Устройство для обращения чисел

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕПЬС7ВУ (6l) Дополнительное к авт. свил-ну (22) Заявлено24 0 .-,5 (21) 2124 158/18 24

2 (5!) М. Кл с присоединением заявки N

g 06 F 7/38 ов 1- 15/З0

1осударстоенный комитет

Саввтв Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.11.785юллеzенt Х! 41 (45) Дата опубликования описания 28.09.78 (53} УДК 681 825 (088.8) (?2} Автор изобретения

В. Л. Кудрявцев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАШЕНИЯ ЧИСEII

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано

В стох&стических Вычислительных машинах.

Известно устройство для обращения чисел, содержашее целитель, сумматоры и различные логические схемы 11).

Его недостатком является значительный объем оборудования и сложность работы.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является устройство для обрашения чисел, содержашее преобразователь "код-вероятность", первый вход которого является входом устройства, а второй вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов 121.

Недостатком этого устройства является невысокая точность, поскольку оно реализует приближенный алгоритм вычислений.

Целью изобретения является повышение точнос"ти устройства.

Для достижения цели устройство содержит блок формирования константы, стОхаотический интегратор, стохастический вычитатель д стохастдчоскпй умножнтель, первый вход которого соединен с выходом преобразователя код-вероятность, а второй вход — с первым выходом стохастнческого интегратора, второй вы5 ход которого является выходом устройства, а первый вход подключен к выходу стохастнческого вычислтпеля, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам стохастического

10 умножнтеля и блока формирования константы, вход которого объединен со вторым входом сгохастического интегратора и подключен к выходу- генератора тактовых импульсов.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит преобразователь

2 "код-вероятность, первый вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом стохастического умножнтеля 2, выход которого соединен с первым входом стохастического вычитателя 3, второй вход которого под631 91 6 ключен к выходу блока 4 формирования константы, а вьжод соединен с первым входом стохастического интегратора 5, первый выход которого соединен со вторым входом стохастического умножителя, 5 второй выход является выходом устройства, а второй вход объединен со входами блоков 1 н 4 и подключен к выходу генератора тактовых импульсов.

Устройство работает следуюшнм обра- )Î зом.

Входное число Х, заданное в виде — разрядного двоичного кода (вместе со знаковым разрядом), в преобразователе

1 код-вероятность" преобразуется в ве- ts роятность (среднюю частоту) появления логической единицы на выходе преобразователя по формуле:

1+ ) О Х

Р(х)- О гд х = ° (р

"max

Выходное число М, находящееся в виде двоичного кода в реверсивном счетчике стохастического интегратора 5, преобразуется в преобразователе код-веро- д ятность стохастического интегратора 5 в вероятность появления логической единицы на выходе интегратора 5 по формуле:

i+ )) Y 30

)V(g)=.— - где . g = — ° (2 у

2 . Ула„

На выходе стохастически о умножителя 2 формируется логическая единица, если Р (у, ) и Р (Ц ) одновременно при- з нимают значение логической еднщщы или . логического нуля, так как вероятность появления лоГического,нули для потока

Р (Х ) равна 1 -Р (Х ), а для потока

Р (Ц ) равна 1-р (Ч ), то вероятность щ0

ПОЯВЛЕНИЯ ЛОГИЧЕСКОЙ ЕДИНИЦЫ HG ВЫХОДЕ умножителя 2 равна (). ) 1 w(y) ) (Ц -v)g) (s)

Блок 4 формирования константы формирует импульсный поток с постоянной вероятностью появления логической единицы:

1 к

Р{к) = —- (4)

2 5Î

Стохастический вычитатель 3 осушест« .вляет сложение вероятностного потока от блока 4 формщшвания константы и инвертированного потока or умножения 2 по

ФОРМУЛЕ:

Я (к)+ t .t->() 3 Р(м)

Я (,Я) Подставляя. в выражение (5) значение Р (Е ) из (3) полу чим:

2 (Ю Р(Я-2Ф) 41

Если на выходе вычитателя 3 в момент тактового импульса от генератора

6 тактовых импульсов сушествует логическая единица, то в реверсивный счетчик стохастнческого интегратора 5 заносится+1, если ноль, то — 1.

Б установившемся режиме среднее прирашение содержимого реверсивного счетчика равно нулю, т.е. среднее количество логических единиц и нулей одинаково.

Или же:

> 1--<- (), (-<--, Подставляя в выражение (7) значение

Р(М1 из (6) получим) ) ) >()»lv)-zw(x)v(g)-1=o. (s)

Г(одставляя и выражение (7) значения

Р(к), P(х),7(ф из (1), (2), (4) получим:

1.4- )4 + Х о + 0 — + — "+

Ю

2 2 2 (х а+ Ца+ "о ц о1 а а о о

).+К ) М +1Ф а-i.-Ха- а-Х Яа-2 =О.

К 0Ча=с> Чо= .

С учетом то"î, что ЧО=Ч/ц, х, )(аХ/х „ o M =и „.g,),(()

Обозначая,„ „х „,, ) — а получим

tie/Х. Таким образом, в реверсивном счетчике стохастического интегратора 5 в установившемся режиме получается число У обратное входному числу Х с масштабом Q который может быть выб« ран любым, путем соответствующего выбора константы.

Увеличение точности обрашения предложенного устройства связано с тем, что устройство осушествляет обрашение по. точной формуле g-g) = Q, а известное по приближенной формуле =, (;к)"".

Так как предложенное устройство являет о. ся непрерывной следяшей системой, то оно позволяет обрашать временные функции. Кроме того, наличие стохастического выхода в стохастическом интеграторе

5 позволяет включить предлагаемое уст- ройство в состав С,п ВМ непосредственно. без дополнительного преобразователя код-вероятность". 5

Формула изобретения

Устройство для обращения чисел, содержащее преобразователь «код-вероятность", первый вход которого является входом устройства, а второй соединен с выходом генератора тактовых импульсов, отличающееся тем,что,с целью повышения точности устройства, оно содержит блок формирования константы, стохас гический интегратор, стохастический вычитатель и стохастический умножитель, первый вход которого соединен с выходом преобразователя код-вероятность», а второй вход — с первым выходом стохастического интегратора, второй выход которого является выходом устройства, а первый вход подключен к выходу стохастического вычитателя, первый н второй входы которого подключены соответственно к выходам стохастического умножителя и блока формирования кон- станты, вход которого объединен со вторым входом стохастического интегратора н подключен к выходу генератора тактовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент, США ¹ 3633018;, кл. 235-164, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР, ¹ 320810, кл. Cj 06 Р 7/38, 1971, Составитель А. Карасов

Редактор И. Марховская Техред М. Борисова КорректорЛ. Небола

Заказ 6344/48 Тираж 784 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4