Устройство для определения вероятностей состояний дискретных марковских процессов Советский патент 1989 года по МПК G06F7/58 G06G7/48 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления вероятностей состояний дискретного марковского процесса.

Цель изобретения - повышение точности определения вероятности состояний дискретного марковского процесса.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит многоканальный генератор 1 частоты, блок 2 сумматоров, группу умножителей 3{ , (,n; n - размерность вектора состояний марковской цепи), группу накопительных ячеек 4;, (,n), блок 5 управления, группу 6j (,n) электронных ключей, сумматор 7, ключ 8, многопозиционный ключ 9 и группу 10f (,n) элементов ИЛИ.

Многоканальный генератор 1 частоты формирует n сигналов с одинаковыми амплитудами и кратными частотами

, , fa 3 ffn, f,,n.f

(где n - порядок заданной матрицы), выход каждой частоты подключен к со- , ответствующему входу блока 2 сумматоров, состоящего из (п-Н) сумматоров 11, из которых первые n сумматоров 11 формируют негармонические сигналы, моделирующие строки R, ,RЈ,... ,RЈ матрицы , а (п+1)-й сумматор 11 формирует сигнал, моделирующий вектор Р0, выход (п-Н)-го сумматора 1 подклю- чен к информационному входу ключа 8,

Каждая из накопительных ячеек 4; , (,n) содержит первый , второй 13, третий 14;, четвертый 15j, пятый 16; и шестой 17; ключи, первый

I 18,- и второй

торы, первый 20

согласующие реяис- и второй 21; one-

ел

со ю

со го

рационные усилители, первый 22| и второй 23j накопительные конденсаторы, первый 24| и второй 25j резисторы обратной связи.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Многоканальный генератор 1 частоты вырабатывает гармонические сигна- л|ы с одинаковыми амплитудами II, иг..

и кратными частотами f,f,

и резисторы 25j обратной связи заряжают накопительные конденсаторы 23; , При этом на выходе сумматора 7 сигнал является модел ъю вектора, равного

произведению Р,, а на накопительных конденсаторах 23i появляются напряжения, пропорциональные скалярным произведениям (,n), т.е.

,...,. Эти сигнапы поступа- д подготавливается исходная информация ю|т на входы блока 2 сумматоров, кото- для следующего этапа. пый вырабатывает негармонические сиг- Далее блок 5 управления снимает налы, моделирующие строки исходной катрицы R ,R,... ,R и вектор начальных вероятностей . Сигналы с j$ тельных конденсаторов 23,- , проходя дов блока 2 сумматоров подаются на через замкнутые контакты ключей 15,- г:ервые входы соответствующих умножи- и 16 и суммируясь на сумматоре 7, т;елей 3; (,п). При этом ключ 8 становятся моделью векторов 1 Находится в замкнутом состоянии и на )1Е.Ц-Р0. Суммарный сигнал снова Объединенные вторые входы умножителей 20 подается на умножители 3- (,п), 3: (,п) поступают сигналы, пропор- с выходов которых сигналы, проходя фискальные значениям вектора началь

сигнал с управляющих входов ключей I2j-17t- . При этом сигналы с накопи1 ых вероятностей Р0 . С выходов умно- зрителей 3; (,п) сигналы, пропорт

25

иональные скалярным произведениям фектрра РО соответственно на векторы f,R,...,RЈ, поступают на информационные входы электронных ключей 12- (,n) и через их замкнутые контакты, и согласующие резисторы 18; подаются на входы операционных усилите- ей 20f (i«l,n). Одновременно, через Замкнутые контакты электронных клю- ей 16{ и резисторы 24| обратной свя- и заряжают накопительные конденсаторы 22. до напряжений, пропорциональ- ых скалярным произведениям RJ Р0 ,п). Указанное положение является исходным.

При пуске устройства блоком 5 управления снимается напряжение с управляющего входа ключа 8, размыкая цепь от (п-Н)-го сумматора 11 к вторым входам умножителей 3. (,п).

через замкнутые контакты ключей 2 к 16- и согласующие резисторы 18 и резисторы 24- обратной связи заряжают теперь накопительные конденсаторы 22.;, , подготавливают информацию, для следующего этапа моделирования. Таким образом, при каждом переключении ключей 1.-17 осуществ- 30 ляется операция умножения

40

tl п II ip -Р -IIP I1K+1. Р и к F0

при этом частота переключения f такова, что на одном такте размещается целое число периодов любого сигнала. Ј, многоканального генератора 1 частоты Блок 5 управления останавливает процесс переключения ключей 12.J-17.J после заданного числа переключений „ При этом сигнал поступает на управляющий вход многопозиционного ключа 9. При этом напряжения с конденсаторов ..- или 23 через элементы ИЛИ 10- (,п) подключаются

Далее блок 5 управления вырабатывает .. к информационным выходам устройства, сигнал, поступающий на ключи 1 .,- 7,- , на которых появляются значения ре- причем ключи 1 . , 15; и 16,- размыка- зультирующего вектора Рм-1 Р ||™Рв, ются, а ключи , 14 и 17Т замыкаются. Сигналы, пропорциональные скалярным произведениям () с накопительных конденсаторов 2П (,п) проходят через замкнутые контакты ключей 14; и 16( (i«lpn),

50

(П О1

и процесс моделирования заканчивается. Формула изобретения

Устройство для определения вероятностей состояний дискретных марковских процессов, состоящее из многоканального генератора частоты, блока сумматоров, многопозиционного ключа, группы умножителей, ключа, сумматора, блока управления и группы ключей, причем каждый выход многоканального

становятся ортогональными друг другу, суммируются с помощью сумматора 7 и подаются на вторые входы умножителей 3{ (,п) и через замкнутые контакты ключей 13( , согласующие резисторы 19{, замкнутые контакты ключей 17;

и резисторы 25j обратной связи заряжают накопительные конденсаторы 23; , При этом на выходе сумматора 7 сигнал является модел ъю вектора, равного

произведению Р,, а на накопительных конденсаторах 23i появляются напряжения, пропорциональные скалярным произведениям (,n), т.е.

подготавливается исходная информаци для следующего этапа. Далее блок 5 управления снимает тельных конденсаторов 23,- , проходя через замкнутые контакты ключей 15,- и 16 и суммируясь на сумматоре 7, становятся моделью векторов 1 )1Е.Ц-Р0. Суммарный сигнал снова подается на умножители 3- (,п), с выходов которых сигналы, проходя

сигнал с управляющих входов ключей I2j-17t- . При этом сигналы с накопиподготавливается исходная информация для следующего этапа. Далее блок 5 управления снимает тельных конденсаторов 23,- , проходя через замкнутые контакты ключей 15,- и 16 и суммируясь на сумматоре 7, становятся моделью векторов 1 )1Е.Ц-Р0. Суммарный сигнал снова подается на умножители 3- (,п), с выходов которых сигналы, проходя

через замкнутые контакты ключей 2 к 16- и согласующие резисторы 18 и резисторы 24- обратной связи заряжают теперь накопительные конденсаторы 22.;, , подготавливают информацию, для следующего этапа моделирования. Таким образом, при каждом переключении ключей 1.-17 осуществ- ляется операция умножения

0

tl п II ip -Р -IIP I1K+1. Р и к F0

при этом частота переключения f такова, что на одном такте размещается целое число периодов любого сигнала. Ј, многоканального генератора 1 частоты Блок 5 управления останавливает процесс переключения ключей 12.J-17.J после заданного числа переключений „ При этом сигнал поступает на управляющий вход многопозиционного ключа 9. При этом напряжения с конденсаторов ..- или 23 через элементы ИЛИ 10- (,п) подключаются

к информационным выходам устройства, на которых появляются значения ре- зультирующего вектора Рм-1 Р ||™Рв,

(П О1

и процесс моделирования заканчивается. Формула изобретения

к информационным выходам устройства, на которых появляются значения ре- зультирующего вектора Рм-1 Р ||™Рв,

Устройство для определения вероятностей состояний дискретных марковских процессов, состоящее из многоканального генератора частоты, блока сумматоров, многопозиционного ключа, группы умножителей, ключа, сумматора, блока управления и группы ключей, причем каждый выход многоканального

генератора частоты соединен с управляющим входом соответствующего ключа группы и с соответствующим информационным входом блока сумматоров, выходы которого соединены с первыми входами умножителей группы, выход начальной суммы блока сумматоров соединен с информационным входом ключа, выход которого соединен с выходом сумматора через монтажное ИЛИ и соединен с вторыми входами умножителей группы, управляющий вход ключа соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом многопоэиционно- го ключа, выходы которого являются информационным выходом устройства, выходы всех ключей группы через монтажное ИЛИ соединены с входом сумматора, о тличающееся- тем, что, с целью повышения точности определения вероятности состояний дискретного марковского процесса, в него4 введены группа элементов ИЛИ и группа накопительных ячеек, каждая из которых состоит из шести ключей, двух согласующих резисторов, двух накопительных конденсаторов, двух операционных усилителей и двух резисторов обратной связи, причем третий выход блока управления соединен с управляющими входами всех ключей накопительных ячеек группы, выход каждого умножителя группы соединен с информационными входами первого и второго ключей соответствующей накопительной ячейки группы, выход первого ключа накопительной ячейки соединен через первый согласующий резистор и через монтаж0

5

ное ИЛИ с выходом четвертого ключа своей накопительной ячейки и с первым выводом первого накопительного конденсатора, с входом первого операционного усилителя, информационным входом третьего ключа своей накопительной ячейки и с первым входом соответствующего элемента ИЛИ группы, выход второго ключа в каждой накопит тельной ячейке соединен через второй согласующий резистор и через монтажное ИЛИ с выходом шестого ключа своей накопительной ячейки, с первым выводом второго накопительного конденсатора, с входом второго операционного усилителя, с информационным входом пятого ключа этой накопительной ячейки и с вторым входом соответствующего

0 элемента ИЛИ группы, выход первого операционного усилителя каждой накопительной ячейки соединен с вторым . выводом лервого накопительного конденсатора и через первый резистор об5 ратной связи с информационным входом третьего ключа своей накопительной ячейки, выход которого соединен с выходом пятого ключа этой накопительной ячейки через монтажное ИЛИ и с информационным входом соответствующего ключа группы, выход второго операционного усилителя каждой накопительной ячейки соединен с вторым выводом второго накопительного конденсатора и через второй резистор обратной связи с информационным входом пятого ключа своей накопительной ячейки, выходы элементов ИЛИ группы соединены с информационными входами

0 многопозиционного ключа.

0

5

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления вероятностей состояния дискретных марковских процессов. Целью изобретения является повышение точности определения вероятности состояний дискретных марковских процессов. Для достижения поставленной цели в устройство введены накопительные ячейки, состоящие каждая из шести ключей, двух согласующих резисторов двух операционных усилителей, двух накопительных конденсаторов, двух резисторов обратной связи, и группы элементов ИЛИ. 1 ил.