Устройство для моделирования процесса принятия решения в условиях неопределенности

Авторы патента:

G06F17/16 - матричные или векторные вычисления

Владельцы патента RU 2534924:

Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский институт предпринимательства и права (RU)

Изобретение относится к устройствам принятия решения в условиях неопределенности. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности ранжирования вариантов принятия решения. Устройство содержит сумматоры 11_i(i=1,…,m), первый элемент задержки 12, второй элемент задержки 13, третий элемент задержки 14, блок выбора максимального кода (БВМК) 15, матрицу из m*n блоков умножения 8_ij, стековую память 16, входные триггеры 10_i, (i=1,…,m), элемент И 9_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), блоки умножения 8_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), вторые регистры 6j (j=1,…,n), третьи регистры 7_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), первый элемент И 2, элемент задержки 12, второй элемент задержки 13, сумматоры 11_i (i=1,…,m), элементы И 9_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), стековую память 16, элемент И 17, схему сравнения 5. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является разработка устройства для моделирования процесса принятия решения в условиях неопределенности, обеспечивающего расширение функциональных возможностей.

Наиболее близким по технической сущности является устройство [1], содержащее генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, выход которого подсоединен к первому входу первого элемента И 2, выход которого подсоединен к входу счетчика 3, первый регистр 4, выход которого подсоединен к первому входу первой схемы сравнения 5, выход которой подсоединен к первому входу второго элемента И 17, группу вторых регистров 6_j (j=1,…,n), матрицу из m*n третьих 7_ij регистров, третьих элементов И 9_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), группу из m триггеров 10_i (i=1,…,m).

Недостатком данного устройства является невозможность моделирования процесса принятия решения в условиях неопределенности [1].

Задача изобретения - создать устройство, обеспечивающее моделирование процесса принятия решения в условиях неопределенности с возможностью ранжирования вариантов принятия решения.

Сущность изобретения состоит в том, что в известное устройство, содержащее генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, выход которого подсоединен к первому входу первого элемента И 2, выход которого подсоединен к входу счетчика 3, первый регистр 4, выход которого подсоединен к первому входу первой схемы сравнения 5, выход которой подсоединен к первому входу второго элемента И 17, группу вторых регистров 6_j (1=j,…,n), матрицу из m*n третьих 7_ij регистров, третьих элементов И 9_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), группу из m триггеров 10_i (i=1,…,m), введены сумматоры 11_i (i=1,…,m), первый элемент задержки 12, второй элемент задержки 13, третий элемент задержки 14, блок выбора максимального кода (БВМК) 15, матрицу из m*n блоков умножения 8_ij и стековую память 16, первый вход которой подсоединен к первому выходу БВМК 15, второй выход которого подсоединен к входам триггеров 10_i (i=1,…,m), выходы каждого из которых подсоединены к первым входам элементов И 9_ij (i=1…,m, j=1,…,n), вторые входы которых подсоединены к выходам одноименных блоков умножения 8_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), первые входы которых подсоединены к выходам вторых регистров 6_j (j=1,…,n), вторые входы - к выходам одноименных третьих регистров 7_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), а третьи входы - к выходу первого элемента И 2, вход первого элемента задержки 12 подсоединен к выходу первого элемента И 2, а выход - к входу второго элемента задержки 13 и к первым входам сумматоров 11_j (i=1,…,m), вторые входы которых подсоединены к выходам одноименных элементов И 9_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), а выходы - к одноименным первым входам БВМК 15, выход второго элемента задержки 13 подсоединен ко второму входу БВМК 15 и к входу третьего элемента задержки 14, выход которого подсоединен ко второму входу стековой памяти 16 и ко второму входу элемента И 17, выход схемы сравнения 5 подсоединен к инверсному входу элемента И 2, а второй вход - к выходу счетчика 3.

Проведенный поиск в известной научно-технической литературе не выявил наличие подобных технических решений.

Новизна предлагаемого устройства заключается в том, что новое техническое устройство отличается от прототипа тем, что дополнительно в него введены сумматоры 11_i (i=1,…,m), первый элемент задержки 12, второй элементы задержки 13, третий элемент задержки 14, блок выбора максимального кода (БВМК) 15, матрицу из m*n блоков умножения 8_ij и стековую память 16, первый вход которой подсоединен к первому выходу БВМК 15, второй выход которого подсоединен к входам триггеров 10 (i=1,…,m), выходы каждого из которых подсоединены к первым входам элементов И 9_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), вторые входы которых подсоединены к выходам одноименных блоков умножения 8_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), первые входы которых подсоединены к выходам вторых регистров 6_j (j=1,…,n), вторые входы - к выходам одноименных третьих регистров 7_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), а третьи входы - к выходу первого элемента И 2, вход первого элемента задержки 12 подсоединен к выходу первого элемента И 2, а выход - к входу второго элемента задержки 13 и к первым входам сумматоров 11_i (i=1,…,m), вторые входы которых подсоединены к выходам одноименных элементов И 9_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), а выходы - к одноименным первым входам БВМК 15, выход второго элемента задержки 13 подсоединен ко второму входу БВМК 15 и к входу третьего элемента задержки 14, выход которого подсоединен ко второму входу стековой памяти 16 и ко второму входу элемента И 17, выход схемы сравнения 5 подсоединен к инверсному входу элемента И 2, а второй вход - к выходу счетчика 3.

Изобретательский уровень достигается тем, что ввод соответствующих элементов в известный прототип вместе со связями позволяет решить новую техническую задачу, решение которой в известных технических решениях и в литературе в настоящее время не отражено.

Предлагаемое устройство позволяет быстро решить задачу моделирования процесса принятия решения в условиях неопределенности.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена структурная схема заявленного устройства.

Устройство для моделирования процесса принятия решения (см. чертеж) содержит: генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, элемент И 2, счетчик 3, регистр 4, схему сравнения 5, группу из n регистров 6_j (j=1,…,n), группу из m*n регистров 7_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), группу из m*n блоков умножения 8_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), группу из m*n элементов И 9_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), группу из m триггеров 10_i(i=1,…,m), группу из m сумматоров 11₁ (i=1,…,m), элементы задержки 12, 13, 14, блок выбора максимального кода 15 [2], стековую память 16, элемент И 17, выходы устройства 18 и 20, вход устройства 19.

Стековая память 16 может быть выполнена как последовательность m сдвигающих регистров.

Устройство работает следующим образом.

Предполагается, что имеется m допустимых стратегий (управляющих воздействий A={a_i} (i=1, 2,…m) на систему). При этом вероятность наступления исхода S_j из множества исходов S={s_j}, (j=1, 2,…n) в результате применения стратегии a_i задается распределением вероятностей на множестве возможных исходов Ps_j/a_j. Кроме того, каждому исходу S_j приписывается некоторая субъективная ценность исхода W_j ∈ W, W={w_j}, (j=1, 2,…,n). Устройство позволяет в результате просмотра всех альтернативных и возможных вариантов выбрать наилучшую альтернативу а_i∈ А (i=1, 2,…m), для которой выполняется максимум целевой функции $\sum_{j = 1}^{m} (P s_{j} / a_{i} * w_{j}$

В исходном состоянии (см. чертеж):

- все регистры стека 16, сумматоры 11_i (i=1,…,m), счетчик 3 находятся в нулевом состоянии;

- на регистре 4 записан код числа m (число вариантов);

- на регистрах 7_ij хранятся коды значений Р_ij j-го критерия по i -му варианту (i=11,…,m, j=1,…,n);

- триггеры 10j (i=1,…,m) установлены в единичное состояние, поэтому на их выходах будет единичный сигнал;

- на регистрах 6_j хранятся коды коэффициентов важности j-го критерия (j=1,…,n) (установочные входы на чертеже из-за его громоздкости не показаны);

- на инверсный вход элемента И 2 поступает нулевой сигнал с выхода схемы сравнения 5.

Устройство для моделирования процесса принятия решения функционирует следующим образом (см. чертеж). На вход 19 устройства поступает пусковой сигнал, который подается на управляющий вход элемента И 2, после чего счетные импульсы с выхода генератора 1 через открытый элемент И 2 поступают на счетный вход счетчика 3, на вход элемента задержки 12 и на управляющие входы блоков умножения 8_ij (i=1,…,m, j=1,…,n). Содержимое счетчика 3 далее поступает на вход схемы сравнения 5.

На входы блоков умножения 8_ij (i=1,…,m, j=1,…,n) поступают коды с выходов регистров 7_ij (значения Р_ij j-го критерия по i-му варианту) и коды с выходов регистров 6_j (коэффициенты важности j-го критерия (j=1,…,n)). Результаты умножения с выходов блоков 8_ij (i=1,…,m, j=1,…,n) через открытые элементы И 9_ij (i=1,…,m, j=1,…,n) поступают на одноименные входы сумматоров 11_j (i=1,…,m).

На управляющие входы сумматоров 11_i (i=1,…,m) поступает единичный сигнал с выхода элемента И 2, задержанный элементом задержки 12 на время надежного срабатывания блока умножения 8_ijи элемента И 9_ij (i=1,…,m, j=1,…,n). Выходы сумматоров 11_i (i=1,…,m) подсоединены к одноименным входам блока выбора максимального кода 15, на управляющий вход которого поступает единичный сигнал, задержанный элементом задержки 13 на время надежного срабатывания сумматоров 11_i (i=1,…,m).

Значение максимального кода с выхода блока выбора максимального кода 15 поступает на информационный вход блока стековой памяти 16, а через время надежного срабатывания блока выбора максимального кода 15 на управляющий вход стековой памяти 16 поступает задержанный сигнал элементом задержки 14, после чего происходит сдвиг данных в стековой памяти 16 на одну позицию.

Одновременно после срабатывания блока выбора максимального кода 15 на другом его выходе появляется код с одной единицей, соответствующей максимальному коду, по которому осуществляется сброс одноименного триггера 10_i (i=1,…,m) в нулевое состояние. В результате далее коды с выходов блоков умножения 8_ij через элементы И 9_ij в i-й строке матрицы будут поступать на входы блока выбора максимального кода 15 нулевыми.

Аналогичным образом происходит работа устройства после прихода очередных импульсов с выхода генератора 1 вплоть до прихода m-го импульса, после чего на счетчике 3 зафиксируется код числа m, в результате чего сработает схема сравнения 5, на ее выходе появится единичный сигнал, который подается на инверсный вход элемента И 2, запрещающий подачу тактовых импульсов с выхода генератора 1. Кроме того, единичный сигнал с выхода схемы сравнения 5 подается на второй вход элемента И 17, на выходе которого появляется сигнал 20 окончания работы устройства.

Результатом работы устройства являются коды с выхода 18 блока 16 после появления сигнала окончания работы устройства 20 с выхода элемента И 17. Таким образом, описанное устройство позволяет моделировать процесс принятия решения при наличии многих вариантов и некоторого количества критериев значимости, выбирать из них максимальный и ранжировать их.

Литература.

1. Патент 2335016. Устройство для моделирования системы защиты вычислительной сети. Опубликовано: 27.09.2008.

2. Авторское свидетельство 1128249. Устройство для выделения экстремального кода. Опубликовано: 08.08.1984.

Устройство для моделирования процесса принятия решения, содержащее генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, выход которого подсоединен к первому входу первого элемента И 2, выход которого подсоединен к входу счетчика 3, первый регистр 4, выход которого подсоединен к первому входу первой схемы сравнения 5, выход которой подсоединен к первому входу второго элемента И 17, группу вторых регистров 6_j (j=1,…,n), матрицу из m*n третьих 7_ij регистров, третьих элементов И 9_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), группу из m триггеров 10_i (i=1,…,m), отличающееся тем, что в него дополнительно включены сумматоры 11_i(i=1,…,m), первый элемент задержки 12, второй элемент задержки 13, третий элемент задержки 14, блок выбора максимального кода (БВМК) 15, матрица из m*n блоков умножения 8_ij и стековая память 16, первый вход которой подсоединен к первому выходу БВМК 15, второй выход которого подсоединен к входам триггеров 10_i (i=1,…,m), выходы каждого из которых подсоединены к первым входам элементов И 9_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), вторые входы которых подсоединены к выходам одноименных блоков умножения 8_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), первые входы которых подсоединены к выходам вторых регистров 6_j (j=1,…,n), вторые входы - к выходам одноименных третьих регистров 7_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), а третьи входы - к выходу первого элемента И 2, вход первого элемента задержки 12 подсоединен к выходу первого элемента И 2, а выход - к входу второго элемента задержки 13 и к первым входам сумматоров 11_i (i=1,…,m), вторые входы которых подсоединены к выходам одноименных элементов И 9_ij (i=1,…,m, j=1,…,n), а выходы - к одноименным первым входам БВМК 15, выход второго элемента задержки 13 подсоединен ко второму входу БВМК 15 и к входу третьего элемента задержки 14, выход которого подсоединен ко второму входу стековой памяти 16 и ко второму входу элемента И 17, выход схемы сравнения 5 подсоединен к инверсному входу элемента И 2, а второй вход - к выходу счетчика 3.

Изобретение относится к области управления и может быть использовано для оптимизации эксплуатационных расходов при работе автоматизированных систем управления различными реальными процессами, систем поддержки принятия решений, моделирования реальных объектов.

Устройство вращения вектора // 2475830

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано:1) в высокопроизводительных вычислительных системах, в частности в системах цифровой обработки сигналов, работающих в режиме реального времени, 2) в системах управления скоротечными процессами, 3) в качестве средства повышения производительности персональных компьютеров при решении задач, связанных с упрощением вида матриц систем линейных уравнений (алгебраических и дифференциальных), реализуемого как подсхема в составе арифметического процессора или же в составе отдельного устройства (спецпроцессора).

Устройство нормировки вектора // 2473961

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в высокопроизводительных вычислительных системах, в частности в системах цифровой обработки сигналов, работающих в режиме реального времени, в системах управления быстро протекающими процессами, в персональных компьютерах в качестве средства повышения их производительности, реализуемого как подсхема в составе арифметического процессора или же в составе отдельного устройства (спецпроцессора).

Устройство для моделирования процесса принятия решения в условиях неопределенности // 2468423

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. .

Ячейка однородной вычислительной среды и устройство для сжатия двоичных векторов на базе ячеек однородной вычислительной среды // 2450327

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения однородных вычислительных сред, выполняющих сжатие массивов двоичных векторов в конвейерном режиме.

Устройство нормировки вектора // 2449354

Инструкция и логическая схема для выполнения операции скалярного произведения // 2421796

Способ передачи-приема сигнала в многопользовательской системе радиосвязи с множеством передающих и множеством приемных антенн // 2398359

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способу передачи-приема сигнала в многопользовательской системе радиосвязи с множеством передающих и множеством приемных антенн (MIMO-OFDM).

Устройство поиска нижней оценки размещения в полносвязных матричных системах при однонаправленной передаче информации // 2398270

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для моделирования задач при проектировании вычислительных систем (ВС). .

Устройство вычисления сумм произведений // 2306595

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для параллельного вычисления разрядными срезами сумм парных произведений комплексных чисел и может быть использовано для решения задач цифровой обработки сигналов, решения задач спектрального анализа и гидролокации, систем автоматического управления.

Способ организации арифметического ускорителя для решения больших систем линейных уравнений // 2547618

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для создания арифметического ускорителя для решения больших систем линейных уравнений. Техническим результатом является уменьшение числа арифметических операций. Способ содержит этапы, на которых: производят доступ к блоку общей памяти одного или более третичных или четвертичных процессоров, выбранных из произвольного множества разнородных процессоров, выявляют свободный первичный процессор, разделяют промежуточный результат на группы, производят индексирование и записывают значения промежуточного результата в каждой группе в блок общей памяти, выявляют свободный третичный процессор и производят ранжирование индексов и по одному из трех последовательных индексов, выбранных из множества индексов, производят быстрое дискретное преобразование Фурье, записывают результаты преобразования в блок общей памяти, выявляют свободный четвертичный процессор, рассматривают значения элементов матрицы для первого индекса последовательно, производят быстрые дискретные преобразования Фурье по двум другим индексам, умножают почленно получившиеся значения по этим двум индексам на Фурье преобразования теплицевой матрицы для этих индексов, производят обратное быстрое дискретное преобразование Фурье по этим двум индексам, результаты преобразований записывают в локальную память четвертичного процессора, производят обратное быстрое дискретное преобразование Фурье по первому индексу, записывают результат в общую память. 1 ил.

Способ и система для определения границ защиты с полной экстраполяцией на протяжении заданного временного горизонта // 2552160

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в упрощении определения пределов защиты при помощи полной экстраполяции пределов защиты. Способ для определения для будущего момента времени пределов защиты, связанных с навигационными параметрами носителя, в котором оценивают навигационные параметры носителя в настоящий момент времени, формируют статистическую модель ошибок оценки навигационных параметров носителя в настоящий момент времени в виде ковариационной матрицы, экстраполируют статистическую модель ошибок оценки на будущий момент времени, вычисляют предел защиты для будущего момента времени на основе экстраполированной статистической модели, причем для экстраполяции статистической модели ошибок оценки используют применение постоянной положительной матрицы перехода к вектору среднеквадратичных отклонений, сформированному из квадратных корней диагональных элементов ковариационной матрицы с целью распространения на будущий момент времени среднеквадратичных отклонений навигационных параметров, полученных в настоящий момент времени, при этом указанное распространение является независимым от предыдущей динамики носителя. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство обращения ковариационной матрицы помеховых сигналов // 2562389

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в высокопроизводительных специализированных вычислительных машинах и устройствах обработки сигналов для обращения ковариационных матриц помеховых сигналов. Техническим результатом является увеличение быстродействия за счёт учёта эрмитовых свойств ковариационной матрицы помеховых сигналов. Устройство содержит девять вычислительных модулей, два блока хранения коэффициентов и генератор тактовых импульсов. 2 ил.

Способ устранения пространственных помех // 2575973

Изобретение относится к методам цифровых вычислений, предназначенных для специфических функций, а именно к комплексным математическим операциям для матричных или векторных вычислений. Согласно способу сигналы, поступающие с выходов N-элементной антенной системы, оцифровывают в N аналого-цифровых преобразователях, обрабатывают в цифровом вычислителе, где формируют ковариационную матрицу, раскладывают ее на собственные векторы и собственные значения. Далее N сигналов, свободных от J мощных некоррелированных помех, при условии N>J, передают на входы устройств, предназначенных для извлечения полезной информации. Технический результат заключается в удалении помеховой составляющей из каждого приемного канала используемого устройства, обеспечивая сохранение полезной информации в каждом канале. 3 ил.

Способ осуществления операции скалярного умножения произвольного вектора на загружаемый в устройство векторный коэффициент и опционального сложения со скалярным коэффициентом // 2609745

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться для быстрого выполнения математических вычислений в нейронных сетях типа Multilayer Perceptron (MLP). Техническим результатом является уменьшение сложности устройства. Устройство содержит два блока, осуществляющих расчет суммы квадратов разниц компонент входного вектора и предварительно рассчитанных векторов, блок изменения знака результата и блок суммирования. 2 ил.

Способы для аппроксимации операции умножения гессиана на вектор в полной инверсии волнового поля // 2613216

Изобретение относится к области геофизической разведки и, более конкретно, к обработке сейсмических данных. Техническим результатом является повышение скорости оценки величины, известной как умножение гессиана на вектор, которая возникает в некоторых способах для численного решения дифференциальных уравнений в частных производных. Способ определения дискретной модели физических свойств области недр, представляющей собой модель или модель недр, посредством итеративного инвертирования измеренных геофизических данных, полученных из области недр, содержащий: аппроксимирование матрицы Гессе целевой функции, которая затем умножается на вектор, характеризующее умножение гессиана на вектор с использованием компьютера, с помощью одиночного смоделированного распространения прямой волны и одиночного вычисления градиента целевой функции, в модифицированной модели недр, причем необходимо использование только трех распространений прямой волны или обратной волны, причем это аппроксимирование основано на уравнении приближения для Борновского рассеянного поля давления , где умножение гессиана на вектор аппроксимируют посредством вычисления градиента с использованием в качестве искусственного остатка, затем вычисление направления в пространстве параметров модели для обновления до текущей модели посредством умножения обращения матрицы Гессе на градиент целевой функции, причем обращение матрицы Гессе вычисляют итеративно с использованием метода сопряженных градиентов, в котором приближение умножения гессиана на вектор используется для оценки умножения матрицы Гессе на вектор возмущения среды, выполнение линейного поиска для определения амплитуды обновления модели с использованием вычисленного направления, добавление обновления модели к текущей модели для формирования обновленной модели и использование обновленной модели для геофизического исследования. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство оптимизации алгоритмов адаптации и стабилизации летательного аппарата операторным методом // 2620280

Устройство оптимизации алгоритмов адаптации и стабилизации летательного аппарата операторным методом содержит блоки ввода данных продольного канала, бокового канала и канала крена, систему стабилизации, содержащую продольный канал, боковой канал и канал крена, модуль расчета перекрестных связей, модуль оптимизации системы стабилизации, модуль формирования критериев, модуль формирования результатов, модуль хранения данных, соединенные определенным образом. Обеспечивается высокая точность управляющего сигнала для стабилизации летательного аппарата с учетом компенсации действия внешних возмущений. 2 ил.

Способ автоматической реконструкции фотопортретов из скетчей и система для его осуществления // 2628125

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Технический результат – повышение быстродействия реконструкции фотопортретов из скетчей. Способ автоматической реконструкции фотопортретов из скетчей заключается в вычислении по исходным выборкам скетчей S и фотографий Р средних значений mS и mP; центрировании относительно средних исходных выборок S и Р, в результате чего они преобразуются в и ; выполнении анализа главных компонент по , в результате чего вычисляются собственные числа и соответствующие им собственные векторы для матрицы Грама, которые пересчитываются в собственные векторы ковариационной матрицы; вычислении для заданного скетча спектра в базисе, образованном собственными векторами ковариационной матрицы, с помощью прямого преобразования Карунена-Лоэва; причем вычисляют базис взаимной трансформации скетча в фотографию, используя собственные числа, собственные векторы для матрицы Грама и центрированную выборку исходных фотографий , модифицируют спектр заданного скетча L раз путем добавления случайного шума к каждой его компоненте, получая L модифицированных спектров, из которых формируют популяцию из L фотографий, соответствующих заданному скетчу. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.