SU1062700A1 - Стохастическое вычислительное устройство - Google Patents
Стохастическое вычислительное устройство Download PDFInfo
- Publication number
- SU1062700A1 SU1062700A1 SU823492937A SU3492937A SU1062700A1 SU 1062700 A1 SU1062700 A1 SU 1062700A1 SU 823492937 A SU823492937 A SU 823492937A SU 3492937 A SU3492937 A SU 3492937A SU 1062700 A1 SU1062700 A1 SU 1062700A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- counter
- group
- inputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
СТОХАСТИЧЕСКОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый блок ключей, группа входов которого вл етс входами устройства, первый счетчик, группа входов которого соединена с группой выходов первого блока ключей, преобразователь ко веро тность, перва группа входов которого соединена с группой выходов первого счетчика, генератор случайных чисел, группа выходов которого соединена с второй группой входов преобразовател код - веро тность, второй счетчик, счетный вход которог го соединен с выходом преобразовател код - веро тность, второй блок ключей, группа входов которого соединена с группой выходов второго счетчика, а группа выходов вл етс выходами устройства, третий счетчик, выход которого соединен с управл юшу1гл входом второго блока ключей, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом генератора случайных чисел, синхрониз.атор, первый выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов а второй выход соединен с управл ющим входом первого блока ключей, триггер, элемент И, элемент ИЛИ, группа входов которого соединена с группой выходов первого блока клю (Л чей, а выход соединен с единичным входом триггера, нулевой выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с входом третьего счетчика, а выход - со счетным входом первого счетчика, отличающеес тем, что, с целью повышени точности о 7 оно содержит четвертый счетчик, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход ND подключен к второму входу элемента И, выход третьего счетчика подключен к входу синхронизатора. О О
Description
Изобретение относитс к выч1 слительной технике и может быть исполь8оаан6 дл вычислени интеграла по невременному параметру. Известно веро тностное устройство , выполн ющее операции функциональ ного преобразовани , содержащее реги стры, логический преобразователь, генератор случайных чисел и счетчики ij . Недостатком такого устройства вл етс невысока точность, св занна с высоким уровнем дисперсии выходного процесса. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению вл етс стохасти ческий функциональный преобразовател выполн ющий операцию интегрировани по невременному аргументу, содержащий последовате;1ьно соединенные блок ключей, первый счетчик, логический преобразователь число - веро тность , другие входы которого сое динены с выходами генератора случайных чисел, а выход - с входом второго счетчика, выходаа которого соедийены с входами второго блока ключей, управл ющий вход которого подключен к выходу третьего счетчика, вход которого соединен с входом элемента И, выход которого подключен к входу первого счетчика, а первый вход соединен с инверсным выходом триггера, единичный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, вхо ды которого соединены с выходами пер вого блока ключей, управл ющий вход которого подключен к первому- выходу блока управлени , второй вход которого соединен с управл ющим входом генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к входу генератора случайных чисел 2 . Недостатком устройства вл етс невысока точность результата интегрировани в режиме интегрировани по невременному аргументу. . Цель изобретени - повышение точнрсти вычислений за счет уменьшени дисперсии, С этой целью в стохастическое вычислительное устройство, содержащее первый блок кдночей, группа входов которого вл етс входами устройства , первый счетчик, группа входов которого соединена с группой выходов первого блока ключей, преобразователь код - веро тность, перва группа входов которого соединена с группой выходов первого счетчика, генератор случайных чисел, группа выходов которого соединена с второй группой входой преобразовател код веро тность , второй счетчик, счет- ный вход которого соединен с выходом преобразовател код - веро тность, второй блок ключей, группа входов которого соединена с группой выходов второго счетчика, а группа выходов вл етс выходами устройства, третий счетчик, выход которого соединен с управл ющим входом второго блока ключей, генератор тактовых импульсов , выход которого соединен с входами генератора случайных чисел, синхронизатор, первый выход которого соединен с входом генератора так товых импульсов, а второй выход динен с управл ющим входом первого блока ключей, триггер, элемент И, элемент ИЛИ, группа входов которого соединена с группой выходов первого блока ключей, а выход соединен с единичным вхо,дом триггера, нулевой выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с входом третьего счетчика , а выход - со счетным входом первого счетчика, введен четвертый счетчик, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов , а выход подключен к второму входу элемента И, выход третьего счетчика подключен к входу синхронизатора . На фиг. 1 представлена структурна схема предлагаемого устройства; на фиг.. 2 - функциональна схема преобразовател код - веро тность; на фиг, 3 - функциональна схема синхрониз атора, Стохастическое вычислительное устройство содержит генератор 1 такто вых импульсов, элемент ИЛИ 2, триггер 3, элемент И 4, первый блок 5 ключей, первый счетчик 6, преобразователь 7 код - веро тность, генератор 8 случайных чисел, третий счетчик 9, синхронизатор 10, второй счетчик 11, второй блок 12 ключей, дополнительный счетчик 13. Преобразователь 7 (фиг. 2) содержит дешифратор 14, посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) 15, регистр 16, схема 17 сравнени , входы 18 дешифратора, входы 19 и выход 20 схемы сравнени . Синхронизатор 10 (фиг. 3) содержит D -триггер 21 и R5 -триггер 22. Выходы блока 5 ключей соединены с входами первого счетчика 6 и входами элемента ИЛИ 2, выход которого подключен к единичному входу триггера 3, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И 4, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика 6, выходы которого соединены с входами.преобразовател 7, вторые входы которого соединены с выходами генератора 8 случай«ых чисел, а выход - со счетным входом второго счетчика И, выходы которого подключены к входам второго блока 12 ключей, управл ющий вход
которого соединен с входом синхронизатора 10 и с выходом третьего счетчика 9, вход которого подключен к второму входу И 4 и выходу четвертого счетчика 13, счетный вход которого соединен с управл ющим входом генератора 8 случайных чисел и выходом генератора 1 тактовых импульсов, вход которого соединен с первым, выходом синхронизатора 10, второй выход которого подключен к управл ющему входу первого блока 5 ключей.
Перед началом работы все счетчи и устройства и триггер сигналом от синхронизатора 10 устанавливают в нулевое состо ние (цепи гашени на чертеже не указаны). Сигнал Пуск вл етс внешним по отношению к устройству и обеспечивает установку в . О всех счетчиков и триггера 3 устройства.
Выход)-триггера 21 синхронизатора 10 вл етс первым его выходом и соединен с входом установки единицы RS -триггера 22, вход установки нул которого вл етс входом синхро низатора 10, а единичный выход - вторым выходом-синхронизатора 10,
D -триггер 21 обеспечивает задёрж ку сигнала Пуск на врем t/i , необходимое дл прохождени сигнала по цеп м гашени , после чего данный импульс с выходаD-триггера 21 передаетс на управл ющий вход первого блока 5 ключей, разреша передачу информации в первый счетчик б, а также устанавливает в единицу R5 -триггер 22. Единичный потенциал на выходе R5 -триггера 22 вл етс разрешающим сигналом дл генератора 1 тактовых импульсов. По окончании работы устройства импульс переполнени третьего .а 9 устанавливает RS-триггер 22 в нулевое состо ние,чт вл етс сигналом запрета дл генератора 1.
Работа устройства в первом режиме , когда через первый блок 5 ключей в первый счетик 6 передаетс число х О, идентична работе известного устройства в первом режиме.
Перед началом работы все счетчики устройства и триггер 3 устанавливаютс в нулевое состо ние, а затем через первый блок 5 ключей в первый счетчик 6 передаетс двоичный код числа X, В каждом t-м рабочем такте этот код поступает на вход преобразовател 7, на выходе которого образуетс последовательность двоичных символов Yt с веро тностью по влени единичного символа (р(Х), где f(X) - заданна нелинейма функци .
Преобразователь 7 представл ет собой устройство, реализующее зависимость типа P(Vt) ч(Х), (X)некотора нелинейна функци , X аргумент функции (двоичное число), Xt - бинарный символ на выходе преобразовател , по вл ющийс в -м такте его работы, .Р( ) - веро тность по влени символа,
На входы 18 дешифратора 14 поступает двоичное число из первого счетчика 6, При зтом возбуждаетс одна из выходных шин дешифратора 18, подключенных к вхбдам ПЗУ 15. Таким образом , реализаци заданной функциональной зависимости сводитс к выбору из ПЗУ 15 соответствующего двоичного кода и занесению его в регистр 16. Схема 17 сравнени , на первые входы которой поступает двоичное число Ц)(Х) из регистра 16, а на вторые входы 19 - случайное двоичное число Z1 , от генератора 8 случайных чисел осуществл ет линейное преобразование число - веро тность. Двоичный символ 4t на выходе схемы 17 сравнени формируетс по закону Г1, если Z i (f (X)
, если I, t (X)
Так как двоичные числа на выходе генератора 8 случайных чисел вл ютс равномерно распределенными, то математическое ожидание V определ етс так
)
IpU;44 W 4Ul
Таким образом, Р(У+) М(У.) s ::Cf(X),
Если в счетчик 6 передано число Xjt о, то Yt - стационарный случайный процесс, и второй счетчик 11, выполн ющий роль стохастического интегратора , производит оценку бинарной последовательности {Ч (t)J по математическому ожиданию
VtP(
Д-г
Если число X, переданное в начале работы устройства в первый счетчик 6, равно нулю, то в каждом такт в младший разр д счетчика посту тает импульс От генератора 1 тактовых импульсов, увеличива тем самым значение аргумента X на 2 ( - разр дность первого счетчика). Таким образом, на вход преобразовател 7 поступает линейно измен ющеес во времени значение X,- а второй счетчик 11 производит оценку по математическому ожиданию нестационарной случайной последовательности fYt с веро тностью по влени импульса в каждом такте, равной Р(У.) tp ( Х}) . При этом W(C4t.i 4 Il т.е. устройство воспроизводит операцию интегрировани : в первом режиме по временному аргументу, в соответствии с (Of во втором - по временно му аргументу х. линейнр измен ющемус в нормированном интервале 0,1, в соответствии с (2), Процесс йнтегрировани ограничен временем переполнени третьего счетчика 9 - 2 тактов, выражени (1) и (2) при этом имеют вид . . ..ze,UiЬ где М (Сг )j и М (Сп )ц - соответствен НО математическое ожидание содержимого второго счетчика 11 дл первого и второго режимов работы. При этом дисперси интегрировани определ етс выражением Dj 2 %Wb-c Cx) -2%(x)D-i(x) Дл второго режима работы Р Dji--2 t {cfU lD- fUiV Если X О, состо ние триггера 3 остаетс неизменным, и через логический элемент И 4 ,в младший разр д первого счетчика б поступают единичные импульсы, обеспечива , как и в известном устройстве, линейное изменение аргументу х Однако эти импуль сы вл ютс импульсами переполнени допс лнительного К-разр дного счетчика 13. Следовательно, в течение 2 тактов значение аргумента Х,- остаетс неизменным. Так как от генератора 8 случайных чисел в каждом i-M такте работы устройства на входы преобразовател 7 передаютс случайные равномерно распределенные двоичныв числа, то в течение этих 2 так- тов на выходе преобразовател 7 формируетс стационарна случайна бинарна последовательность символов fYtl веро тностью по влени единичного символа Р(Ч) у if (Х{ ) . Тогда математическое ожидание содержимого второго счетчика определ етс , как fA(C4bL XtPtYtV-|/tP(4l{4C - (yU,U2 ((Х2,.. + L ч UO Врем окончани интегрировани определ етс временем переполнени , третьего счетчика, и тогда . Таким образом, предчагаемое устройство , как и известное, осуществл ет операцию интегрировани по аргументу X. Однако при этом дисперси результата имеет вид , D,,-a- ц(( или с учетом (3) и (5) 2-2lw.e,2w|.... wf -о 1 -Ч 1 I ) - Дисперси результата интегрировани в предлагаемом устройстве в 2 раз меньше по сравнению с дисперсией известного устройства. Следовательно , и точность результата,, определ ема в стохастических вычислительных устройствах уровнем дисперсии , в предлагаемом устройстве в 2 раз выше. Таким образом, технико-экономический эффект предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаетс в значительном повышении его точности (в раз, к - разр дность четвертого счетчика).
1 i
Фиг.2.
фие.З .
Claims (1)
- СТОХАСТИЧЕСКОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый блок ключей, группа входов которого является входами устройства, первый счетчик, группа входов которого соединена с группой выходов первого блока ключей, преобразователь кодвероятность, первая группа входов которого соединена с группой выходов первого счетчика, генератор случайных чисел, группа выходов которого соединена с второй группой входов преобразователя код - вероятность, второй счетчик, счетный вход которо-.го соединен с выходом преобразователя код — вероятность, второй блок ключей, группа входов которого соединена с группой выходов второго счетчика, а группа выходов является выходами устройства, третий счетчик, выход которого соединен с управляющим входом второго блока ключей, генератор* тактовых импульсов, выход которого соединен с входом генератора случайных чисел, синхронизатор, первый выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, а второй выход соединен с управляющим входом первого блока ключей, триггер, элемент И, элемент ИЛИ, группа входов которого соединена с группой выходов первого блока ключей, а выход соединен с единичным входом триггера, нулевой выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с входом третьего счетчика, а выход — со счетным входом первого счетчика, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности оно содержит четвертый счетчик, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход подключен к второму входу элемента И, выход третьего счетчика подключен к входу синхронизатора.SU.,„ 1062700
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823492937A SU1062700A1 (ru) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | Стохастическое вычислительное устройство |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823492937A SU1062700A1 (ru) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | Стохастическое вычислительное устройство |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1062700A1 true SU1062700A1 (ru) | 1983-12-23 |
Family
ID=21029642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU823492937A SU1062700A1 (ru) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | Стохастическое вычислительное устройство |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1062700A1 (ru) |
-
1982
- 1982-09-27 SU SU823492937A patent/SU1062700A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Яковлев В.В., Федоров Р.Ф. Стохастические вычислительные мавшны. Л., Машиностроение, 1974, рис. 42, 43, с.148. 2. Авторское свидетельство СССР 982004, кл. G 06 F 7/70, 1981 (прототип). * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4031476A (en) | Non-integer frequency divider having controllable error | |
US4160154A (en) | High speed multiple event timer | |
SU1062700A1 (ru) | Стохастическое вычислительное устройство | |
RU2308801C1 (ru) | Счетчик импульсов | |
SU1509957A1 (ru) | Устройство дл селекции признаков изображени объектов | |
RU2410746C1 (ru) | Способ и устройство вычитания двоичных кодов | |
SU1187162A1 (ru) | Устройство дл вычислени тангенса | |
SU278221A1 (ru) | УСТРОЙСТВО дл ВЫЧИТАНИЯ ДВУХ чист | |
SU169891A1 (ru) | Последовательный десятичный сумматор | |
SU1476459A1 (ru) | Арифметическое устройство | |
SU752340A1 (ru) | Устройство дл контрол информации | |
SU765796A1 (ru) | Генератор функций хаара | |
SU930689A1 (ru) | Функциональный счетчик | |
SU1037420A1 (ru) | Умножитель частоты следовани импульсов | |
SU1116426A1 (ru) | Устройство дл поиска чисел в заданном диапазоне | |
SU1111154A1 (ru) | Устройство дл умножени | |
SU1151957A1 (ru) | Устройство дл вычислени квадратного корн | |
SU647693A1 (ru) | Преобразователь врем -веро тность | |
SU432487A1 (ru) | Преобразователь двоично-десятичного кода в унитарный код | |
SU1136149A1 (ru) | Устройство дл определени разности двух чисел | |
SU1022148A1 (ru) | Устройство дл преобразовани чисел из формы с фиксированной зап той в форму с плавающей зап той | |
SU1239708A1 (ru) | Устройство дл вычислени пор дковых статистик последовательности двоичных чисел | |
SU792574A1 (ru) | Синхронизирующее устройство | |
SU1141403A1 (ru) | Устройство дл делени | |
SU367421A1 (ru) | ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО дл УСКОРЕННОГО ДЕЛЕНИЯ |