Множительное устройство Советский патент 1980 года по МПК G06F7/70 G06F17/18 G06F7/52 

1

Изобретение относится к вычисли тельной технике, а именно к множительным устройствам, которые могут использоваться в стохастических вы-, числительных машинах.

Известно вероятностное множительное устройство пдоаллельного типаг содержащее группу вероятностных двоичных элементов (ВДЭ), элемент И, счетчик результата 1.

Устройство является относительно сложным, характеризующимся не высокой точностью, так как дисперсия числа единиц в результирующей выборке прямо пропорциональна числу испытаний.

Известно также множительное устройство последовательного типа, содержащее ВДЭ, учетчик результата, однако оно характеризуется более низким быстродействием 2.

Наиболее близким к предлагаемому является множительное устройство, содержгицее ВДЭ, схему И, счетчик результата 3.,

Недостатками устройства являются низкая точность и аппаратурная избыточность .

Основным критерием,определяющим пригодность того или иного метода вероятностного вычисления, является несмещенность оценки математического ожидания результата шлчисления, а критерием эффективности служит дисперсия оценки математического ожидания результата вычисления.

Традиционным требованием, предъяв10ленным к вспомогательным случайным сигналам вероятностных вычислительных устройств, является независимость многозвенных значений вспомогательных случайных сигналов в мо-15мент преобразования. В таком случае бипарная стохастическая последовательность на выходе множительного устройства характеризуется бинрмиалъным распределением числа единиц в

20 выборке и соответственно погрешностью

.-Kfei-4H,l

25

где x/Xjj - нормированный результат

вычисления;

т -Оценка величины N - число тактов выборки; tp - доверительный интервал.

30

/ /

-- д 1стул.)ьйг Эд а;заг йуау-уацус - - ,

3 744565

ЙэвёйтЙО iTO для послейователь остаи псевдослучайных чисел, не п6вторяю1дихся в каждом цикле, распределение числа единиц в выходной 6ипарной стохастической пбсладовательйости подчиняется тйпергеомвтрйч;вскому закону. Оценка ntj получается несмещенной, а интересующая характеристика точности - дисперсия оценки математического ожидания числа единЩ Z в выборке

T r-7 5 p tPfe±2

DL7.

где NP -величина периода максимальной длины генератора псевдослучайных чисел; р - вероятность появления единиц в бинарной стохастической последов атёльности. Величина погрешности статистического кодирования в таком случае

( N MO-Mt /blXi- il

легко убедиться, что

Nпричем это отношение равно нулю тотеькЬ при 1.

Это свойство используется в предлагаемом устройстве, в котором используется только один ВДЭ.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение У9ТР°2Я,2Д,д.,™«,,,-«а,

йоставл нная цель достигается тем ЧТР в множительное устройство, содержащее вероятностный двоичный элемент rjpynna информационных входов которого является входами первого множителя устройства, выход вероятностного двоичного элемента соединен с Первым входом элемента И, выход которого соединен со входом счетчика результата, введены последовательно соединенные буферный регистр, входы которого являются входами второго 1Мй6жйтеля устройства., счетчик и дешифратор, выход которого подключен Кб второму входу элемента И, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющими входами вероятностного двоичного элемента и счётчика. - «:

Йа чертеже представлена блок-схема множительного устройст-ва.

Множительное устройство содержит вероятностный двоичный элемент 1, на входы которого подается один множитель, а выход соединен с входом элемента 2 И. выход элемента 2 И соединен с тактовым входом счетчика 3 результата. Второй множитель вводится в буферный регистр 4, выход которогосоединен сосчетчиком 5, выходы которого подключены к дешифратору 6. Выход дешифратора б соединён со вторым входом элемента 2 И.

11 1л; аЧва|Ь к-чЛЩ:;,КлЬ1

4

Вероятностный двоичный элемент 1 V счетчик 5 тактируются генератором 7 тактовйх импульсов,

На входы вероятностного двоично- . го элемента 1 подается п- эазрядный код первого множителя X. С регистра 4, занесения кода в счетчик 5, заносится второй га-разрядный множитель У Вероятность появления единицы в выходной последовательности ВДЭ равна нормированной величине

P Cl3-X/Xo--x/2 j

Оценкой этой вероятности являются отношения

,

X у 2П

откуда К

Значит, за У тактов выборки в счетчике 3 результата накопится такое число имп льсов, математическое ожидание которых равно нормированному значению произведения.

Счетчик 5, регистр 4 и дешифратор б выделяет У тактов выборки.

Введение новых элементов и связей выгодно отличает предлагаемое устройство от известных, так как устройство упрощается, а именно в устройстве имеется только один вероятностный двоичный элемент и точность

вычислений повышается за счет перехода от независимых статистических испытаний к зависимым.

Формула изобретения Множительное устройство, содержащее вероятностный двоичный элемент, группа информационных входов которого является входами первого множителяустройства, выход вероятностно дво0 ичного элемента соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом счетчика результата, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и

5 упрощения устройства, оно содержит последовательно соединенные буферный регистр, входы которого являются входами второго множителя устройства, . счетчиЛ и дешифратор, выход которого

д подключен к второму входу элемента И генератор тактовых импульсов, выход которого соединей с уп равляющими входами вероятностного двоичного злемента и счетчика.

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

1.Гладкий B.C. Вероятностные вычислительные модели. М., Наука, 1973, с. 107.

2.Авторское свидетельство СССР 0 №305482, кл. с Об G 7/16, 1969,

3.Авторс,кое свидетельство СССР №571810, кл. G Об F 7/39, 1975.

n