Вероятностное множительно-суммиру-ющЕЕ уСТРОйСТВО Советский патент 1981 года по МПК G06F7/70 G06F7/38 G06F7/60 

Изобретение откосится к вычислительной .технике и предназначается для вычисления функций ах + ву (а, Ь, X, ,a + b61) в стохастических вычислительных машинах.

Известны вероятностные множительные и суммирующие устройства, содержащие преобразователи число- вероятность, генераторы случайных равномерно распределенных чисел, регистры хранения, схемы сравнения, логические схемы И, ИЛИ, НЕ D-3 и С2 . Недостаток этих устройств - ограниченные, функциональные возможности , так как константы а и в в них свя-заны жестким соотношением а 1 -/в.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для умножения многоразрядных чисел, содержащее первый и второй приемные Е егистры, входы которых являются входами устройства, первый и второй блоки сравнения, первые входы которых соединены с первыми выходами соответственно первого и второго приемногр регистра, датчик случайных чисел, выходы которого соединены

со вторыми входс1ми блоков сравнения, счетчик-накопитель, выход которого является выходом устройства, дешифратор, дополнительный счетчик, первый и второй блоки элементов ИЛИ, элемент ИЛИ, вторые выходы первого и второго приемных регистров соединены соответственно с первым и вторым входами дешифратора, третий и

0 четвертый входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго блоков сравнения, первая и вторая группа выходов дешифратора соединены со входами соответственно

5 первого и второго блоков элементов ИЛИ, выходы которых соединены со входами дополнительного счетчика, выход дополнительного счетчика подключен, к первому, а выход дешифра0тора ко второму входам элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом счетчика-накопителя Гз .

Недостатком этого устройства,является невозможность одновременного

5 выполнения операций умножения и суммирования при независимом задании несовместных константа и в.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения одновременного выполнения операций умножения и суммирования при независимом задании констант Б (а + в 1) умножения . Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее первый и второй регистры хранения, входы йоторых являются входами констант умножения устройства, первый и вто.рой блоки сравнения, первые входы ко торых соединены с выходами соответст венно первогои второго регистров хранения, генератор случайных чисел, выходы которогЪ соединены со вторыми вхадс1ми блоков сравнения, элемент ИЛИ, дополнительно введены пер вый и второй преобразователи число вероятность, элемент НЕ, первый и второй элементы И, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ является выходом устройства, входы первого и второго преобразователей число - вероятност являются входами устройства для пер менных, а выходы - соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, выход перво го блока сравнения соединен со вторым входом первого элемента И непосредственно и со вторым входо « вт рого элемента И через элемент НЕ, выход второго блока сравнения соеди нен с третьим входом второго элемен та И. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство содержит первый преобразователь число - вероятность 1, второй преобразователь число - вероятность 2, первый регистр 3 хранения, первый блок 4 сравнения, генератор 5 случайных чисел, второй регистр 6 хранения, второй блок 7 срав нения, элемент НЕ 8, первый элемент И 9, второй элемент И 10, элемент ИЛИ 11. Выход первого преобразователя число - вероятность 1 соединен с пер вым входом первого элемента И 9, вто рой вход которого подключен к входу элемента НЕ 8 н к выходу первого блока 4 сравнения, первая группа входов которого соединена с выходами первого регистра 3 хранения, вторая группа входов - с выходами генер тора 5 случайных чисел и второй ,груАтой входов второго блока 7 сравнения, первая группа входов которого подключена к выходам второго реги стра 6 хранения, а выход - к третьему входу второго элемента И 10, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом второго преобразователя число - вероятность 2 и с выходом элемента НЕ 8, а выход - с .входом элемента ИЛИ 11, другой вход которого подключен к выходу первого элемента И 9, а выход является выходом устройства. Устройство работает следующим образом. Первый и второй преобразователи число - вероятность 1 и 2 вырабатывают на своих выходах случайные взаимно независимые бинарные последовательности с математическими ожиданиями соответственно х и у. Константы умножения а и в задаются независимо. При этом в регистры 3 и 6 хранения в исходном положении записываются соответственно числа а и а -k в1 При этом на выходах блоков 4 и 7 сравнения образуются случайные бинарные последовательности с математическим огхиданием соответственно а и а + в . Так как вторые группы входов блоков 4 и 7 сравнения объединены, то между последовательностями на выходах этих блоков существует положительная взаимная корреляция, причем Ка, а + в а(1-а-в). а между последовательностями на выходах элемента НЕ 8 и блока 7 сравнения соответственно присутствует отрицательная в заимная.корреляция того же уровня, т.е. . а. -Ка, а + в Математическое ожидание М и M-j. последовательностей на выходах соответственно первого и второго элементов И М ах, К у {{1-а) (а+в) + К, а+в ву, причем обе эти последовательности несовместны, так как управление элементами И 9 и 10 осуществляется взаимно инверсными значениями последовательности, генерируемой на выходе блока 4 сравнения. Следовательно математическое ожидание Mj последовательности на выходе элемента ИЛИ 11 находят путем суммирования3 М + М ах + ву Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляются одновременное выполнение операций умножения и суммирования, причем задаются независимо, достаточно потребовать только, чтобы а + в 1. , Технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключается в существенном расширении функциональных возможностей при реализации зависимостей вида ах -f ву за счет , обеспечения независимого задания констант умножения а и в , что, в свою очередь, позволяет рассматривать это устройство как устройство универсальное. Формула изобретения Вероятностное множительно-суммирующее устройство, содержащее первый и- второй регистры хранения, входы которых являются входами констант умножения устройства, первый и второй блоки сравнения, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго регистров хранения, генератор случайных чисел, выходы которого соединены со вторыми входами блоков сравнения, элемент ИЛИ, отличаюшеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения независимого задания констант умножения, оно содержит первый ивторой преобразователи число вероятность, элемент НЕ, первый и второй элементы И, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ является выходом устройства, входы первого и второго преобразователей число - вероятность являются входами устройства для

1/Ф Ф

переменных, а выходы - соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, выход первого блока сравнения соединен со вторым входом первого элемен. та И непосредственно и со вторым входом второго элемента И через элемент НЕ, выход второго блока сраВ нения соединен с третьим входом второго элемента И.

Q Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Яковлев В.В., Федоров Р.Ф. Стохастические вычислительные машины; Л., Мгиииностроение, 1974, с. 43-70.

5 2. Авторское свидетельство СССР 613322, кл. G 06 F 15/36, 1978,

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 2726045, кл. G 06 F 15/36, 18.06.78 (прототип) .