Вероятностное делительно-множи-ТЕльНОЕ уСТРОйСТВО Советский патент 1981 года по МПК G06F7/70 G06F7/52 G06F17/18 

(54) ВЕРОЯТНОСТНОЕ ДЕЛИТЕЛЬНО-МНОЖИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

Если же пытаться восполнить этот.недостаток повторением числа испытаний )KZ раз, то тогда появляется новый недостаток - низкое быстродействие.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что делительно-множительное устройство, содержащее генератор псевдослучайных чисел, дополнительный счетчик делителя, генератор импульсов, выход которого соединен со входами генератора псевдослучайных чисел и дополнительного счетчика делителя, первый и второй блоки сравнения, первые входы которых подключены к выходу генератора псевдослучайных чисел, йервый и второй блоки задания кодов чисел, группы выходов которых соединены с группами входов соответстт венно первого и второго блоков сравнения, первый и второй ключевые элементы, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго блоков сравнения, а вторые входы подключены к выходу дополнительного счетчика делителя, счетчик результата, информационный вход которого соединен с выходом первого ключевого элемента, третий ключевой элемент, первый вход которого соединен с выходом счетчика результата,а выход является выходом устройства, первый счетчик делителя, выход которого соединен со вторым входом третьего ключевого элемента, блок элементов И, группа выходов которого соединена с группой установочных входов первого счетчика делителя, третий блок задания кодов чисел, группа выходов которого соединена с группой входов блока элементов И, и выключатель, дополнительно содержит триггер, формирователь импульсов, второй счетчик делителя, первый и второй элементы ИЛИ, четвертый, пятый и шестой ключевые элементы, причем первые входы четвертого, пятого и шестого ключевых элементов подключены к выходу второго ключевого элемента, инверсный вход шестого ключевого элемента соединен с выходом первого ключевого элемента, а выход соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого соединен с выходом выключателя и первым входом второго элемента ИЛИ, нулевой выход соединенсо вторым входом четвертого ключевого элемента, а единичный выход - со входОМ формирователя импульсов и вторым входом пятого ключевою элемента, выход формирователя импульсов соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляюш,ими входами блока элементов И и счетчика результата, выход четвертого ключевого элемента соединен со входом второго счетчика делителя, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход пятого ключевого элемента соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом первого счетчика делителя.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 блоки сравнения; третий 3, первый 4, второй 5, шестой 6, четвертый 7 и пятый 8 ключевые элементы; генератор 9 псевдослучайных чисел; триггер 10; второй счетчик И

0 делителя; первый элемент ИЛИ 12; первый счетчик 13 делителя; счетчик результата 14; дополнительный счетчик 15 делителя; выключатель 16; формирователь 17 импульсов; второй элемент ИЛИ 18; первый 19 (для X) и второй 20 (для У) блоки задания кодов чисел; генератор 21 импульсов; третий блок 22 задания кодов чисел (для Z); блок 23 элементов И. Выход генератора 21 импульсов соединен со входами генератора 9 псевдослучайных чисел, выходы которого соеди0 йены с первыми входами первого 1 и второго 2 блоков сравнения, и дополнительного счетчика 15 делителя, выходы которого соединены со вторыми входами первого 4 и второго 5 ключевых элементов. Первые входы элементов 4 и 5 соединены с выходами соответственно первого 1 и второго 2 блоков сравнения, вторые входы которых соединены с выходами соответственно первого 19 и второго 20 блоков задания кодов чисел. Выход первого ключевого элемента 4 соединен с

0 инверсным входом шестого ключевого элемента 6 и информационным входом счетчика результата 14, выход которого соединен с первым входом третьего ключевого элемента 3. Выход второго ключевого элемента 5 соединен с первыми входами четвертого

5 7 пятого 8 и шестого 6 ключевых элементов. Выход шестого ключевого элемента 6 соединен с единичным входом триггера 10, нулевой вход которого соединен с выходом выключателя 16 и первым входом второго элемента ИЛИ -18. Единичный выход триггера

10 соединен со вторым входом пятого ключевого элемента 8 и входом формирователя 17 импульсов, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ 18. Выход второго элемента ИЛИ 18 соединен с

5 управляюшими входами счетчика 14 результата и блока 23 элементов И,группа входов которого соединена с группой выходов третьего блока 22 задания кодов чисел, а группа выходов соединена с группой установочных входов первого счетчика 13 делителя.

0 Нулевой выход триггера соединен со вторым входом четвертого ключевого элемента 7, выход которого соединен со входом второго счетчика 11 делителя. Выход второго счетчика 11 делителя соединен с первым входом первого элемента 12 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пятого ключевого элемента 8, а выход соединен с информационным входом первого счетчика 13 делителя. Выход первого счетчика 13 делителя соединен со вторым входом третьего ключевого элемента 3.

Устройство работает следующим образом

С выхода генератора 21 импульсов импульсы опорной частоты поступают на вход генератора 9 псевдослучайных чисел и вход дополнительного счетчика 15 делителя.

Из блоков 19 и 20 задаются коды чисел X и У, которые поступают на входы блоков 1 и 2 сравнения соответственно. Из блока 22 задается код числа Z, который поступает на группу входов блока 23 элементов И, второй счетчик 11 делителя имеет коэффициент пересчета равный к (задается исходя из условия достижения требуемой точности к 1, обычно К 10). При замыкании выключателя 16 устройство устанавливается в исходное положение: триггер 10 и счетчик 14 результата устанавливаются в нуль, а в первый счетчик 13 дел.ителя (сигналом, поступающим через элемент ИЛИ 18 на блок 23) записывается код числа Z.Импульсы опорной частоты переписывают в генераторе 9 все новые числа, которые блоками 1, 2 сравнения сравниваются с делимым х и делителем у.

Дополнительный счетчик 15 делителя подает на ключевые элементы 4, 5 импульсы тактовой частоты с целью снижения автокорреляции в выходных потоках результатов сравнения.

Результаты сравнения с ключевых элементов 4 и 5 поступают на ключевой элемент 6, кроме того, с ключевого элемента 5 результат сравнения поступает на ключевые элементы 7 и 8. На ключевом элементе 6 проверяется выполнение условия х у. Так как сигнал на выходе элемента 6 появляется при наличии сигнала на его входе, соединенном с выходом элемента 5 и отсутствии сигнала на другом его входе, то такой элемент однозначно укажет момент времени t когда

у Rt; X Rt .

Сигнал о выполнении данного условия поступает на единичный вход триггера 10. Этим сигналом триггер 10 устанавливается в единичное состояние. С нулевого выхода триггера 10 сигнал поступает на ключевой элемент 7 с момента пуска устройства до момента времени t, когда появляется сигнал о том, что х у. Заметим, что сигнал на выходе элемента 6 может и не возникнуть, если X у. Импульсы с выхода элемента 7 поступают на второй счетчик 11 делителя, коэффициент пересчета которого равен К, т.е. каждый к-ый импульс, пришедший на вход второго счетчика делителя 11, переполняет его и на его выходе возникает импульс, поступающий через элемент ИЛИ 12 на первый счетчик 13 делителя. Таким образом, на первый счетчик 13 делителя поступают импульсы с выхода элемента 5, чисг ло которых уменьшено в к раз.

Как уже отмечено, если х у через t тактов (topeg. 2 ) на выходе элемента б появится сигнал, который переключает триггер 10 в единичное состояние. При этом открывается для прохождения сигналов с

выхода элемента 5 элемент 8 и закрывается элемент 7. Перепад потенциала на единичном выходе триггера 10 ф10рмируется формирователем 17 импульсов в импульс, который, проходя через элемент 18 ИЛИ, устанавливает счетчик 14 результата и первый счетчик 13 делителя в исходное положение. После этого на первом счетчике 13 делителя подсчитываются импульсы, сформированные на элементе 5. Счетчик 14 результата посчитывает число единиц в потоке результата

сравнения делимого до тех пор, пока в первом счетчике 13 делителя не наберется Z единиц в случае, если х ;$ у, либо пока в счетчиках 11, 13 делителя не наберется KZ единиц в случае, если х Уу.

После подсчета Z либо K-Z единиц первый счетчик 13 делителя вырабатывает импульс, открывающий ключевой элемент 3 для выдачи результата вычисления.

Положительный эффект предлагаемого устройства по сравнению с известным состоит в повышении точности вычисления пропорции (1) при X у либо в повыщении скорости вычисления данной пропорции в среднем в к раз, где к - число опытов.

30

Формула изобретения

Вероятностное делительно-множительное устройство, содержащее генератор псевдослучайных чисел, дополнительный счетчик делителя, генератор импульсов, выход которого соединен со входами генератора псевдослучайных чисел и дополнительного счетчика делителя, первый и второй блоки сравнения, первые входы которых подключены к выходу

° генератора псевдослучайных чисел, первый и второй блоки задания кодов чисел, группы выходов которых соединены с группами входов соответственно первого и второго блоков сравнения, первый и второй ключевые элементы, первые входы которых соеди-йены с выходами соответственно первого и второго блоков сравнения, а вторые входы подключены к выходу дополнительного счетчика делителя, счетчик результата, информационный вход которого соединен с выхо50.дом первого ключевого элемента, третий ключевой элемент, первый вход которого соединен с выходом счетчика результата, а выход является выходом устройства, первый счетчик делителя, выход которого соединен

со вторым входом третьего ключевого элемента, блок элементов И, группа выходов которого соединена с группой установочных входов первого счетчика делителя, третий блок задания кодов чисел, группа выходов

которого соединена с группой входов блока элементов И, и выключатель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, оно дополнительно содержит триггер, формирователь импульсов, второй счетчик делителя, первый и второй элементы ИЛИ, четвертый, пятый и шестой ключевые элементы, причем первые входы четвертого, пятого и шестого ключевых элементов подключены к выходу второго ключевого элемента, инверсный вход шестого ключевого элемента соединен с выходом первого ключевого элемента, а выход соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого соединен с выходом выключателя и первым входом второго элемента ИЛИ, нулевой выход соединен со вторым входом четвертого ключевого элемента, а единичный выход - со входом формирователя импу-льсов и вторым входом пятого ключевого элемента, выход формирователя импульсов соединен со

вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами блока элементов И и счетчика результата, выход четвертого ключевого элемента соединен со входом второго счетчика делителя, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход пятого ключевого элемента соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информацибнным входом первого счетчика делителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Гладкий В. С. Вероятностные вычислиельные модели. М., «Наука 1973, с. 48-51.

2.Авторское свидетельство СССР 320810, кл. G 06 F 7/38, 1970.

3.Авторское свидетельство СССР

№ 544962, кл. G 06 F 7/38, 1977 (прототип) .