Стохастическое устройство для деления двоичных чисел Советский патент 1980 года по МПК G06F7/70 G06F7/52 G06F17/18 

И, первый и второй коммутатор, элемент И и счетчик. Выходы регистра делителя соединены с первой группой -входав первого коммутатора, выход iKOTOporo соединен «с первЫМ входом элемента И. Выходы разрядов рекуррентного регистра сдвига соединены с соответствующими входам|И элементов И первой (Группы в прямой, а .со входами элементов И второй группы - в обратной последовательности. Выходы элемеитов И первой грзлпы .соединены со вторы-ми входами первого коммутатора, а выходы элементов И второй группы - с первой группой входов второго коммутатора, вторая группа входов которого соединена с выходами генератора случайных чисел, а выход соединен со вторым входом элемента И, выход которого соадинен со входам счетчика. Выходы разрядов счетных соединены со вто рой группой входов бло1ка сравнения.

На чертеже представлена структуряая схема устройства.

Оно содержит регистр делимого /, блок сравнения 2, 1генерат;ор случайных чисел 3, рекуррентный регистр сдвига 4, /первую 5 и вторую 6 группы элементо;в И, регистр делителя 7, первый 8 и второй 9 коммутаторы, элемент И 10. и счетчик .П.

Рекуррент1ный регистр сдвита 4 и генератор ,3 представляют собой идентичные л-разрядиые сдвиговые регистры с линейной обратной связью, реализованной на сумматорах ло модулю два.

Регистр сдвига 4 с выходами, подключенными ко входам группы элементов И 5, вьЬходы (Которых (присоединень ж первым входаМ коммутатора 8, на вторые входы которого подключены выходы разрядов регистра 7, составляют преобразователь дво-. ичного числа регистра 7 в псевдослучайную последовательность. С аналогичными связями, регистр сдвига 4, группа элементов И 6, коммутатор 9, генератор 3 составляют преобразователь двоичяых чисел генератора 5 в псевдослучайные последовательности.

Выходы коммутаторов 8 и 9 соединены со входами элемента И JO, выполняющего роль умножителя.

Для обеспечения модуля коэффициента корреляции шоследовательноютей «а входах элемента И 10 порядка 2 лрямой выход каждого разряда, начиная с лервого рекуррентного регистра-сдвига 4, соединен с первыми входами соответствующих элементов И первой труппы 5 (начи1ная с первого) и элементов И второй группы 6 (начиная с последнего), а инверсный выход каждого разряда рекуррентного регистра сдвига 4 (начвная с (первого) соединен со вторыми входами соответствующих элементов И первой 1груп1пы 5 (начиная с последнего) и элементов И второй группы 6 (начиная с первого). ..

Выход элемента И 10 подключен ко в.ходу «-разрядного счетчика 11.

Выходы п разрядов регистра / делимого соединены с (Первыми (Входами блока сравнения 2, вторые входы которого подключены к выходам разрядов счетчика //. Выход блока сравнения 2 является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.... С Момента подачи тактовых импульсов

на шину сдвита рекуррентного регистра 4 на выходах каждого его разряда образуются псевдоэлучайиые последовательности (Ж-последовательности) импульсса, которые поступают на входы элементов И групп

5 и 5. С выходов элементов И групп 5 и 6 последовательности, имеющие математические, ожидаяия, пропорциональные 2 а - 1, 2, ..., п, поступают на первые входы коммутаторов S и Я вторые входы которых подключены соответственно к выходам разрядов регистра делителя 7 и генератора 3. На выходах коммутаторав образуются псевдослучайные последовательности, математические ожидания .которых пропордиопальны соответственно значению делителя В и одного из псевдослучайных чисел X, генерируемых регистром 3 с интервалом 2 - 1 тактов. Эти последовательности, имеющие коэффициент взаимной корреляции порядка 2,

поступают на входы элемента И 10. На выходе |И 10 образуется последовательность с .математически.м ожиданием, пропорциональным произведению В X, которая декодируется счетчиком JJ за время, равное периоду М-цоследовательности, т. е. за тактов. В счетчике 11 через Каждые 2 - 1 тактов образуются Д(воичные коды чисел Y В X, которые подаются на вторые входы блока сравиения 2.

Таким образом, для.получения требуемой фун,к1ции распределения последовательности ДВОИЧ1НЫХ чисел (У(i) над последовательностью равно.мерпо распределенных чисел Х и) выполняется преобразование,

обратное заданному, т. е. умножение.

В блоке, сравнения 2, на первые входы которого поступает разрядный код делимого Л, выполняется преобразование

I 1, Л Y(i)Z(i)

О, (1)

На выходе блока сравнения 2 образуется последовательность импульсов {2 (г)), математическое ожидание которой пропорционально значению частного.

Применение в устройстве для деления вместо преобразователя распределения рекуррентного регистра сдвига, двух групп элеМентов И, двух коммутаторов элемента И и счетчика 4 позволяет отказаться от сложного (по аппаратурпой насыщавности) преобразователя раюпределения.

Кроме того, структура. схе.мы предложенного устройства является неиз.менной

при любом значении делителя, что обеспечивает его универсальность.

Формула изобретения

Стохастическое устройство для деления двоичных чисел, (Содержащее регистр делимого, генератор случайных чисел, блок сравнения, выход которого является выходом устройства, первая группа входов блока Сравнения Соедннена с выходами регистра делимого, отличающееся тем, что, с делью упрощения у1стройства, в нрго введены регистр делителя, рекуррентный регистр сдвига, первую и вторую группу элементов И, первый и второй ком 1утаторы, элемент И и счетчик, причем выходы регистра делителя соединены с первой группой входов первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом элемента И, выходы разрядов рекуррентного регистра сдвига соединены с соответствующими входами элементов И первой группы в прямой, а со входами элементов И второй группы в обрат1ной последовательности, .выходы элементов И первой группы соединены со второй группой входов первого коммутатора, а выходы элементов И второй группы соединены с первой группой входов второго коммутатора, вторая группа входов которого соединена с выходами генератора случайных чисел, а выход соединен со вторым входом элемента И, выход которого соединен со входом счетчика, выходы разрядов счетчика соединены со второй группой входов блока сравнения.

15

Источники И1нформации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР Alb 321822,. кл. G06F 7/16, 1970.

2.Яко1влев В. В., Федоров Р. Ф. Стохастические вычислительные мащины. Л., 1974, с. 95-97, рис. 43, 45 (прототип).