Преобразователь код-вероятность Советский патент 1986 года по МПК G06F7/70 G06F7/58 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано совместно с генератором рандомизированных псевдослучайных чисел либо с fl|pyrHM генератором, Вырабатывающим случайную последовательность двоичных символов., в качесве преобразователя код-вероятность , для стохастических вычислительных машин, у которых случайное появление импульсов возможно лишь в строго фиксированные моменты времени (такты),

Цель изобретения - увеличение быстродействия преобразователя.

На фиг.1 изображена функциональ- яая схема преобразователя код-вероятность; на фиг,2 - то же, для случая п 3.

Преобразователь код-напряжение со .тоит из п-разрядного регистра 1 пре- образуемого кода, п-разрядного генератора 2 равномерно распределеншэгк случайных чисел, п-входного элемента ИЛИ 3, (п - 1) элемента НЕ 4, двухвходового элемента И 5, трехвхо- дового элемента И 6 и группы из (п - 2) элементов И 7, причем выходы первого и второго разрядов п-разрядного регистра 1 преобразуемого кода через двухвходовый 5 и трехвхо- довый 6 элементы И подключены к входам п-входового элемента ИЛИ 3, к второму входу трехвходового элемента И 6 подключен ; выход первого элемента НЕ 4, а также п - 2 входам элемента Ш1И 3 подключены выходы п - 2 элементов И группы из (п-2) элементов И 7, выходы первого и второго разрядов п-разрядного генератора равномерно распределенных случайных чисел 2 подключены соответственно к входам двухвходового

5 и трехвходового 6 элементов И, к i-му элементу И группы из (п-2) элементов И7 (,п-2) под- ключены выходы (i + 2)-го разряда п-разрядного регистра преобразуемого кода 1 и п-разрядного генератора равномерно распределенных случайных чисел 1, а также к входам i-ro элемента И 7 подключены выходы i + i младших элементов НЕ 4, к вхооу j-ro элемента НЕ 4 (j }, п - 1). Выход первого элемента НЕ соединен с третьими входами (п-2) элемен- тов И группы, выход (t 1)-го.элемента НЕ (1 1, п- 2) соединен с соответствующими входами элементов

И группы, начиная с i-ro (i - ) элемента И группы.

В предлагаемом преобразователе п-разрядный генератор равномерно распределенных случайных чисел 2 может быть реализован, например на базе п-раз)ядного регистра сдвига с сум матором по модулю два в цепи обратной связи, определяемой порождающим полиномом Ч (х) 1 + (У, X + oij х + + .,, о(-г х. Генератор тактовых импульсов, входящий в состав блока 2; состоит из последовательно вклю- ченньпс инверторов, сопротивления и емкости о

Преобразователь код-вероятность для случая, когда п 3, работает следующим образом.

Перед началом функционирования устройства на блок 1 записывается код преобразуемого А . . а() значения разрядов кода числа А подаются на входы элементов И блоков 5 - 7, С генератора равномерно распределенных чисел на остальные входы элементов И подаются прямые или инверсные значения кодов псевдослучайных чисел X х Xj

И

где

Р(х; 1) 0,5« Таким образом, на выходах элементов И формируются выражения следующих переключательных функций:

fj , - на выходе двухвходового элемента И 5;

f выходе трехвходового элемента И 6;

f ,jX, на выходе первого элемента И блока 7;

f - на выходе второго элемента И блока 7|

fn i . выходе

(п 2) элемента И блока7.

Для случая, когда а, 1, i 1,п можно показать, что

P(f, -I) 0,5j P(f2 1) 0,25; P(f, -I) 0,125; ... P(f 1) 1/2

Кйоме того, появление единичных символов на выходах элементов И блоков 5 - 7 являются несовместимыми событиями, т.е.

P(f|, J) О, если fе 1 , .

Для п 3P(f 1) 0,5; P(f 1)

- 0,25;,P(f 1) 0,125.

Учитывал, что появление единичных символов на выходах элементов И бло 3

ков 5-7 являются несовместимыми событиями, вероятность появления единичного символа на выходе блока 3 определяется выражением:

Р() a,P(f, 1) + (f 1) + + ... (f 1) + а 2 + + ... + an 2

где 0,l,,n- разряды преобразуемого кода А, Для п 3 Р(у I) 2 +

+ а 2 + а - 2 .

Например А 100, т.е. а 1, а а 0.

На выходах элементов И блоков 6 и 7 формируются значения f- и f равные нулю независимо от кода случайного числа X, а на выходе блока 5 появляются единичные сигналы для Xj 1, так как Р(х 1) Р(Х. 1) 0,5, то P{f, 1) 0,5.

На выходе блока 3 появляется единица с вероятностью Р(у 1) P(f, 1) 0,5. Таким образом, происходит преобразование кода числа А в вероятность. Код.числа А необходимо рассматривать как правильную дробь.

Синхронизация работы устройства осуществляется генератором тактовых импульсов, входящим в состав блока 2

Преимущество предлагаемого преобразователя код-вероятность заключается в существенном повьшении быстродействия устройства. Период появления очередного случайного импульса на выходе устройства определяется только величиной Т г S + или таким образом, период появления очередного импульса на выходе устройства не может быть меньше величины З оср . Быстродействие предлагаемого устройства увеличивается в К (п +2)/3 раз, для п 4 К 2, а для п 8 К 3,3, т.е. при разряд10

33172

ности кода А равной 8 быстродействие увеличивается в 3,3 раза.

Формула изобретения 5 Преобразователь код-вероятность, содержащий (п-1) элементов НЕ, п- разрядный генератор равномерно распределенных чисел, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с выходами первого и второго разрядов п-разрядного регистра преобразуемого кода, второй вход второго элемента И подключен к выходу первого элемента НЕ, а вы15 ходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами п-входового элемента ИЛИ, выход которого является выходом преобразователя, о т л и ч а20 ю щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, ort содержит группу из (п - 2) элементов И, выходы которых подключены соответственно к (п-2) входам п-входодого эле25 мента ИЛИ, а выходы первого и второго разрядов п-разрядного генератора равномерно распределенных чисел соединены соответственно с вторым входом первого и третьим входом второго элементов И, к первому и второму входам 1-го элемента И группы подключены выходы (i +2)-го разря-г дов (i 1, п - 2) соответственно п-разрядного генератора равномерно .распределенных чисел и п-разрядного регистра преобразуемого кода, вход j-ro элемента НЕ (j I, п-1) соединен с выходом j -го разряда п-разрядного генератора равномерно распределенных чисел, выход первого элемента НЕ соединен с третьими входами (п - 2) элементов И группы выход (t tl)-ro элемента НЕ (f 1, п - 2) соединен с соответствующими входами элементов И группы, начиная с i-ro (i Р) элемента И группы.

30

35

40

45

Л 1- 1 3 I м „14

IS

LimteM -..

Редактор С.Патрушева

Составитель В.Гребенников Техред И.Попович

Заказ 2773/52

Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва,, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г„Ужгород, ул.Проектная,4

-d-г

Корректор А.Тяско

Изобретение относится к области вычислительной техники. Цель изобретения - увеличение быстродействия преобразователя. Преобразователь содержит п -разрядный генератор равномерно распределенных чисел, п-раз- рядный регистр преобразуемого кода, логические элементы и группы логических элементов И, НЕ, ИЛИ, соединенных в соответствии с решаемой задачей. Преобразователь может быть использован совместно с генератором рандомизированных псевдослучайных чисел либо с другим генератором, вырабатывающим случайную последовательность двоичных символов, в качестве преобразователя код-вероятность для стохастических вычислительных машин, у которых случайное появление импульсов возможно лишь в строго фиксированные моменты времени (такты). 2 ил. I (Л ND 00 ОО ьо