Всесоюзная

 

362299

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюз Саветскин

Социалистинескин

Реслублин

Зависимое от авт. свидетельства Мо

Заявлено 07Х11.1970 (№ 1449474/18-24) с присоединением заявки Мо

Приоритет

М. Кл. G 06f 11/00

Комитет оо делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

УДК 681 325.59(088.8) Опубликовано 13.Х11.1972. Бюллетень Мо 2 за 1973.

Дата опубликования описания 5.11.1973

ВСЕСОЮЗНДЯ

- ° 1И Х Н

Б1 Б.п11 .т ЕКА

Лвтор изобретения

В. С. Гладкий

Морской гидрофизический институт АН Украинской ССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКЛЮЧЕНИЯ ОШИБОК

ОКРУГЛ EH ИЯ

Изобретение относится к области вычислительной техники.

При вычислениях на ЭЦВМ и специализированных цифровых вычислительных устройствах имеет место один весьма существенный недостаток: накопление ошибок округления в процессе вычислений, приводящее иногда к существенному искажению конечного результата. Величина погрешности при этом является величиной случайной, зависящей от многих факторов, указать заранее на ее пределы в общем случае не представляется возможнь.м. Один из способов уменьшения влияния ошибок округления, принятый сейчас в вычислительном машиностроении, состоит в увеличении разрядной сетки.

Цель изобретения — исключение накопления ошибок округления, что позволяет уменьшить разрядность электронной цифровой вычислительной машины (ЭЦВМ) и, как следствие, значительно уменьщить их объем и стон м ость.

В основу операции округления в существу«ощих ЭЦВМ положено следующее общеизвестное правило: при округлении числа отбрасывается меньше половины единицы последнего сохраняемого разряда; если отброшенная часть больше половины единицы последнего сохраняемого разряда, то цифра этого разряда увеличивается на единицу. Указанное правило округления дает минимальную ошибку лишь в случае, когда величина отбрасываемой части распределена равномерно в интервале or нуля до единицы (переноса).

5 На практике, однако, распределение округляемой величины отличается от равномерного, вследствие чего принятое для современных

ЭЦВМ правило округления приводит иногда к значительным методическим погрешностям.

10 Так, если суммпруется 1000 чисел, в которых после округления, например, числа 0,6 заменены единицами, ошибка составит 400 един и ц.

Предлагаемое устройство реализует прин15 циппальIIo другой способ округления — статистический: последний сохраняемый разряд увеличивается на единицу с вероятностью, численно равной значению отбрасывания части. Так, для рассмотренного примера каж20 дсе отбрасываемое число заменяется единицей соответственно с вероятностью 0,6, после суммирования 1000 таких чисел по указанному правилу среднеарифметическое суммы будет равно 600-+6, где б — ошибка статистп25 ческого осреднения, которая будет тем меньшей по абсолютной величине, чем большее количество чисел суммируется с округлением.

Так, для рассмотренного примера конечный результат будет получен с ошибкой, не пре30 вышающей +-30 едшшц, вместо 400 единиц

362299

Составитель H. Гузенкова

Техред Т. Миронова

Редактор Б. Нанкина

Корректоры: А. Васильева и А. Степанова

Заказ 122/17 Изд. К 1015

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений о .." С

Тираж 404 По писно и ткрьпий при овете Министров СССР д е

Москва, )К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 после стандартного округления. Легко показать, что при любом законе распределения округляемых чисел статистический метод округления, положенный в основу предлагаемого устройства, всегда будет иметь небольшую методическую погрешность, чем стандартные методы округления, вследствие чего предлагаемое устройство может быть применено в составе всех выпускаемых ЭЦВМ, существенно увеличивая точность проводимых на них вычислений. Кроме того, применение предлагаемого устройства в составе проектируемых ЭЦВМ позволит уменьшить разрядность выпускаемых машин до 15 —:20 двоичных разрядов без снижения точности проводимых вычислений.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства, где:

1 — и т — (n+m) — разрядный регистр арифметического устройства (АУ) ЭЦВМ, где n— разрядность чисел, принятая для данной

Ц М (т(п); 2 — схема сравнения двоичных чисел параллельного действия. На выходе схемы появляется импульс переноса, если отбрасываемое m-разрядное число больше случайного числа, снимаемого с датчика 8; — дат ьик т-разрядных случайных двоичных чисел с равномерным распределением;

4 — вентильная группа; 5 — дешифратор команды округления; б — сумматор; 7 — венппльная группа; 8 — регистр числа МОЗУ

9 — ве

) .7 — вероятностныи двоичный элемент в со> с".ав которого входит схема 2 сравнения двоичных чисел и датчик 8 случайных двоичных чисел.

Работа предлагаемого устройства заключа5 ется в следующем.

По

1осле поступления команды округления (n+m)-разрядного числа АУ до и двоичных разрядов, команда дешифруется в устройств.. 5 и импульс с выхода дешифратора от10 к крывает вентильную группу 4 и одновременнс возбуждает датчик 8 случайных чисел.

Результат сравнения случайного числа с отбрасываемым остатком в АУ поступает в виде импульса переноса на п-й разряд АУ. Вся

15 операция округления выполняется в один тактовый момент времени.

Предлагаемое устройство может быть включено в состав любой выпускаемой ЭВМ.

Предмет изобретения

V . строиство для исключения ошибок округления, содержащее регистры, дешифратор команды округления, сумматор и вентильную группу, отличающееся тем, что, с целью иск25 лючения накопления ошибок округления оно

> содержит вероятностный двоичный элемент, вход которого соединен через вентили с регистром, содержащим отбрасываемую часть округляемого числа, и с дешифратором команЗО лы округления, а выход — через сумматор с младшим разрядом регистра, содержащего сохраняемую часть округляемого числа.