Вероятностное устройство для антилогарифмирования

 

О Il-" И С-" А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советева

Социалистически»

Республик

6 06 F 15(36

G 06 F 7(38

Гкударстаанньй иветт

СССР йа диан ааа5раенЮ в аткрюй

P3) Прнорнтет—

Опубликовано 05.03.79. бюллетень № 9

Дате опубликования описания 05.03.79 (53) УДК

681 3 (0888)

В. В. Яковлев, Г. В. Добрис и А.В. Яковлев (72) Авторы изобретении

Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорт» им. академика В. Н. Обращева (54) ВЕРОЯТНОСТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНТИЛОГАРИФМИРОВАНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в вероятностных вычислительных устройствах.

Известно вероятностное устройство для антилогарифмирования f Ö, содержащее генератор 5 случайных чисел и элементы И, ИЛИ, НЕ. Недостатком такого устройства являются малый диапазон представляемых величин, ограниченный вероятностным интервалом 0-1, и большая аппаратурная сложность. 1О

Наиболее близким техническим решением к изобретению является вероятностное устройство для антилогарифмирования Щ, содержащее двоичный счетчик, генератор случайных чисел и схему сравнения, первый и второй входы которой соединены соответственно с выходами двоичного счетчика и генератора случайных чисел, Такое устройство сложно.

Операция антилогарифмироваиня в таком устройстве осуществляется над величиной — длительностью детерминированного или случайного

2 временного интервалов. Йричем математическое ожидание длительности временного интервала l

М ° - ИСп

3 где и — константа; .Х вЂ” машинная переменная из диапазона 0 — 1;

i — дискретное время.

Цель изобретения заключается в упрощении устройства, Для достижения поставленной цели предложенное устройство содержит элемент НЕ и элемент И, первый вход которого является входом устройства, выход соединен с суммирующим входом двоичного счетчика, а второй вход тюдключен к выходу элемента НЕ, вход которого соединен с выходом схемы сравнения. Выход двоичного счетчика является выходом устройства.

Структурная схема устройства представлена на чертеже, где обозначены вход 1 устройства, элемент НЕ 2, элемент И 3, двоичный счетчик 4, схема сравнения 5, генератор 6 случайных чисел и выход 7 устройства.

3 65135О 4 д и()=к()-e. ) ЦНИИПИ Заказ 807 46

Тнр))ж 779 Подписное

Филиал ППП Патент", r.Óæãîp0ä, ул, Проектная, 4

Выход элемента НЕ 2 соединен с первым входом элемента И 3, другой вход которого подключен ко входу 1 устройства. Выход элемента И 3 подключен к суммирующему входу счетчика 4, разрядные выходы которого соединены с э первыми входами схемы ст)авнения 5, вторые входы которой соединены с разрядными выходами генератора б. Выход схемы сравнения 5 соединен с входом элемента HB 2, а выходом устройств» являются разрядные выходы счетчика 10

4.

На вход устройства подается в общем случае случайная последовательность бййрйых символов, причем математическое ожидание (м.о,) длительности временного интервала i между смежны- тэ ми символамн подчиняется соотношению (i ) .

Ограничивая ийтервалом i процесс накопления бинарных символов случайной последовательности х;, действующей на выходе схемы сравнения 5, получаем воэможность формирования 26 оценки Х, в качестве которой принимается обратный код содержимого счетчика 4.

Докажем это. Величина Е; — содержимое счетчика 4 в каждом i-ом такте сравнивается со случайным двоичным числом. Символы х;=1 на выходе схемы сравнения 5 формируются, если содержимое счетчика 4 не меньше значения кода на выходе генератора 6.

Так как по условию i — также случайная величина, то Ю

М(Х)-3.Р;М(;) ,Иля м.о. содержимого счетчика 4 в )-ом такте запишем

9(Z; М(Х;-, ) 1- p(R;7=

= +M(Z;» )(4 А, Решение этого конечноразностного уравнения имеет внд

M(z;) y(g e k) где M — емкость счетчика 4; поэтому

Л. 1 45

М

Дальнейшее преобразование этого соотношения проведем в предположении, что интервал возможных значений аргумента i настолько узок, что к выражению (2) может быть применен метод линеаризации функции случайного аргумента.

Практически это условие выполняется, если

N > 29, Применяя метод линеаризации, получаем или с учетом выражения (1)

М(И= И(1- ХЪ.

Таким образом, операция антилогарифмирования в схеме действительно выполняется.

Предлагаемое устройство по сравнения r. прототипом упрощено за счет использования в нем двоичного счетчика вместо реверсивного двоичного счетчика, так как в последнем случае в каждом разряде счетчика для обеспечения логики вычитания необходимо использовать логическую схему 2И-2И вЂ” 2И вЂ” ЗИЛИ. В базисе интегральных

cxe))4 155-серии такой элемент реализуется минимально на одном логическом модуле. В этом же базисе триггер реализуется на одном модуле, поэтому происходит удвоенное сокращение затрат микросхем на построение устройства антилогарифмнрования.

Таким образом, технико-экономический эффект изобретшця заключается в значительном (в базисе ИС 155-й серии вдвое) сокращении затрат аппаратурных средств при его создании.

Формула изобретения

Вероятностное устройство для антилогарифмиров алия, содержащее двоичный счетчик, генератор случайных чисел и схему сравнения, первый и второй входы которой соединены соответственно с выходами двоичного счетчика и генератора случайных чисел, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит элемент НЕ и элемент.И, первый вход которого является входом устройства, выход соединен с суммирующим входом двоичного счетчика, а второй вход элемента И подключен к выходу элемента НВ, вход которого соединен с выходом схемы сравнения, при этом выход двоичного счетчика является выходом устроЙства.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Яковлев В. В., Федоров P.e. Стохастические вычислительные машины. Л., "Машиностроение", 1974, с. 126 — 129.

2, Гейнс Б. Стохастическая вычислительная ммшша. "Электроника", 1967, Р 14.