SU947859A1 - Стохастический сумматор - Google Patents

Description

(54) СТОХАСТИЧЕСКИЙ СУММАТОР

Изобретение относитс  к вычисли- тельной технике и предназначаетс  дл  выполнени  операции суммировани  В-разр дных чисел (,2,..,)

Аи В (С 2 ) стохастических вычислительных машинах.

Известны стохастические сумматоры , содержащие генераторы случайных равномерно распределенных чисел, блоки сравнени , двоичные счетчики, элементы И, ИЛИ, НЕ Ul, 2 и З}.

Недостатком данных устройств  вл етс  низка  точность вычислений при декодировании результата операции сложени , что вызвано применением независимых генераторов С-разр дных случайных чисел в каналах преобразовани  операндов А и В и реА+В зультата операции сложени  -у- .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  стохастический сумматор, содержащий первый, второй и третий блоки сравнени , генератор псевдослучайных чисел, элементы И, Запрет, ИЛИ, элемент И-НЕ, реверсивный счетчик , разр дные выходы которого соединены с первой группой входов третьего блока сравнени , выход которого подключен к второму входу элемента И-НЕ, второй выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с первым выходом элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента И, первый вход

10 которого подключен к выходу первого блока сравнени , перва  группа входов которого соединена с б-раэр дни ш шинги и кода числа А, а втора  группа входов - с выходами

15 генератора псевдослучайных чисел, ,+1-4 выход которого соединен с вторь входом элемента И и с запрещающим входсм элемента ИЛИ, а разрешающий вход - с выходом вто20 рого блока сравнени , перва  группа входов которого соединена с -разр дными ишнами кода числа В. f+1-й разр д генератора псевдослучайных чисел, как ц. остальные его разр ды,

25 представл ют случайную равноверо тностную двоичную последовательность, т.е. р(0)р(1) . Поэтому результат на выходе реверсивного счетчика

30 ,С(А-1-В) .

Недостатком известного устройств  вл етс  также низка  точность выполнени5 операции сложени .

Цель изобретени  - повьииение точности .

Поставленна  цель достигаетс  те что в стохастическом сумматоре, содержащем первый и второй блоки сравнени ,, первые группы входов которых  вл ютс  входами слагаемых сумматора , генератор псевдослучайных чисел группа выходов которого соединена с второй группой входов первого блока сравнени , элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого блока сравнени , элемент Запрет, запрещающий вход которого соединен с вторым входом элемента И и подключен к выходу генератора псевдослчайных чисел, а разрешающий вход содинен с выходом второго блока сравнени , элемент ИЛИ,первый вход которого соединен с выходом элемента а второй - с выходом элемента Запре элемент Й-НЕ, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами элемента И-НЕ, третий блок сравнени , перва  группа входов которого соединена с выходами реверсивного счетчика, а выход соединен с вторым входом элемента И-НЕ вторые группы входов второго и третьего блоков сравнени  подключены к группе выходов генератора псевдослучайных чисел.

На чертеже приведена блок-схема стохастического сумматора.

Стохастический сумматор содержит первый блок 1 сравнени , второй блок 2 сравнени , генератор .3 псев .дослучайных чисел, элемент И 4, элемент Запрет 5, элемент ИЛИ б, элемент- И-НЕ 7, реверсивный счетчик 8, третий блок 9 сравнени .

Разр дные шины кода числа А подключены к первой группе входов блока 1 сравнени , втора  группа входов которого соединенаС выходами генератора 3 псевдослучайных чисел и с вторыми группами входов второго 2 и третьего 9 блоков сравнени ,, а выход - с первым входом элемента И 4. Выход элемента И 4 соединен с первым входом, элемента , выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ 7. Первый выход элемента И-НЕ 7 подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 8,,вычитающий вход которого соединен с вторым выходом элемента И-НЕ 7. Второй вход элемента И-НЕ 7 подключен к выходу третьего блока 9 сравнени , перва  группа входов которого соединена с

разр дными выходами реверсивного сч.етчика 8. Рг зр дные шины кода числа В подключены к первой группе входов второго блока 2 сравнени , выход которого соединен с разрешающим входом элем.ента Запрет 5. Выход элементаЗапрет 5 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 6, а запрещающий вход - с вторым входом элемента И 4 и с +1-м выходом генератора 3 псевдослучайных чисел.

Работа- сумматора управл етс  последовательностью синхроимпульсов, подаваемых насоответствующие входы первого, второго и третьего блоков

5 сравнени  (входы не показаны).

nq каждому синхроимпульсу на вы- , ходах первого, второго, третьего блоков сравнени  и g+1-м выходе генератора 3 псевдослучайных чисел

0 вырабатываетс  бинарный симво.л

1 ) : соответственно.

(О

или

а, Ь, у., k . (-t - дискретно.е врем ) причем веро тности по влени  единичного -символа соответственно 5 равны

- Р(а)А, P(b.t)B,P(y)Zt, где Z - случайна  величина (содержимое реверсивного счет . чика в момент времени t);

P(k)i |.

Известно, что веро тность по влени  1 в случайной последовательности d на выходе элемента ИЛИ 6

равна

А+В

.p(dt)P( Ц,Ь)у.

Последовательности d и у, далее поступают соответственно на первый и второй входы элемента И-НЕ 7. Его назначение со.стоит в том, чтобы предотвратить возможность одновременного по влени  единичных сигналов (+1 и -1) на суммирующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 8. Таким образом, в схеме

известного и предлагаемого устройств реализуетс  одинакова  функциональна  зависимость суммировани  двух чисел.

Мерой погрешности устройства  вл етс  дисперси ,, содержимого реверсивного счетчика . 8, т.е. дисперси  случайной величины Z.

Дл  предлагаемого устройства

D{Z) ).

В ТО же врем  дл  известного D(Z)(1-C) , где . Из этих уравнений видно, что D{Z)D(Z) . Коэффициент

(А+В)(2-А-В)

D(Z) IA-В; выражает относительное уменьшение статистической погрешности выполнени  операции сложени  -г- в

предлагаемом устройстве по сравнению с устройством с известным. .

Например, если ,6, , то . Причем, выигрыш в точности тем выше, чем ближе друг к другу значени  А и В. Действительно, при D(Z)0.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позвол ет по.-, высить точность,

Claims (4)

1. Федоров Р.Ф. и др. Стохастические преобразователи информации. Л., Машиностроенуе, 1978, с. 15.

2.Гладкий В.С.Веро тностные вычислительные МО дели. М. , Наука, 1973, с. 104..

3.Авторское свидетельство СССР О 613322, кл. G 06 F 15/36, 1978.

4.Гейне Б. Стохастическа  вычислительна  машина, - Электроника 1967, 14 (прототип).