Вероятностное устройство для извлечения корня Советский патент 1982 года по МПК G06F7/70 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначается для выполнения операции извлечения корня п-й степени из числа А (В

tf У, Ае 0-1, п - целое положительное число) в стохастических вычислительных машинах.

Известны вероятностные устройства для извлечения корня п-й степени, содержащие двоичные счетчики, генераторы случайных чисел, блоки сравнения, генератор тактовых импульсов, логические элементы И, триггер 11 3 и

- Их общим недостатком является низкое быстродействие при выполнении операции извлечения корня, так как постоянная времени интегрирования существенно зависит от абсолютных значений величин А и п.

Наиболее близким техническим ре1 ением к предлагаемому является вероятностное устройство для извлечения корня п-й степени, содержащее первые

и вторые счетчики, блоки сравнения и генераторы случайных чисел, генератор тактовых импульсов, элемент И и триггер, нулевой выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов.

а выход - с уходами управления первого блока сравнения и первого генератора случайных чисел, выходы которого подключены к первым входам первого блока сравнения, вторые входы которого соединены с выходами первого счетчика, разрядные входы которого являются входом устройства, выходы второго генератора случайных чисел подключены к первым входам второго блока сравнения, вторые входы которого соединены с выходами второго счетчнка, разрядные входы которого являются выходом устройства 3 ),

Главным недостатком этого устройства также является низкое быстродействие при выполнении операции извлечения корня.

Цель изобретения - повышение быст20родействия.

Поставленная цель достигается тем, что вероятностное устройство для извлечения корня, содержащее первый счетчик, разрядные входы которого

25 являются входами подкоренного числа устройства, второй счетчик, первая группа разрядных выходов которого является выходами результата устройства, первый и второй блоки сравне30ния, первые группы входов которых

соединены соответственно с разрядными ВЕлходами первого счетчика и второй группой разрядных выходов второгр счетчика, первый и второй генераторы случайных чисел, группы выходов соторых соединены с вторыми группами входов соответственно первого и второго блоков сравнения, генератор тактовых импульсов, триггер,, элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с нулевым выходом триггера и выходом.генератора тактовых импульсов, а выход с йходами первого генератора случайных чисел и первого блока сравнения, дополнительно содержит делитель частоты следования импульсов, вход которого подключен к выходу элемента И и соединен с суммирующим входом второго счетчика, а выход - с входами второго генератора случайных чисел и второго блока сравнения, выход второго блока сравнения соединен с вычитающим входом второго счетчика, выход первого блока сравнения соединен с суммирующим входом первого счетчика, выход старшего разряда .. которого соединен с единичным входом триггера, нулевой вход триггера является пусковым входом устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Данное устройство содержит первый счетчик 1, первый блок 2 сравнения, первый генератор 3 случайных чисел, триггер 4 генератор 5 тактовых импульсов, элемент-И б, делитель 7 частоты следования импульсов, второй счетчик 8, второй блок 9 сравнения, второй генератор 10 случайных чисел.

Первые группы входов первого 2 и второго 9 блоков сравнения соединены соответственно с разрядными выходами первого счетчи;ка 1 и второй группой разрядных выходов второго счетчика 8, вторые группы входов с группами выходов соответственно первого 3 и второго 10 генераторов случайных чисел, а выходы соединены соответственно с суммирующим входом первого счетчика 1 и вычитающим входом .второго счетчика 8.

Выход старшего разряда первого счетчика 1 соединен с единичньам входом триггера 4, нулевой выход котородо соединен с первым входом элемер та И 6 .

Второй вход элемента И 6 соединен с выходом генератора 5 тактовых импульсов, а выход - с .-входами первого блока 2 сравнения, первого генератора 3 случайных чисел, делителя 7 частоты следования импульсов и суммирующим входом второго счетчика 8. Выход делителя 7 частоты следования импульсов соединён с входами второго яблока 9 сравнения и второго генератора 10 случайных чисел.

Работа устройства начинается с занесения кода Л по входу подкоренного числа устройства в счетчик 1 и подачи импульса на пусковой вход устройства, в результате чего на BXOJQ

элемента И б, соединенного с нулевым выходом триггера 4, подается разрешающий сигнал.

Таким образом, импульсы синхронизации с частотой F поступают на входы

0 управления первого генератора 3 случайных чисел и первого блока 2 сравнения, а с частотой F/n (после деления частоты делителем 7 частоты следования импульсов) - на входы второго блока 9 сравнения и второго генератора 10 случайных чисел. Следовательно, работа обоих счетчиков протекает параллельно во времени.

Сигнал 1 на выходе блока 2 сравнения формируется, если содержимое счетчика 1 не меньше значения кода на выходе генератора 3 случайных чисел на такте управления (управление с частотой F). В процессе работы содержимое счетчика 1 нарастает, и в

некоторый момент времени счетчик 1 переполняется. Импульсом переполнения по единичному входу выключается триггер 4, формируя на своем выходе временной импульс, длительность которого 0 равна

е

(1)

где 6- - разрядность счетчика 1 (оба 35 счетчика, блоки сравнения и генераторы случайных -Чисел имеют одинаковую разрядность).

За это же время С на выходе второго счетчика 8 формируется результат выполнения операции . Происходит это следующим образом.

Система, состоящая из второго .

счетчика 8, блока 9 сравнения и генерат.ора 10 случайных чисел, представляет 4с собой следящий стохастический интегратор. За время Т математическое ожидани содержимого счетчика 8 составляет

-г/г/гви

Подставляя в это выражение соотношение дляС из (1), получим.

«. . т

5 Таким образом, искомый результат получается на выходе счетчика 8 в обратном коде. Другими словами. Число образовано двоичным кодом на инверсных выходах счетчика 8.

д Время вычислений результата в , предлагаемом устройстве определяется соотношением (1). В известном устройстве оно составляет

гй2,з- (3)