SU892442A1 - След щий стохастический интегратор - Google Patents

Description

(54) СЛЕДЯЩИЙ СТОХАСТИЧЕСКИЙ ИНТЕГРАТОР

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  использовани  в стохастических вычислительных устройствах. Известны след щие стохастические интеграторы, иcпoльзye a le дл  выполнени  операции экспоненциального сглаживани  1 IK I2j . Однако случайные последовательности двоичных символов, генерируеьоле на выходах этих интеграторов, обладают автоко рел цией, котора  служит источником при последу ющих преобразовани х выходгапс стохастических nepeMeHioiix. Наиболее близким к предлагаемому изобретению  вл етс  след в(ий стохастический интегратор, содержали блок распределени , реверсивный счет чик, генератор случайных чисел и циф ровой компаратор (блок сравнени /, 1эыход которого  вл етс  выходом интегратора и через блок распределени соединен с вычитак цим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого через блок распределени  подключен ко входу интегратора, а выходы соединены с первыми входами цифрового компаратора, второй вход старшего разр да компаратора подключен к выходу источника сигнала логический нуль, а вторые входы остальных разр дов - к выходам генератора случайных чисел СЗЗ. Однако наличие автокоррел ции в выходной последовательности этого интегратора может привести к ошибкам при выполнении последующих вычислений с помощью стохастических преобразователей , содержащих элементы пам ти , например при возведении выходной переменной интегратора в целую степень . Цель изобретени  - повышение точности за счет уменьшени  автокоррел ции выходной последовательности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что след щий стохастический интегратор , содержащий распределитель, первый вход которого  вл етс  выходом ин тегратора, реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий выходы которого соединены с выходами распределител , цифровой компаратор, перва  группа входов которого соединена с вы ходами разр дов реверсивного счетчика , а выход  вл етс  выходом интегратора , генератор случайных чисел, выходы которого соединены со второй группой входов цифрового компаратора, кроме выхода последнего старшего разр да , источник сигнала логический нуль, выход которого соединен со вхо дом последнего старшего разр да, второй группы входов цифрового компаратора , дополнительно содержит накапливающий сумматор и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом последнего старшего, разр да реверсивноF ,o счетчика, а выход со вторым входом распределител , входы накапливающего сумматора подключены к выходам разр дов реверсивного счетчика, кроме выхода последнего старшего разр да, а выход соединен со вторым входом элемента ИЛИ. Включенные в цепь обратной св зи интегратора дополнительные элементы измен ют свойства последовательности, поступа:ощей на вычитающий вход реверсивного счетчика, таким образом, что это приводит к рандомизации выходной последовательности двоичных символов. На фиг. 1 представлена блок-схема интегратора; на фиг 2 - автокоррел ционные функции выходных последовательностей предлагаемого иизвестного интеграторов, полученные при разр дности реверсивного счетчика в обоих устройствах, равной п ти, и уровне входной веро тности, равной 0,5. Предлагаемый интегратор содержит распределитель 1, реверсивный счетчик 2, компаратор 3 генератор 4 случайных чисел, вход 5 интегра тора, выход 6 интегратора, источник 7 сигнала логический нуль, накаплива .ющий сумматор 8 и элемент ИЛИ 9. Суммирующий вход реверсивного счет чика 2 через распределитель подключен ко входу 5 интегратора. Выходы реверсивного счетчика 2 соединены с первой группой входов цифрового компаратора 3, вход старшего разр да второй группы входов которого подключен к вы ходу источника 7 источника сигнала логический нуль,а остальные входы к выходам генератора 4 случайных чисел.Выход старшего разр да реверсивного счетчика 2 соединен с первьге входом элемента ИЛИ 9, второй вход которого соединен с выходом переполнени  накапливающего сумматора 8, входы которого подключены к выходам остальных (младших) разр дов реверсивного счетчика 2. Выход цифрового компаратора 3  вл етс  выходом 6 интегратора, а выход элемента ИЛИ 9 через распределитель I подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика 2. Устройство работает следующим обг разом. В каждом такте целочисленное содержимое реверсивного счетчика 2 прибавл етс  к содержимому накапливающего сумматора 8, осуществл ющего сложение по модулю 2 , где 0 - его разр дность. При этом веро тность (частота) по влени  символа 1 на выходе переполнени  сумматора 8 пропорциональна содержимо - Есму счетчика 2 с коэффициентом 2 ли веро тность по влени  символа 1 во входной последовательности возрастает (уменьшаетс ), то увеличиваетс  (уменьшаетс ) и содержимое счетчика 2. что, в свою очередь, вызывает увеличение (уменьшение) частоты по влени  символа 1 на выходе переполнени  сумматора 8, который соединен через распределитель 1 с вычитающим входом реверсивного счетчика 2.Поэтому происходит стабилизаци  содержимого счетчика 2 на некотором уровне, пропорциональном в среднем новому уровню веро тности на входе 5 интегратора. Элемент 9 ИЛИ обеспечивает обходной путь сигналу переполнени  сумматора 8 при содержимом счетчика 2, равном 2. Цифровой компаратор 3 и генератор 4 случайных чисел образуют линейный преобразователь код-веро тность с коэффициентом передачи 2 . Таким образом, в установившемс  режиме уровн  веро тностей по влени  символа I на входе 5 и выходе 6 интегратора совпадают, что характерно дл  режима слежени . Однако авгокоррел ционна  функци  10 выходной последовательности двоичных символов (фиг. 2) в предлагаемом устройстве по виду совпадает, а по величине примерно вдвое меньше, чем автокоррел ционна  функци  1I, характеризующа  известный интегратор .

Таким образом, уменьшение автокоррел ции на выходе предлагаемого интегратора позвол ет повысить точность последующих вычислений, если они выполн ютс  с помощью стохастических решающих блоков, чувствительных к уровню автокоррел ции входной последовательности .

Claims (3)

1.Яковлев В.В., Федоров Р.Ф. Стохастические вычислительные машины,

Л., Машиностроение, 1974, с. 150155 .

2.Авторское свидетельство СССР № 572789, кл. G 06 F 15/36, 1977. ,

3. Авторское свидетельство СССР № 681431, кл. G 06 F 15/36, 1979 (прототип).

&

-о

+/

ов

(еьг./

KfCj-Ю

в

6

t

V

V.

X

-X)-о

тЭ

ю Г

12

16

Фи.г