Стохастический кусочно-линейный аппроксиматор Советский патент 1980 года по МПК G06F17/17 

(54) СТОХАСТИЧЕСКИЙ КУСОЧНО-ЛИНЕЙНЫЙ АППРОКСИМАТОР

1

Изобретение относится к области .вычислительной техники и может быть использовано для приближенного воспроизведения нелинейных зависимостей,j заданных ё табличной форме, в стохастических вычислительных мшчичах.

Известны стохастические аппроксиматоры, являющиеся аналогами изобретения и содержащие преобразователи Q число-вероятность, постоянные запо инaюшиe устройства, логические эле.менты И, ИЛИ, НЕ.

Общим недостатком этих аппроксиматоров является большая аппаратная 15 сложность, что связано с необходимсх:тью хранения в запоминающем устройстве большогочисла коэффициентов.

Наиболее близким техническ1 м решением к данному изобретению являет- 20 ся стохастический кусочно-линейный аппроксиматор, содержащий запоминающее устройство, первый, второй и третий преобразователи число-вероятность, каждый из которых состоит из регист- 25 ра входного кода и схемы сравнения, логический элемент ИЛИ, причем на разрядные входы запоминающего устройства подана управляющая часть входного кода, на разрядные входы пер- ЗО

вого преобразователя число-вероятность - интерполирующая часть входного кода, а выходы запоминающего устройства соединены соответственно с входами второго и третьего преобразователей число-вероятность.

Как показано в (3), уравнение для каждого -го отрезка аппроксимирующей линии Ч (А) имеет вид

f(A(У(Au.V(.)l(l)

где If (А) , if (А ) - значения функции в узлах аппроксимации;.- соответственно . начало и конец шага аппроксимации г

- текущее значение входного кода.

Таким образом, в запоминакием устройстве аппроксиматора должны храниться не только координаты узлов интерполяции, но и коэффициенты наклона для каждого участка аппроксимации

V

-

Главным недостатком известного аппроксиматора является большая аппаратная сложность.

Цель изобретения заключается в упрощении стохастического кусочнолинейного аппроксиматора за счет сокращения объема запоминающего устройства.

Для достижения поставленной цели стохастический кусочно-линейный аппроксиматор, содержащий элемент ИЛИ, выход которого является выходом аппроксиматора, запоминающее устройство, разрядные входы которого являются группой управляющих входов аппроксиматора, первый преобразоват.ель число-вероятность, разрядные входы которого являются группой интерполирующих входов аппроксиматора, второй и третий преобразователи число-вероятность, разрядные входы котбрых подключены соответственно к разрядным выходам запоминающего устройства, введены элемент НЕ и первый и второй элементы И, выходы которых подключены к входам, элемента -ИЛИ, первые входы элементов И соединены соответственно с выходами второго и третьего преобразователей числовероятность, второй вход первого элемента И соединен с выходом элемента НЕ, вход которого подключен к выходу первого преобразователя число-вероятность и второму входу второго элемента И...

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Стохастический кусочно-линейный аппроксиматор содержит запоминающее устройство 1, первый преобразователь число-вероятность 2, элемент НЕ 3, первый элемент И 4, второй преобразователь число-вероятность 5, элемент ИЛИ б, второй элемент И 7, третий преобразователь число-вероятность 8, выход 9 аппроксиматора.

Входной -разрядный код Л разделен на управляющую и интерполирукяаую части. Управляющая {в-разрядная) часть кода подана на разрядные входы запоминающего устройства 1 и управляет его адресацией. Интерполирующая 6 - S-разрядная часть подана на разрядные входы первого преобразователя число-вероятность 2. Выход последнего соединен с входом элемента НЕ 3 и первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго преобразователя число-вероятность 5, а выход - к входу элемента ИЛИ б, другой вход которого соединен с выходом первого элемента И 4, один вход которого соединён с выходом элемента НЕ 3, а другой вход - с выходом третьего преобразователя число вероятность 8. Выход элемента ИЛИ б подключе:н к вы-. ходу 9 аппроксиматора-.

функционирование стохастического кусочно-линейного аппроксиматора начинается при подаче на его вход конкретного значения кода А. Управляющая часть этого кода обеспечивает выдачу из запоминающего устройства на второй и третий преобразователи число-вероятность соответственно значений У ( AI ) и If (А;). При этом вероятности Р , Р, р. - вероятности появления символов 1 в каждом такте работы устройства (цепи тактирования на чертеже не показаны) - на ыxoдax соответственно первого, второго и третьего преобразователей число-вероятность оптэеделяются так :

РАТТ, .

Используя правила вероятностной логики (3), для вероятности PB, на .выходе 9 аппроксиматора получим;

Рвь,гР.О-Рд)Ра-Р,

или

-.-К,)(.(2)

Преобразуем (2), раскрыв скобки, тогда получим:

P...-((..V(

Таким образом, в предлагаемом аппроксиматоре так же,как и в схеме прототипа реализуется интерполяционная формула (1), т.е. функциональные возможности обоих устройств одинаков

Однако .в предлагаемом аппрокси.маторе, как это видно из (2), нет .необходимости хранить в запоминающем устройстве значения каких-либо коэффициентов, характеризующих наклон участков аппроксимации. Следовательно, в запоминающем устройстве хранятся только ординаты узлов интерполяции и таким образом требуемый объем памяти уменьшается практически вдвое по сравнению с прототипом.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в значительном сокращении (почти вдвое) оборудования запоминающего устройства.

Формула изобретения

Стохастический кусочно-линейный аппроксиматор, содержащий элемент ИЛИ, выход которого .является выходом аппроксиматора, запоминающее устройство, разрядные входы которого являются группой управляющих входов аппроксиматора, первый преобразователь число-вероятность, разрядные входы которого являются группой интерполирующих входов аппроксиматора, второй и третий преобразователи числовероятность, разрядные входы которых подключены к соответствующим разрядным выходам запоминающего устройства, отличающийся тем, что, с целью упрощения аппроксиматора за счет сокращения объема запоминающего устройства, в него введены элемент НЕ и первый и второй элементы И, выходы которых подключены.к входам элемента ИЛИ, первые входы элементов И соединены соответственно с выходами второго и третьего преобразователей число-вероятность, второй вход первого элемента И соединен с выходом элемента НЕ, вход которого подключен к выходу первогО| преобразователя число-вероятность и вторхмлу входу второго элемента И,