Стохастический вычитатель Советский патент 1982 года по МПК G06F7/70 

на этапе декодирования величины p(cjt 1) в устройстве стохастического интегратора осуществляется преобразование вида 1) - 1 Таким образом, математическое ожидание содержимого-стохастического интегратора М с учетом (1) и (2) будет Ми Р(а) -р(Ь) Недостатком такого вычитателя является также большая аппаратурная .сложность вследствие необходимости использования двух независимых генераторов случайных чисел и генератора дополнительной случайной последовательности с вероятностью 1 Р(1) Цель изобертения - упрощение сто хастического вычитателя. Поставленная цель достигается тем, что стохастический вычитатель, содержащий первый и второй блоки сравнения, первые группы входов которых являются входными разрядными шинами кодов чисел вычитателя,. генератор случайных чисел, выходы которого соединены с второй группой входов второго блока сравнения, пер вый и второй элементы ЗАПРЕТ, разрешающие входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго .блоков , сравнения, элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ЗАПРЕТ, стохастический интегратор, вход кото рого соединен с выходом элемента ИЛИ дополнительно- содержит триггер знака единичный и нулевой входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ЗАПРЕТ, запрещающие входы первого и второго элементов ЗАПРЕТ соединены с выходам соответственно второго и первого бло ков сравнения, вторая группа входов первого блока сравнения сое,1щнена с выходами генератора случайных чисел На чертеже представлена блок-схема вычитателя. , Устройство содержит генератор 1 случайных чисел, первый 2 и второй б|г1оки сравнения, первый 4 и второй 5 эременты ЗАПРЕТ, триггер б знака, элемент ИЛИ 7 и стохастический интегратор 8. Выходы генератора 1 случай ных чисел соединены с вторыми группа ми входов первого 2 и второго 3 блоков сравнения. Шлход первого блока сравнения соединен с разрешающим входом первого элемента ЗАПРЕТ 4 и прещгиопшм входом второго элемента , ЗАПРЕТ 5. Выход второго блока 3 сра нения соединен с разрешающим входом второго элемента ЗАПРЕТ 5 и запрещающим входом первого элемента ЗАПРЕТ 4. Выход первого элемента ЗАПРЕТ 4 соединен с единичным входом триггера б знака и первым входом элемента ИЛИ 7. Выход второго элемента ЗАПРЕТ 5 соединен с нулевым входом триггера б знака и вторым входом элемента ИЛИ 7, выход которого соединен с входом стохастического интегратора 8. Вычитатель работает следующим образом. По каждому из 2 выходов генератора 1 случайных чисел вырабатывается случайная двоичная последовательность , в которой р (-0) р (1) Y . рДРУ гими словами, с вероятностью 2 на выходы генератора в каждом такте передается случайное Е-разрядное двоичное число х. При этом на выходах первого 2 и второго 3 блоков сравне-ния формируются соответственно последовательности бинарных символов а. и Ь Ct 1, 2,..,), причем вероятности появления единичного символа равны р (а) А и р(Ь) В. Пусть А В. Тогда на выходе первого элемента ЗАПРЕТ 4 фор1 1руется случайная последовательность b с математическим ожиданием р (z) р () р (а -р (а Ь): А-АВ- k Корреляционный момент kg в случае использования общего генератора случайных чисел для формирования последовательностей и A(I-B) при А В В(1-А) при А В (3) Таким образом, для рассматривае(лого случая с учетом (3) получаем p(z) A-AB-B(I-A) АПри этом математическое ожидание последовательности z, формируемой на выходе второго элемента ЗАПРЕТ 5 pCz)p(a,b.)p(b)) B-AB-k(,,B-AB-B(1-A) 0. Аналогичным путем для случая можно показать, что P(ZA) О, а p(z) В-А. Таким образом, функциональные возможности известного устройства и предлагаемого вычитателя идентичны. В предлагаемом вычитателе по одному из каналов z или z передается последовательность нулевых символов, следовательно единичными символами другого канала производится установка триггера 6 знака по нулевому входу, если В А, и по единичному, если А В. Так вырабатывается знак результата вычитания. Последовательность z или z передается далее на вход стохастического интегратора 8, который производит оценку входного случайного процесса по математическому ожиданию. Таким образом, требуемая функцио нальная зависиьюсть А - В в предлагаемом вычитателе реализуется без и пользования вспомогательной случайной последовательности с р(1) -j , а также с использованием только одного генератора случайных чисел.Поэтому технико-экономический эффект предлагаемого вычитателя заключаетс в его упрсяцении. Формула изобрети: ия Стохастический вычитатель, содержащий первый и второй блоки сравнения, первые группы входов которых являются входными разрядными ШИНс1МИ кодов чисел вычитателя, генератор случайных чисел, выходы которого соединены с второй группой входов вт рого блока сравнения, первый и второ |сэлементы ЗАПРЕТ, разрешашцие входы которых соединены с выходами соответ ственно первого и второго блоков сра нения, элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго элеиентбв ЗАПРЕТ, стохастический интегратор, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, отличающ и и с я тем, что, с целью упрощения, он содержит триггер знака, единичный и нулевой входы которого- соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ЗАПРЕТ,запрещаюише входы первого и второго элементов ЗАПРЕТ соединены с выходами соответственно второго и первого блоков сравнения, вторая группа вхоДов первого блока сравнения соедине(на с выходами генератора случайных чисел. ... Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Яковлев В.В, Федоров Р.Ф. Элементы вычислительной техники с вероятностным представлением информации. - Автоматика и вычислительная техника, Рига, 1972, № 5, рис.б, 2.Яковлев В.В., Случайно-импульсные вычислительные устройства. Учебное пособие ЛИИЖТ, 1973, с. 31,рис.15, 3.Яковлев В.В., Федоров Р.Ф. Стохастические вычислительные машины. Л., Машиностроение, 1974, с. 48, „., ...™....,ч:...„ рис. 22 (прототип).

фф ,л.