SU1233151A1 - Псевдостохастическое устройство дл выполнени математических операций - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может быть использовано в различных вычислительных устройствах и в стохастических вычислитет ьных машинах. Цель - расширение функциональных возможностей за счет использовани  функционального преобразовани  чисел. Дополнительно введенные блок пам ти, третий счетчик и четвертый коммутатор, соединен-; ные определенным образом С остальными узлами схемы, позвол ют расширить набор выполн емых математических операций вида функционального ;Преоб- разовани  чисел, например извлечени  корн , вычислени  логарифмов, тригонометрических функций и т.д., при сохранении быстродействи  и точности . 1 ил. i (Л ts5 со со

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть исполг:,- зовано в различных вычислительных: машинах .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет использовани  функционального преобразовани  чисел,

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит регистр 1 числа , первый 2 и второй 3 коммутаторы, первую 4 и вторую 5 группы элементов И,рекуррентный регистр 6 сдвига первый счетчик 7 5 первый элемент И S, регистр 9, второй элемент И 10, третий коммутатор II, элемент НЕ 12,второй счетчик 13, четвертый коммутатор 14, третий счетчик 5 и блок 16 пам ти.

Регистр 6 сдвига с выходами, подключенными в пр мой поспедовательнос- ти к вхрдам группы 4 элементов И, вы- .ходы которых присоединены к управл ющим входам коммутатора 11, на вторые входы которого подключены информационные выходы блока 16 пам ти, составл ют преобразователь двоичных кодов коэффициентов , записанных в блоке I6 пам ти, в псевдослучайную последовательность . С аналогичными св з ми регистр 6 сдвига, группа 4 элементов И, коммутатор 2 и регистр 1 составл ют преобразователь двоичного кода входного числа (аргумента) ,в псевдослучайную последовательность, а регистр 6 сдвига с выходами,подключенными в обратной последовательности к группе 5 элементов И,,коммутатор 3 и регистр 9 образуют преобразователь .кода регистру. 9 в псевдослучайную последовательность .

Выходы коммутаторов И и 3 соединены с входами элемента И 10, выходы , коммутаторов 3 и I4 соединены с входа ми элемента И 8. Элементы И 8 и 10 вы полн ют роль умножителей. Выход элемента И 8 соединен со счетным входом Н-разр дного счетчика 7, группа информационных выходов которого соединена , с информационными входаъси регист ра 9.

Выход коммутатора 2 соединен с входом элемента НЕ 12 и с вторым ин- формагщонным входом коммутатора 14, первый информационный вход которого гфисоединен к выходу элемента НЕ 12. Первьй и второй управл юпще входы

S

коммутатора 14, вл ютс  входами устройства . Выход элемента И 10 присоединен к входу ff -разр дного счетчика 13, выходы разр дов которого  вл ютс  информационными выходами устройства . Третий счетчик 15 подключен к выходу 1 -гo элемента первой группы 4 элементов И, входы которого присоединены ко всем выходам разр дов рекуррентного регистра 6 сдвига. Информационные выходы третьего счетчика 15 присоединены к адресным шинам блока 16 пам ти.

Устройство работает следующим образом ,

В устройстве реализуетс  вычисление функций, представленных степенными р дами вида

а:х

J--0

,/x/M.

()

35

30

35

40

45

50

55

Число членов р да (1) выбираетс  дл  обеспечени  точности представлени  функции пор дка , т.е. , где и - разр дность устройства,

В блоке 16 пам ти хран тс  в двоичном коде значеии  коэффициентов членов р да (j} с помощью которых значени  функций отображаютс  с погрешностью , не превьи ающей 2 . Перед началом вычислений с помощью управл ющего входного сигнала, подаваемого на входы коммутатора 14, выбираетс  режим работы устройства: либо с Г Шверсией преобразуемого числа, например , дл  вычислени  корней k -и степени, либо с использованием неинверсных значений, например, при вычислении тригонометрических функций. Счетчики 7, 13 и 15 устанавливаютс  Б нулевое состо ние. В регистр 1 заноситс  код входного числа. Регистры 6 и 9 устанавливаютс  в единичное состо ние, с момента подачи тактовых импульсов на шину сдвига рекуррентного регистра 6 на вьгходах каждого его разр да образуютс  псевдослучайные последовательности импульсов (М-последовательности). которые поступают на входы элементов И групп 4 и 5. С выходов элементов И rpynrt 4 и 5 последовательности, имеющие математические ожидани , пропорциональные 2 (р 1 ,2,3, . . . ,п)., поступают на управл ющие входы коммутаторов 2,3 и 11, информационные входы кого3

рых подключены соответственно к выходам разр дов регистров 1 и 9 и блока 16 пам ти. На вь(ходах коммутаторов образуютс  псевдослучайные последовательности , KOTOpbte имеют матема- тические ожидани , прог орциональные значени м преобразуемых чисел, а модуль гсоэффицнента взаимной коррел ции - пор дка 2 . В первой итерации производитс  преобразование входио- го числа в псевдослучайную последовательность , э также преобразование в последовательность двоичного кода первого коэффициента р да а, считай кого из блока 16 пам ти по нулевому адресу, установленному в счетчике 15.

При работе с иннерсньп-1И значени ми входного числа последовательность с выхода коммутатора 2 поступает на вход элемента НЕ 12, выход которого через кoм fyтaтop 14 подключен к входу элемента И 8. При работе с неин- версиыми значени ми входного числа последовательность с выхода коммутато- ра 2 через коммутатор i4 поступает на вход элемента И 8. С выходов коммутаторов 14 и 11 через элементы И и 10 последовательности поступают на входы счетчиков 7 и 13 соответственно . Так как на входы элементов И 8 и 10 поступает последовательность единиц с выхода коммутатора 3, то последовательности на выходах элементов И 8 и 10 повтор ют последовательности на выходах коммутаторов 14 и 11 и, следовательно, в счетчиках 7 и 13 через (2 -1) тактов образуютс  коды, соответствующие кодам входного числа и первого коэффициента р да. По окончании первой итерации, т.е. через (2 -1) тактов, содержимое счетчика 7 переписываетс  в регистр 9, счетчик 7 обнул етс , а на выходе ti-ro элемента И первой группы 4 элементов И, подключенного ко всем раз- р дам рекуррентного регистра 6,образуетс  сигнал, который заноситс  в младший разр д счетчика 5. По коду адреса, установленного в счетчике 15 из блока 16 пам ти считьшаетс  код второго коэффициента р да а, . Во второй итерации на выходе элемента И 8 образуетс  последовательность, математическое ожидание которой воспроизводитс  в счетчике 7 и равно квадра- ту входного числа. На выходе элемента И 10 образуетс  последовательность математическое ожидание которой про

Q

0 5

0

15 г ,

порционально произведению нторого коэффициента р да на значение входного числа. В счетчике 13 образуете двоичный код суммы первых двух чисел р да . Аналогичным образом, через каждые () тактов в счетчике .7 образуют-, с  двоичные коды чисел х или (1-Х) где j - номер итерации. Одновременно в счетчике 13 накапливаетс  сумма чисел, соответствующих членам р да (1). Через i итераций, т.е. через С () тактов работы,.в счетчике 13 воспроизводитс  значение функций f() . с заданной погрешностью пор дка 2- Ч - п).

Формула нзобретени. 

Псевдостохастическое устройство дл  выполнени  математических операций , содержащее регистр числа, входы разр дов которого  вл ютс  информационными входами устройства, первый, второй и третий коммутаторы, первую и вторую группы элементов И, рекур- рентньй регистр сдвига, первый и второй счетчик, регистр, элемент НЕ, первый и второй элементы И, выходы разр дов регистра числа соединены с группой информационных входов перло- го коммутатора, выход которого соединен с входом элемента НЕ, выходы разр дов рекуррентного регистра сдвига соединены с соответствующими входами элементов . И первой- группы в пр мой, а с входами элементов И второй группы - в обратной последовательности, выходы элементов И второй группы соединены с первой группой управл юпц1х входов второго коммутатора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен со счетным входом первого счетчика,группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов регистра, группа выходов которого соединена с второй группой информационных входов второго коммутатора , выходы первой группы элементов И соединены с группой управл ющих входов первого коммутатора и группой управл ющих входов третьего коммутатора, выход которого соединен с .вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, группа выходов которого  вл етс  группой

информационных выходов устройства, отличающеес  тем, что,с целью расширени  функциональных возможностей за счет использовани  функционального преобразовани  чисел, в устройство введены блок пам ти, третий счетчик и четвертый коммутатор, первый и второй управл ющие входы которого  вл ютс  первым и вторым управл ющими входами устройства, первый и второй информационные входы четвертого , коммутатора соединены соответственно с выходами элемента НЕ и

первого ком гутатора, а выход - с вторым входом первого элемента И, выход .последнего элемента И первой группы,

J входы которого подключены к соответствующим выходам всех разр дов рекуррентного регистра сдвига, соединен со счетивп входом третьего счетчика, группа информацинных выходов которо10 го соединена с группой адресных входов блока пам ти, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов третьего коммутатора.

Составитель В .Грее)енников Редактор И Никол-айчук Техред Л,ОлейникКорректор Е.Рошко

Заказ 2771/50 Тираж 671 , , , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

Claims (1)

1. Формула изобретени.я

   Псевдостохастическое устройство для выполнения математических операций, содержащее регистр числа, входы разрядов которого являются информационными' входами устройства, первый, второй и третий коммутаторы, первую и вторую группы элементов И, рекуррентный регистр сдвига, первый и второй счетчик, регистр, элемент НЕ, первый и второй элементы И, выходы разрядов регистра числа соединены с группой информационных входов первого коммутатора, выход которого соединен с входом элемента НЕ, выходы разрядов рекуррентного регистра сдвига соединены с соответствующими входами элементов . И первой· группы в прямой, а с входами элементов И второй группы - в обратной последовательности, выходы элементов И второй группы соединены с первой группой управляющих входов второго коммутатора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен со счетным входом первого счетчика,группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов регистра, группа выходов которого соединена с второй группой информационных входов второго коммутатора, выходы первой группы элементов И соединены с группой управляющих входов первого коммутатора и группой управляющих входов третьего коммутатора, выход которого соединен с .вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, группа выходов которого является группой информационных выходов устройства, отличающееся тем, что,с целью расширения функциональных возможностей за счет использования функционального преобразования чисел, в устройство введены блок памяти, третий счетчик и четвертый коммутатор, первый и второй управляющие входы которого являются первым и вторым управляющими входами устройства, первый ‘ и второй информационные входы четвертого «коммутатора соединены соответственно с выходами элемента НЕ и первого коммутатора, а выход - с вторым входом первого элемента И, выход .последнего элемента И первой группы, 5 входы которого подключены к соответствующим выходам всех разрядов рекуррентного регистра сдвига, соединен со счетным входом третьего счетчика, группа информацинных выходов которого го соединена с группой адресных входов блока памяти, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов третье·' го коммутатора.