SU905817A1 - Стохастический сумматор - Google Patents

Description

(5Ю СТОХАСТИЧЕСКИЙ СУММАТОР

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначаетс  дл  выполнени  операции суммировани  п чисел Хк(Хг Е А(Хц , А ц- константы , О Afc 1) в стохастичесKr-l ч V - ких вычислительных машинах.

Известны стохастические сумматоры , содержащие генераторы случайных равномерно распределенных чисел, блоки сравнени , логические элементы И, ИЛИ, НЕ tn , 2 и 33.

Недостатками этих устройств  вл  ютс  ограниченность функциональных возможностей, так как в них невозможно независимое задание констант АИ, и больша  аппаратурна  сложность, что св зано с применением п генераторов случайных чисел.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  стохастический сумматор, содержащий группу п блоков сравгенератор

дизъюнктор.

нени ,

случайных равномерно распределенных

чисел, группу п элементов Запрет, каждый из которых имеет два разрешающих и К-1 (К 1,2,...,п) запрещающих входа, причем j-й запрещающий вход (J 1,2,...,К-1). К-го элемента Запрет соединен с выходом j-ro блока сравнени  и с первым разрешающим входом j-ro элемента Запрет , второй разрешающий вход которого  вл етс  входом j-ro слагае10 мого X; ,а выход соединен с К-м входом дизъюнктора, -другие входы которого соединены с выходами остальных элементов Запрет соответственно , выход генератора случайных

15 равномерно распределенных чисел подключен к первому входу К-го блока сравнени , а второй вход  вл етс  входом соответствующей константы С Ч . .

20

Claims (3)

1. В устройстве стохастического сумматора обеспечиваетс  возможность независимого задани  констант Р( за счет того, что числен3 ные значени  вспомогательных констант С ц определ ютс  в соответствии с алгоритмом А,С, .,, J., П-Сг) Ci 1,2Г:..,п-1) (1) Недостатками этого устройства  вл ютс  низка  точность выполнени  операции сложени  ввиду неизбежно возникающих погрешностей пред ставлени  значений С | и больша  аппаратурна  сложность, что св зано с необходимостью применени  п генераторов случайных чисел. Целью изобретени   вл етс  повы шение точности и упрощение устройс ва. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стохастическом сумматор содержащем группу п блоков сравнени , первые входы которых  вл ютс  входами констлнт слага.емых суммато ра, генератор случайных равномерно распределенных чисел, выход которо соединен со вторым входом первого блока сравнени , группу п элементов Запрет, первые разрешающие входы которых  вл ютс  входами слагаемых сумматора, выход каждого К-г ( ,2,,,.,п) блока сравнени О соединен со вторым разрешающим входом К-го элемента Запрет и с К-ми запрещающими входами всех последующих элементов Запрет, дизъюнктор, вхо ды которого соединены с выходами элементов Запрет, а выход  вл етс  выходом сумматора, дополнительно выход генератора случайных равномерно распределенных чисел сое динен со вторыми входами блоков сравнени , начина  со второго. На чертеже приведена блок-схема сумматора. Сумматор содержит группу п блоков сравнени  I, груггпу п элементов Запрет II,генератор случайных равномерно распределенных чисел III и дизъюнктор IV. Выход генератора случайных равно мерно распределенных чисел 3 соединен со вторыми входами блоков срав нени  группы п блоков сравнени  I. Выход каждого (,2,...,п) блока сравнени  группы I соединен .со вторым разрешающим входом К-го элемента Запрет группы п элементов Запрет II и с К-ми запрещающими входами всех последующих эле4 ментов Запрет группы П. Выходы элементов Запрет группы II соединены со входами дизъюнктора IV. Сумматор работает следующим образом . На первые разрешающие входы элементов Запрет группы П подаютс  сигналы слагаемых Х. (,2,. . ., п). На первые входы блоков сравнени  группы 1 подаютс  константы С, вычисл емые в соответствии с выражением С . - С Л Работа устройства управл етс  последовательностью синхроимпульсов, подаваемых на соответствующие входы всех п блоков сравнени  (на чертеже не показаны). По каждому синхроимпульсу на выходах блоков сравнени  вырабатываетс  бинарный символ (О или 1) соответственно b,b2,... ,b,... ,b, причем веро тности по влени  единичного символа соответственно равны рСЬа-С,(,2,...,п). Слагаемые X | также представлены в виде синхронизирюванных случайных последовательностей бинарных символов Х|, причем р(Хц) X )«, Бинарные последовательности Ьц, х далее перемножаютс  на элементах Запрет в соответствии со структурой их входных цепей. Обозначив бинарный символ на выходе К-го элемента Запрет через у, получают , х.) )к этом последовательности , вырабатываемые на выходах элементов Запрет, ортогональны попарно и в совокупности, поэтому Pb{), P(, Ks-t в силу независимости х | от всех у (у - банарный символ на выходе дизъюнктор , р(у) Y ). Таким образом из анализа 3) видно , что предложенное устройство выполн ет заданный алгоритм суммироП XsZiA.X, так как . В предложенном устройстве и в известной схеме реализуетс  одна и та же функциональна  зависимость. 5 Однако в известной схеме эта зависимость вычисл етс  с погрешностью , что вызвано возникновением ошибки при представлении констант С. Действительно, если все Ац пре ставлены точно в f -разр дном дво ичном коде, то в соответствии с (1 большинство рассчитываемых констант С), получаютс  в виде бесконечной двоичной дроби, т.е. могут быть представлены в -разр дной сетке устройства с погрешностью не более 2 , В предложенном устройстве обеспечиваетс  отсутствие погрешности представлени  всех С, так как из (2) вытекает возможность всегда точного представлени  всех С )t в 6-разр дном коде, если все h точн представлены в коде такой же разр дности . Кроме того, за счет объединени  первых входов всех блоков сравнени в предлагаемом устройстве требуетс лишь один генератор случайных равномерно распределенных случайных чисел вместо п генераторов в извес ной схеме. Таким образом, технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключаетс  в повьшении то ности работы и снижении аппаратурн затрат при его реализации. Формула изобретени  Стохастический сумматор, содержащий группу п блоков сравнени  , пе вые входы которых  вл ютс  вхо6 дами констант слагаемых сумматора, генератор случаГжых равномерно распределенных чисел, выход которого соединен со вторым входом первого блока сравнени , группу п элементов Запрет, первые разрешающие входы которых  вл ютс  входами слагаемых сумматора, выход каждого К-го (,2,...,п) блока сравнени  соединен со вторым разрешающим входом К-го элемента Запрет и с К-ми запрещакмцими входами всех последующих элементов Запрет, дизъюнктор, входы которого соединены с выходами элементов Запрет, а выход  вл етс  выходом сумматора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и упрощени  устройства , выход генератора случайных равномерно распределенных чисел соединен дополнительно со вторыми входами блоков сравнени , начина  со второго. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Федоров Р.Ф., Яковлев В.В., Добрис Г.В. Стохастические преобразователи информации. Л., Машиностроение , 978, с. 15.
2. 2.Гладкий B.C. Веро тностные вычислительные модели, М., Наука, , с. 10.
3. 3.Авторское свидетельство СССР (, 613322, кл. G 06 F 15/36, 1978. -14. Кирь нов Б.Ф. Основы теории стохастических вычислительных машин и устройств. Монографи  ЦНИИТЗприборостроени , № 52, 1976, с. 85, рис. Н (прототип).

   I 1 f

   a