192 A1 SU 1056192A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- block
- group
- input
- output
- outputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
ВЕРОЯТНОСТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ Г4АТРИЦ, содержащее первый и второй блоки ключей, -руппы входов которых вл ютс входами устройства, блок преобразователей число - веро тность, перва группа входов которого соединена с первой группой выходов первого блока ключей , блок умножителей, перва и втора групщл входов которого соединены соответственно с первой группой выходов второго блока ключей и группой выходов блока преобразователей число-веро тность, блок сумматоров , группа входов которого соединена с группой выходов блока умножителей , блок интеграторов, группа входов которого соединена с группой выходов блока сумматоров, третий блок ключей, группа входов которого соединена с группой выходов блока интеграторов, а группа выходов вл етс выходами устройства, генератор случайной последовательности , выход которого соединен с входом блока сумматоров, генератор случайных чисел, выход которого соединен с входом генератора случайной последовательности и управл ющим входом блока преобразователей число-веро тность , генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом генератора случайных чисел, блок управлени , состо щий,из посi ледовательно соединенных триггера, элемента U и счетчика, причем вы (Л ход триггера соединен с первым входом элемента и и управл ющими входами первого, второго и третьего блоков ключей, второй вход элемента и подключен к выходу генератора так товых импульсов, а выход.счетчика соединен с входом сброса триггера, .установочный вход которого вл ето л с пусковым входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с тем, что с целью повышени точности, вторые 3 группы выходов первого и второго блоков ключей соединены соответственно с третьей группой входов бло;о ка умножителей и второй группой N5 входов блока преобразователей число - BepoHTHocTis.PROBABILITY DEVICE FOR MULTIPLICATION OF G4ATRITS, containing the first and second key blocks, whose input groups are device inputs, number to probability transducer block, the first input group of which is connected to the first output group of the first key block, multiplier block, first and second input gaps which are connected respectively with the first group of outputs of the second key block and the group of outputs of the converter block number-probability, block of adders, the group of inputs of which is connected to the group of outputs of the block multipliers, integrator block whose input group is connected to the group of outputs of the adder block, third key block whose group of inputs is connected to the group of outputs of the integrator block, and the output group is device outputs, random sequence generator whose output is connected to the input of adder block, generator random numbers, the output of which is connected to the input of a random sequence generator and the control input of the converter unit number-probability, clock generator, output which is connected to the input of the random number generator, the control unit, consisting of successively connected trigger, element U and counter, and you (L trigger stroke is connected to the first input of the element and the control inputs of the first, second and third blocks of keys, the second the input element and connected to the output of the generator of pulses, and the output of the counter is connected to the reset input of the trigger, the installation input of which is with the starting input of the device, so that accuracy, second 3 grams Upps of the outputs of the first and second key blocks are connected respectively to the third group of inputs of the block, about ka multipliers and the second group of N5 inputs of the number of transducers - BepoHTHocTis.
Description
Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано п вычислени элементов матрицы, получаемой в результате умножени двух квадратных матриц п-го пор дка.The invention relates to computing and can be used to calculate the elements of a matrix obtained by multiplying two square matrices of the nth order.
Известно веро тностное устройство дл умножени матриц, содержащее преобразователи число-веро тность, блоки умножени и сложени , генератор случайных чисел, интеграторы элементов выходной матрицы l .A probabilistic device for multiplying matrices is known, containing number-probability converters, multiplication and addition blocks, a random number generator, integrators of elements of the output matrix l.
Недостатком этого устройства вл етс низка точность, Св занна с применением однорозр дного веро тностного кодировани 2 п чисел элементов двух исходных матриц.A disadvantage of this device is the low accuracy associated with the use of single-mode probability coding of 2n the number of elements of the two source matrices.
Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс веро тностное устройство дл умножени матриц, содержащее,первый блок ключей, втора группа выходов которого через вторую группу входов .блока преобразователей число - веро тность соединена с второй группой входов блока умножени , перва группа входов которого подключена к первой группе выходов третьего блока ключей, а выходы через последовательно соединенные блок сложени , блок интегрировани соединены соответственно с входами второго блока ключей, выходы которого вл ютс выходами устройству, управл ющийThe closest technical solution to the invention is a probabilistic device for multiplying matrices, comprising a first key block, the second group of outputs of which is connected to the second group of inputs of a multiplier block through the second group of inputs of the converter block, the first group of inputs of which is connected to the first group of outputs of the third key block, and the outputs through the series-connected addendum block, the integration block are connected respectively to the inputs of the second key block, the outputs of which are outputs to the device controlling
вход второго блока ключей соединен с управл ющими входами первого и третьего блоков ключей и выходом блока управлени , вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом генератора случайных чисел, выход которого подключен к управл ющему входу блока преобразователей число-веро тность и к входу генератора стохастических констант, выход которого соединен с входом блока сложени .the input of the second key block is connected to the control inputs of the first and third key blocks and the output of the control block, the input of which is connected to the output of the clock generator and the input of the random number generator whose output is connected to the control input of the number-probability converter unit and to the input of the generator stochastic constants, the output of which is connected to the input of the addition block.
Процесс вычислений злементов выходной матрицы (i, j 1, 2 ... п)The process of calculating the elements of the output matrix (i, j 1, 2 ... n)
где - веро тность по влени символа 1 в случайной бинарной последовательности , вырабатываемой генераTopdM стохастических констант, св зан с преобразованием п чисел исходной матрицы Ь в случайные бинарные последовательности 2 .where is the probability of the occurrence of symbol 1 in a random binary sequence produced by the TopdM generator of stochastic constants, associated with the conversion of n numbers of the original matrix b into random binary sequences 2.
Недостатком известного устройства вл етс низка статистическа точность вычислений элементов матрицы с;Л .A disadvantage of the known device is the low statistical accuracy of calculations of the elements of the matrix c;
Цель изобретени - повышение точности .The purpose of the invention is to improve accuracy.
Поставленна цель достигаетс тем, что в веро тностном устрой-стве дл умножени матриц, содержащем первый и второй блоки ключей, группы входов которых вл ютс входами устройства, блок преобразователей число - веро тность, перва группа входов которого соединена с первой группой выходов первого блока ключей , блок умножителей, перва и втора группы входов которого соединены соответственно с первой груп . пой выходов второго блока ключей и группой выходов блока преобразователей число-веро тность, блок сумматоров , группа входов которого соединена с группой выходов блока умно жителей, блок интеграторов, группаThe goal is achieved by the fact that in a probabilistic device for multiplying matrices containing the first and second key blocks, whose input groups are device inputs, the number-to-probability transducer block, the first input group of which is connected to the first output block of the first key block , block of multipliers, the first and second groups of inputs of which are connected respectively to the first groups. Understanding the outputs of the second key block and the group of outputs of the converter block number-probability, block adders, a group of inputs of which is connected to the group of outputs of the block of intelligent residents, block of integrators, group
входов которого соединена с группой выходов блока сумматоров, третий блок ключей, группа входов которого соединена с группой выходов блока интеграторов, а группа выходов вл етс выходами устройства, генератор случайной последовательности,, выход которого соединен с входом блока сумматоров, генератор случайных чисел, выход которого соединенthe inputs of which are connected to the group of outputs of the block of adders, the third block of keys, the group of inputs of which is connected to the group of outputs of the block of integrators, and the group of outputs is the outputs of the device, the random sequence generator, the output of which is connected to the input of the block of adders, the random number generator, the output of which connected
5 с входом генератора случайной последовательности и управл ющим входом блока преобразователей число - веро тность , генератор тактовых импульсов , выход которого соединен с вхо- ,5 with the input of the random sequence generator and the control input of the converter unit number - probability, clock generator, the output of which is connected to the input,
0 дом генератора случайных чисел, блок управлени , состо щий из последовательно соединенных триггера, .элемента и и счетчика, причем выход триггера соединен с перв1.1м входом элемента U и управл ющими входами первого, второго и третьего блоков ключей, второй вход элемента U подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход счетчика соединен с входом сброса триггера, установочный вход которого вл етс пусковым входом устройства, вторые группы первого и второго блоков ключей соединены соответственно0 house of a random number generator, a control unit consisting of a series-connected trigger, an element and a counter, the trigger output connected to the first 1.1m input of the U element and the control inputs of the first, second and third key blocks, the second input of the U element is connected to the output of the clock generator, and the output of the counter is connected to the trigger reset input, the setup input of which is the starting input of the device, the second groups of the first and second key blocks are connected respectively
5 с третьей группой входов блока5 with the third group of block inputs
умножителей и второй группой входов блока преобразователей число веро тность .multipliers and the second group of inputs of the converter unit number probability.
На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; па фиг. 2 - блок-схема блока управлени .FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; pas figs. 2 is a block diagram of a control unit.
Устройство (фиг. 1) содержит первый блок 1 ключей, блок 2 преобразователей число - веро тность, блок 3 умножителей, блок 4 суг 1маторов , блок 5 интеграторов, третий блок б ключей, второй блок 7 ключей , генератор 8 случайной последовательности , генератор 9 тактовых импульсов, генератор 10 случайных чисел, блок 11 управлени (фиг, 2), который в свою очередь содержит триггер 12, элемент U 13 и счетчик 14.The device (Fig. 1) contains the first block 1 of keys, block 2 of the number-probability transducers, block 3 of multipliers, block 4 of sumat 1mators, block 5 of integrators, third block b of keys, second block 7 of keys, generator 8 of random sequence, generator 9 clock pulses, random number generator 10, control block 11 (FIG. 2), which in turn contains a trigger 12, an element U 13, and a counter 14.
Втора группа выходов первого блока 1 ключей соединена с третьей группой входов блока 3 умножителей , перва группа входов которого подключена,к первой группе выходов второго блока 7 ключей. Втора группа выходов блока 7 соединена с второй группой входов блока 2 преобразователей число-веро тность, перва группа входов которого соединена с первой группой выходов первого блока 1 ключей, а выходы - с второй группой входов блока 3 умножителей, Выходы блока 3 умножителей соединены с группой входов блока 4 сумматоров, группа выходов которого подключена к группе входов блока 5 интеграторов, группа выходов блока 5 соединена с группой входов третьего блока б ключей, выходы которого вл ютс выходами устройства. Управл ющий вход третьего блока б -ключей соединен с управл ющими входаш первого 1 и второго 7 блоков ключей и выходом триггера 12 блока 11 управлени , второй вход элемента 13 которого соединен с выходом генератора 9 тактовых импульсов и входом генератора 10 случайных чисел. Выход генератора 10 подключен к управл ющему входу блока 2 преобразователей число веро тность и к входу генератора 8 случайной последовательности, выход которого соединен с входом блока 4 сумматоров. В блрке 11 управлени первый вход элемента 13 соединен с выходом триггера 12, выход - с входом счетчика 14, а выход счетчика 1 с входом триггера 12.The second group of outputs of the first key unit 1 is connected to the third group of inputs of the block 3 multipliers, the first group of inputs of which is connected, to the first group of outputs of the second key block 7. The second group of outputs of block 7 is connected to the second group of inputs of block 2 of transducers number-probability, the first group of inputs of which is connected to the first group of outputs of the first block 1 of keys, and the outputs to the second group of inputs of block 3 of multipliers, the outputs of block 3 of multipliers are connected to group inputs of block 4 adders, a group of outputs of which is connected to a group of inputs of block 5 of integrators, a group of outputs of block 5 is connected to a group of inputs of the third block b of keys, the outputs of which are the outputs of the device. The control input of the third block b-keys is connected to the control inputs of the first 1 and second 7 key blocks and the output of the trigger 12 of the control block 11, the second input of the element 13 of which is connected to the output of the clock generator 9 and the input of the 10 random numbers generator. The output of the generator 10 is connected to the control input of the converter unit 2, the probability number, and to the input of the generator 8 of a random sequence, the output of which is connected to the input of the unit 4 of adders. In control block 11, the first input of the element 13 is connected to the output of the trigger 12, the output to the input of the counter 14, and the output of the counter 1 to the input of the trigger 12.
Устройство работает следующим образом. The device works as follows.
По сигналу Пуск, который вл етс внешним по отношению к устройству , триггер 12 устанавливаетс в 1. Данное состо ние триггера вл етс сигналом разрешени передачи информации через блоки 1 и 7 ключей . Одновременно открываетс элемент и 13 и на вход счетчика 14 начинают поступать импульсы от генератора 9 тактовых импульсов. Разр дность счетчика определ етс временем решени и зависит от заданного уровн погрешности вычислений. Импульс . переполнени счетчика 14 устанавливает триггер в нулевое состо ние,According to the Start signal, which is external to the device, trigger 12 is set to 1. This trigger state is an information transmission enable signal through blocks 1 and 7 of the keys. At the same time, the element opens and 13 and pulses from the generator 9 of clock pulses begin to flow to the input of the counter 14. The counter size is determined by the resolution time and depends on the specified level of calculation error. Impulse overflow of the counter 14 sets the trigger to the zero state,
0 которое вл етс сигналом разрешени передачи результатов вычислений через третий блок 6 ключей. Как и в известном устройстве элементы матриц Сз,-Л . i пред-0 which is a signal to allow the transfer of the results of the calculations through the third key block 6. As in the known device, the elements of the matrices Sz, -l. i before
S ставлены двоичниг«1 I-разр дным кодами с фиксацией зап той перед старшим разр дом. По сигналу из блока 11 управлени г старших разр дов чисел а,-, и b,j через блоки 1 и 7 ключейS put double books “1 I-bit codes with a fixation of a comma before a high bit. According to the signal from block 11 of control, the most significant bits of the numbers a, -, and b, j through blocks 1 and 7 of the keys
Q передаютс на блок 3 умножителей Одновременно все оставшиес 1-г младших разр дов чисел через блоки 1 и 7 ключей поступают на блок 2 преобразователей число-веро тность.Q is transmitted to block 3 multipliers. At the same time, all the remaining 1-g low-order bits of numbers through blocks 1 and 7 of the keys arrive at block 2 of the number-probability converters.
где осуществл етс их преобразование в случайные последовательности бинарных символов х;: и с веро тноет ми соответственно p(x,i 1) where they are converted to random sequences of binary symbols x ;: and with probabilities, respectively, p (x, i 1)
/ , Р( УМ )5м -И 5 /, Р (УМ) 5m -И 5
SM двоичные значени 1- г-разр дных чисел соответственно а;; и Ь;; .SM binary values of 1-g-bit numbers, respectively, a ;; and b ;; .
19 17 Например, если а-; -jj , b- уу ,19 17 For example, if a-; -jj, b- yy,
1 ТТ1 TT
то при имеем OL- -w , S, then with OL-w, S,
Образованные случайные последовательности x;j и ). представл ют младший разр д чисел и b,j соответственно . В блоке 3 умножителей осуществл етс перемножение указанных веро тностно округленных чисел по известным правилам матричного умножени . Например, дл получени элемента с-45Formed random sequences x; j and). represent the low order of the numbers and b, j, respectively. In block 3 of the multipliers, the multiplication of the indicated probability rounded numbers is carried out according to the known rules of matrix multiplication. For example, to obtain an element with-45
) В блоке 4 сумматоров осуществл етс в соответствии с выражением (1), суммирование полученных произведений) In block 4, adders are performed in accordance with the expression (1), the summation of the obtained works
с весом - . Весовой коэффициент у- ,with a weight of -. Weight coefficient y-,
вырабатываемый генератором 8 случайной последовательности, представлен бинарной случайной последовательностью символов f с веро тностью P(f)f.generated by the random sequence generator 8, is represented by a binary random sequence of symbols f with a probability P (f) f.
Использование несовместных случайных последовательностей fg (5 1 2 ..., п) обеспечивает получение на выходах блока 4 сумматров последовательностей случайных ДвоичныхThe use of incompatible random sequences fg (5 1 2 ..., p) ensures that the outputs of the block 4 of adders of random binary sequences
чисел, математические ожидани кото рых дл каждого машинного такта соответствуют выражению {1). В блоке 5 интеграторов осуществл етс декодирование соответствующих стохастических величин, т.е. получение оценок элементов матрицы сц . По сигналу из блока 11 управлени содержимое сумматоров блока 5 с помощ третьего блока 6 ключей передаетс на выход устройства. I Таким образом, вычислени в из;в естном и предложенном устройствах ;производ тс в соответствии с numbers whose mathematical expectations for each machine cycle correspond to the expression (1). In block 5 of the integrators, the corresponding stochastic quantities are decoded, i.e. obtaining estimates of matrix elements sc. According to the signal from the control unit 11, the contents of the adders of the unit 5 are transmitted via the third block 6 of the keys to the output of the device. I Thus, the calculations in from; in the natural and proposed devices; are made in accordance with
tJS,7 ражением (1J, т.е. арифметические возможности устройств одинаковы, однако точностные характеристики су111,ественно различаютс . В предложенном устройстве увеличение точности в работе достигаетс путем снижени дисперсии потоков чисел на выходах блока умножителей.. Таким образом, технико-экономический эффект предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаетс в существенном уменьшении статической погрешности при выполнении умножени матриц.tJS, 7 (1J, i.e., the arithmetic capabilities of the devices are the same, however, the accuracy characteristics are significantly different. In the proposed device, an increase in accuracy in operation is achieved by reducing the dispersion of the flow of numbers at the outputs of the multiplier block. Thus, the technical and economic effect The proposed device as compared with the known one consists in a significant decrease in the static error when performing matrix multiplication.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU823477609A SU1056192A1 (en) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | Stochastic device for multiplying matrices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU823477609A SU1056192A1 (en) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | Stochastic device for multiplying matrices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1056192A1 true SU1056192A1 (en) | 1983-11-23 |
Family
ID=21024761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU823477609A SU1056192A1 (en) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | Stochastic device for multiplying matrices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1056192A1 (en) |
-
1982
- 1982-07-28 SU SU823477609A patent/SU1056192A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Гладкий B.C. Веро тностные вычислительные модели. М., Наука, 1973, р. 5.1. 2. Авторское свидетельство СССР 774413, кл. G 06 F 15/36, 1978 (прототип). * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4115867A (en) | Special-purpose digital computer for computing statistical characteristics of random processes | |
| SU1056192A1 (en) | Stochastic device for multiplying matrices | |
| SU993290A1 (en) | Digital-probabilistic device for solving linear equations | |
| SU436345A1 (en) | CODE CONVERTER | |
| SU857991A1 (en) | Probabilistic device for squaring | |
| SU807320A1 (en) | Probability correlometer | |
| SU913376A1 (en) | Non-linear time probability converter | |
| SU982003A1 (en) | Pseudo-stochastic adder | |
| RU2058040C1 (en) | Device for multiplication in finite fields | |
| SU491129A1 (en) | Device for raising binary numbers to the third degree | |
| RU2055394C1 (en) | Device for search of roots | |
| SU714644A1 (en) | Converter of parallel binary-decimal 8-4-2-1- code into frequency | |
| SU798858A1 (en) | Computing unit of digital network model for solving partial differential equations | |
| SU503234A1 (en) | Binary to decimal number converter | |
| SU1132278A1 (en) | Single time interval meter | |
| SU629541A1 (en) | Arrangement for solving algebraic linear simultaneous equations | |
| SU1075374A1 (en) | Recursive digital filter | |
| SU1476487A1 (en) | Digital net computer node | |
| SU1125619A1 (en) | Device for determining rank of number | |
| SU759971A1 (en) | Spectrum analyzer | |
| SU1151948A1 (en) | Translazor from residual class system code to positional code | |
| SU955043A1 (en) | Squarer | |
| SU888105A1 (en) | Binary code converter with scaling | |
| SU962936A1 (en) | Device for adding time intervals | |
| SU922723A1 (en) | Binary-coded decimal-to-binary code converter |