Стохастический сумматор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕНДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р>744611 (61) Дополнительное к авт.свид-ву (22) Заявлено 201078 (21) 2676076/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 3006.80. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 3006.80 (51)М. Кл.2

G 06 F 15/36

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 681 3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.В. яковлев, P.Ô. Федоров, Г.В. добрис и A.Â, яковлев

Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В, Н. Образцова (71) Заявитель (54) СТОХАСТИЧЕСКИЙ CVMMATOP

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначается для выполнения операции суммирования чисел A и В (С = A } в стохастических вычислительных машинах.

Известны стохастические сумматоры (1) — (3), которые содержат преобразователи число-вероятность, двоичные счетчики, логические элементы И, ИЛИ, НЕ, источники двоичных случайных последовательностей с р (1} = ф (р (1)— вероятность появления единичного символа в случайной последовательности).

Общим недостатком этих схем является 15 низкая точность вычислений, что вызвано использованием в них принципа вероятностного округления чисел

А HB

Наиболее близок по техническому решению к изобретению стохастический сумматор (4), содержащий последова- тельно соединенные инвертор и источник двоичной случайной последователь- 25 ности с р (1)

Математическое ожидание случайной последовательности z на выходе схемы прототипа равно

Мх=с- 2 - ЗО

Недостатком устройства-прототипа является низкая точность вычислений.

Цель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что стохастический сумматор, содержащий источник двоичной случайной последовательности, соединенный со входом инвертора, дополнительно содержит первый и второй блоки ключей и блок сложения, выходы которого являются выходами сумматора, входы первого и второго блоков ключей служат входами сумматора для слагаемых чисел, а выходы соединены со входами блока сложения, управляющие входы первого и второго блоков ключей связаны соответственно с выходом и входом инвертора.

Блок-схема сумматора.представлена на чертеже.

Она содержит источник 1 двоичной случайной последовательности с р (1) = <, инвертор 2, блоки ключей

3, 4, блок 5 сложения.

Выход источника 1 двоичной случайной последовательности с р (1) = 4/2 соединен с входом инвертора 2. Управляющие входы первого 3 и второго 4 блок ключей подключены к выходу

744611

Формула изобретения

30 и входу инвертора 2 соответственно, а разрядные входы соединены с разрядными шинами чисел А и В соответственно. Выходы первого 3 и второго 4 блоков ключей соединены с входами блока 5 сложения.

Блок 5 сложения состоит из С двухвходовых элементов ИЛИ (0 — разрядность двоичных чисел Л и В ) . Поэтому при поступлении на вход инвертора сигнала логический О на выход блока сложения передается число А, а при поступлении сигнала логическая 1 — соответственно число В . Так как р (О) = р (1) = (/2, то математическое ожидание случайной числовой последовательности )(на выходе стохастического сумматора равно

А В

M =c= — 1 л и т.е. в схеме прототипа и в предлагаемом устройстве выполняется одна и та же арифметическая операция.

Однако точностные характеристики существеино различаются. Дисперсия случайной величины Z прототипа равна — — (1)

Дисперсия случайной величины Х, образуемой на выходе предложенного сумматора, > = — А+-В - — ) = — ), (2)

Л 4 А+Ю< A-ВЪ< л2 Z Lg ) — 1)

Видно, что всегда „с Э . Из выражений (1) и (2) коэффициент к, характеризующий улучшение точности работы предлагаемого устройства, Т> (A+ Ю(2- А-В1 х (А Ь)

Например, если А = О, 6, Ь = О, 4, то К = 25 и т.д. Причем, чем ближе друг к другу значения А и Ь, тем больший достигаемый выигрыш в точности выполнения операции суммирования.

Таким образом, технико-экономичес. кий эффект заявляемого устройстВа заключается в существенном уменьшении статической погрешности при выполнении операции сложения чисел.

Стохастический сумматор, содержащий источник двоичной случайной последовательности, соединенный со входом инвертора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит первый и второй блоки ключей и блок сложения, выходы которого являются выходами сумматора, входы первого и второго блоков ключей являются входами сумматора для слагаемых чисел, а выходы соединены со входами блока сложения, управляющие входы первого и второго блоков ключей соединены соответственно с -выходом и входом инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Федоров P. B., Яковлев В.В., Добрис Г.В. Стохастические преобразователи информации. Л., Машиностроение, 1978, с.15.

2. Гладкий В.С. Вероятностные вычислительные модели. М., Наука, 1973, с.104.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 613322, кл. G 06 F 15/36, 1978.

4. Гейнс Б. Стохастическая вычислительная машина. †Электрони— ка, 1967, М 14 (прототип).

ЦНИИПИ Заказ 3663/4

Тираж 751 ., Подписное

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