SU913376A1 - Non-linear time probability converter - Google Patents
Non-linear time probability converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU913376A1 SU913376A1 SU802957227A SU2957227A SU913376A1 SU 913376 A1 SU913376 A1 SU 913376A1 SU 802957227 A SU802957227 A SU 802957227A SU 2957227 A SU2957227 A SU 2957227A SU 913376 A1 SU913376 A1 SU 913376A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- elements
- inputs
- output
- outputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение при реализации нелинейных зависимостей в стохастических вычислительных машинах.The invention relates to computing and can be used in the implementation of nonlinear dependencies in stochastic computers.
Известны нелинейные преобразователи, преобразующие случайную последовательность бинарных символов в цифровой код, математическое ожидание которого пропорционально заданной функции от вероятности появления импульса во входном потоке.Known non-linear converters that convert a random sequence of binary symbols into a digital code, the mathematical expectation of which is proportional to a given function of the probability of the appearance of a pulse in the input stream.
Известен нелинейный преобразователь, содержащий генератор равномерно распределенных случайных чисел, регистры, преобразователь типа кодвероятность , элементы И, счетчики и триггер ПЗ .A nonlinear converter is known that contains a generator of uniformly distributed random numbers, registers, a code-like type probability converter, AND elements, counters, and a PZ trigger.
Однако этот преобразователь характеризуется низкой точностью, так как построен на основе стохастического принципа.However, this converter is characterized by low accuracy, since it is built on the basis of the stochastic principle.
Известен также преобразователь, содержащий регистры, схемы сравненияAlso known converter containing registers, comparison circuits.
22
счетчики, генератор псевдослучайных чисел [21 .counters, pseudo-random number generator [21.
Однако этот преобразователь имеет низкое быстродействие, так как построен по разомкнутой схеме.However, this converter has a low speed, since it is built according to an open circuit.
Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является нелинейный'преобразователь, содержащий первый и второй счетчики, первый элемент И, первый вход которого подключен к первому входу преобразователя, а выход - к первому входу первого счетчика, второй элемент И, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, третий и четвертый элементы И, выходы которых подключены ко ёторым входам первого и второго счетчиков соответственно, первый и второй генераторы случайных последовательностей, первый и второй блоки сравнения, первая группа входов которых соединена с первой группой выходов первого и второго счетчиков соответственно, а вторая группаThe closest technical solution to this invention is a nonlinear transducer containing the first and second counters, the first element And the first input of which is connected to the first input of the converter, and the output to the first input of the first counter, the second element And whose output is connected to the first input the second counter, the third and fourth elements And, the outputs of which are connected to the second inputs of the first and second counters, respectively, the first and second random sequence generators, the first and second blocks are compared the first group of inputs of which are connected to the first group of outputs of the first and second counters, respectively, and the second group
33
входов первого и второго блоков сравнения подключена к выходам первого и второго генераторов случайных последовательностей соответственно, выходы первого и второго блоков сравнения соединены с первыми входами третьего· и четвертого элементов И соответственно, триггер, первый вход которого подключен ко второму входу преобразователя, а второй вход - ко второму выходу первого счетчика, третий вход преобразователя соединен с первым входом второго элемента И, вторые входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И объединены вместе и подключены к выходу триггера [3].the inputs of the first and second comparison blocks are connected to the outputs of the first and second random sequence generators, respectively, the outputs of the first and second comparison blocks are connected to the first inputs of the third and fourth And elements, respectively, a trigger, the first input of which is connected to the second input of the converter, and the second input is to the second output of the first counter, the third input of the converter is connected to the first input of the second element And, the second inputs of the first, second, third and fourth elements And combined together e and connected to the output of flip-flop [3].
Однако этот преобразователь имеет низкую точность вычислений, так как построен на основе стохастических интеграторов с положительной обратной связью. Известный преобразователь предназначен исключительно для выполнения операции деления вероятностей и поэтому позволяет решать узкий класс задач.However, this converter has a low computation accuracy, since it is based on stochastic integrators with positive feedback. The known converter is intended solely for performing a probability division operation and therefore allows solving a narrow class of problems.
Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет реализации широкого класса воспроизводимых нелинейных зависимостей между входными случайными последовательностями.The purpose of the invention is to improve the accuracy and enhancement of functionality due to the implementation of a wide class of reproducible nonlinear dependencies between random input sequences.
Поставленная цель достигается тем, что нелинейный время-вёроятностный преобразователь, содержащий генератор случайных последовательностей, генератор тактовых импульсов, первый выход которого соединен со входом генератора случайных последовательностей, первый и второй счетчики, первый, второй, третий и четвертый элементы И, выходы первого, второго и третьего элементов И соединены соответственно с первым входом первого счетчика, первым входом второго счтечика и вторым входом первого счетчика, триггер, первый вход которого является пусковым входом преобразователя, второй вход соединен с выходом переполнения второго счетчика, а выход соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого элементов И, второй вход первого элемента И является входом первой случайной последовательности преобразователя, дополнительно содержит первый и второй сумматоры, первый и второй умно·This goal is achieved by the fact that a nonlinear time-for-variability converter containing a random sequence generator, a clock pulse generator, the first output of which is connected to the input of a random sequence generator, the first and second counters, the first, second, third and fourth elements and the third elements And are connected respectively to the first input of the first counter, the first input of the second counter and the second input of the first counter, the trigger, the first input of which is start second input of the converter, the second input is connected to the overflow output of the second counter, and the output is connected to the first inputs of the first, second, third and fourth elements And, the second input of the first element And is the input of the first random sequence of the converter, additionally contains the first and second adders, the first and second clever ·
913376913376
4four
жители, первый и второй блоки элементов И, первый и второй элементы ИЛИ, причем выходы генератора случайных последовательностей соединеныresidents, the first and second blocks of elements And, the first and second elements OR, and the outputs of the random sequence generator are connected
5 с первыми группами входов первого и второго блоков элементов И, вторые группы входов которых соединены с группами выходов младших разрядов соответственно первого и второго5 with the first groups of inputs of the first and second blocks of elements I, the second groups of inputs of which are connected to groups of outputs of the lower digits of the first and second, respectively
Ю счетчиков, а выходы - с входами соответственно первого й второго элементов ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены со входами переноса соответственно первогоYu counters, and outputs - with the inputs, respectively, of the first and second elements OR, the outputs of the first and second elements OR are connected to the transfer inputs, respectively, of the first
,5 и второго сумматоров, разрядные входы которых соединены с группами выходов старших разрядов соответственно первого и второго счетчиков, тактовые входы соединены со вторым, 5 and the second adders, the bit inputs of which are connected to the groups of outputs of the higher digits of the first and second counters, respectively, the clock inputs are connected to the second
20 выхбдом генератора тактовых импульсов,, а выходы соединены с вторыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И, выход четвертого элемента И соединен со вхо25 дом второго умножителя, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика, третий выход генератора тактовых импульсов соединен с третьими входами первого и второго счетчиков, вход первого умножителя является входом второй случайной последовательности преобразователя, а выход соединен с вторым входом второго элемента И.The output of the fourth element And is connected to the input of the second multiplier, the output of which is connected to the second input of the second counter, the third output of the generator of clock pulses is connected to the third inputs of the first and the second counter, the input of the first multiplier is the input of the second random sequence of the converter, and the output is connected to the second input of the second element I.
На фиг. 1 представлена блок-схемаFIG. 1 is a block diagram.
35 преобразователя; на фиг. 2 - схема генератора случайных последовательностей,' на фиг. 3 " умножитель. 35 converters; in fig. 2 is a diagram of a random sequence generator, 'in FIG. 3 "multiplier.
Преобразователь содержит первыйThe converter contains the first
40 элемент 1 И, первый счетчик 2, первый блок 3 элементов И, первый элемент 4 ИЛИ, первый сумматор 5, триггер 6, генератор 7 тактовых импульсов, генератор 8 случайных последовательностей, первый умножитель 9> 40 element 1 AND, first counter 2, first block 3 elements AND, first element 4 OR, first adder 5, trigger 6, generator 7 clock pulses, generator 8 random sequences, first multiplier 9>
45 второй элемент 10 . И, третий элемент 11 И, второй умножитель 12, второй счет чик 13, второй сумматор 14, четвертый элемент 15 Ид второй блок 16 элементов И, второй элемент 1 7 ИЛИ, входы 18, 19 и 45 second element 10. And, the third element 11 And, the second multiplier 12, the second counter 13, the second adder 14, the fourth element 15 Id the second block 16 elements And, the second element 1 7 OR, inputs 18, 19 and
50 20 преобразователя. 50 20 converters.
Второй вход первого элемента 1 И соединен со входом 18 преобразователя, а выход элемента 1 И подключенThe second input of the first element 1 And is connected to the input 18 of the Converter, and the output of the element 1 And connected
55 к первому входу первого счетчика 2, второй вход которого через третий элемент 11 И соединен с выходом первого сумматора 5· Второй вход второ5 55 to the first input of the first counter 2, the second input of which is through the third element 11 And is connected to the output of the first adder 5 · The second input of the second 5
го элемента 10 И через первый умножитель 9 подключен к входу 20 преобразователя, а выход элемента 10 И соединен с первым входом второго счетчика 13, второй вход которого подключен к выходу второго умножителя 12. Первый вход триггера 6 соединён с пусковым входом 19 преобразователя, а второй вход триггера подключен к выходу переполнения второго счетчика 13. Выход триггера 6 соединен с первыми входами первого 1, второго 10, третьего 11 и четвертого 15 элементов И, а выход элементами подключен ко входу второго умножителя 12. Первый выход генератора 7 тактовых импульсов соединен со входом генератора 8 случайных последовательностей, второй выход генератора 7 подключен к тактовым входам пер- 20 вого 5 и второго 14 сумматоров, а третий выход генератора 7 соединен с третьими входами счетчиков 2 и 13- Вторые группы входов первого 3 и второго 16 блоков элементов И соединены с группами выходов младших. разрядов соответственно первого 2 и второго 13 счетчиков, группы выходов старших разрядов которых подключены к разрядным входам первого 5 и второго 14 сумматоров соответственно. Выходы генератора 8 случайных последовательностей соединены с первыми группами входов блоковelement 10 And through the first multiplier 9 is connected to the input 20 of the Converter, and the output of the element 10 And connected to the first input of the second counter 13, the second input of which is connected to the output of the second multiplier 12. The first input of the trigger 6 is connected to the starting input 19 of the converter, and the second the trigger input is connected to the overflow output of the second counter 13. The output of the trigger 6 is connected to the first inputs of the first 1, second 10, third 11 and fourth 15 elements And, and the output elements connected to the input of the second multiplier 12. First generator output 7 clock pulses connected to the generator input 8 random sequences, the second generator output 7 is connected to the clock inputs of the first 5 and second 14 adders, and the third generator output 7 is connected to the third inputs of counters 2 and 13- the second groups of inputs of the first 3 and second 16 blocks elements And connected with groups of junior. the bits of the first 2 and second 13, respectively, of the counters, the group of outputs of the most significant bits of which are connected to the bit inputs of the first 5 and second 14 adders, respectively. The outputs of the generator 8 random sequences are connected with the first groups of inputs of blocks
13 и 16 элементов И, а выходы блоков 3 и 16 объединены соответственно первым 4 и вторым 17 элементами ИЛИ. Выходы элементов ИЛИ 4 и 17 подключены ко входам переноса сумматоров 5 и13 and 16 elements are And, and the outputs of blocks 3 and 16 are combined respectively by the first 4 and second 17 elements OR. The outputs of the elements OR 4 and 17 are connected to the transfer inputs of the adders 5 and
14 соответственно, а выход сумматора 14 соединен со вторым входом четвертого элемента 15 И.14 respectively, and the output of the adder 14 is connected to the second input of the fourth element 15 I.
Генератор 8 случайных последовательностей (см. фиг. 2) содержит η-разрядный генератор 21 случайных чисел, разрядные входы которого соединены со входом генератора 8, блок 22 элементов И и блок 23 элементов И, причем первый вход элементов 22ц и 23ц И подключен.ко второму выходу первого разряда генератора 21 , а первый вход, каждого последующего элемента И блоков 22 и 23 соединен с выходом предыдущего элемента И блока 22, вторые входы элементов И блоков 22 и 23 подключены к первым и вторым разрядным выходам генератора 21 соответственно, выход первого разря913376 6The random sequence generator 8 (see FIG. 2) contains an η-bit random number generator 21, the bit inputs of which are connected to the input of the generator 8, a block of 22 And elements and a block of 23 And elements, with the first input of 22c and 23c And elements connected. the second output of the first discharge of the generator 21, and the first input of each subsequent element And blocks 22 and 23 is connected to the output of the previous element And block 22, the second inputs of elements And blocks 22 and 23 are connected to the first and second discharge outputs of the generator 21, respectively, the output of the first discharge 9133766
да генератора 21 и выходы элементов И блока 23 являются выходами генератора случайных последовательностей б. Умножитель 9 (см. фиг. 3) содер5 жит регистр 24 и накапливающий сумматор 25» первый вход которого соединен со входом 26 умножителя, а разрядные входы - с выходами регистра. 24, выход сумматора 25 является Ю выходом умножителя.Yes generator 21 and the outputs of elements And block 23 are the outputs of a random sequence generator b. The multiplier 9 (see Fig. 3) contains the register 24 and the accumulating adder 25 ″ whose first input is connected to the input 26 of the multiplier, and the discharge inputs to the outputs of the register. 24, the output of the adder 25 is the output of the multiplier.
Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.
При поступлении сигнала Пуск на вход 19 преобразователя триггер 6 15 переходит в единичное состояние и разрешает прохождение сигналов через элементы 1, 10, 11, 15 И. Пусть вероятности появления единичных символов во входных случайных последовательностях, поступающих на входы 18 и 20 преобразователя, равны Р, (ι) и Р2 (£) соответственно. Тогда на первый суммирующий вход счетчиков 2 и 13 поступают случайные последователь25 ности, вероятности появления единичных символов в которых равны (ί) и АРа(с) соответственно. Умножение вероятности Р2 (¢) на коэффициент А, меньший единицы, осуществляет 30 первый умножитель 9·· По цепи положительной обратной связи на второй суммирующий вход счетчиков 2 и 13 поступают последовательности с выходов элементов 11 и 15 И. Если счи35 тать, что запятая фиксирована перед старшим разрядом чисел, находящихся в счетчиках 2 и 13, то вероятности появления единичных символов на выходе элементов 11 И и 15 И равны 40 математическому ожиданию содержимого счетчиков 2 и 13 соответственно. Сигналы переполнения накапливающего сумматора 5 образуют последовательность (¢), единичный символ в кото45 рой образуется в те дискретные моменты С, когда после очередного такта сложения полученная суМма становится равной или больше единицы. Соответственно Ц, (ί) “ последователь-.Upon receipt of a signal, the Start to the input 19 of the converter trigger 6 15 goes into one state and allows the passage of signals through the elements 1, 10, 11, 15 I. Let the probabilities of occurrence of single characters in the input random sequences received at the inputs 18 and 20 of the converter are equal to P , (ι) and Р 2 (£), respectively. Then, random sequences are received at the first summing input of counters 2 and 13, the probabilities of occurrence of single symbols in which are (ί) and AP a (c), respectively. The multiplication of the probability Р 2 (¢) by a factor A, less than one, is performed by 30 first multiplier 9 ·· The positive feedback circuit to the second summing input of counters 2 and 13 receives the sequences from the outputs of elements 11 and 15 I. If you think that comma is fixed before the high-order digit of the numbers in counters 2 and 13, then the probabilities of the appearance of single characters at the output of elements 11 And 15 And equal 40 to the expected value of the counters 2 and 13, respectively. The overflow signals of the accumulating adder 5 form a sequence (¢), a single character in which is formed at those discrete moments C, when after the next addition cycle, the sumM becomes equal to or greater than one. Accordingly, C, (ί) “sequence-.
50 сигналов переполнения сумматора 14. 50 overflow signals adder 14.
Введение в схему преобразователя сумматоров 5 и 14 позволяет увеличить точность вычислений по срае не— нию с известным; поскольку последо55 вательности (¢) и ν^2(ΐ), поступающие на вторые входы счетчиков 2 и 13, имеют кваэирегулярную структуру, тогда как в известном этиIntroduction to the converter circuit of adders 5 and 14 allows to increase the accuracy of computations by comparison with the known; Since the subsequent successive 55 (¢) and ν ^ 2 (ΐ), arriving at the second inputs of the counters 2 and 13 are kvaeiregulyarnuyu structure, whereas in the known
7 913376 я7 913376 I
последовательности являются случайнымИ) дисперсия которых значительно больше.the sequences are random and the variance is much larger.
Генератор 8, блоки 3 и 16 элементов И и элементы 4 и 17 ИЛИ выполняют функции блоков вероятностного округления содержимого младших разрядов счетчиков 2 и 13. Введение вероятностного округления чисел позволяет сократить разрядность сумматоров 5 и 14 без ущерба для точности 'вычислений, поскольку при вероятностном округлении погрешность не накапливается .The generator 8, blocks 3 and 16 elements AND and elements 4 and 17 OR function as blocks of probabilistic rounding of the low-order digits of counters 2 and 13. Introduction of probabilistic rounding of numbers reduces the capacity of adders 5 and 14 without compromising the accuracy of the calculations, because with probabilistic rounding error does not accumulate.
Когда содержимое счетчика 13 становится равным единице, возникает сигнал переполнения счетчика. Этот сигнал устанавливает триггер 6 в нулевое состояние, и на этом работа преобразователя заканчивается. Результат преобразования Ζ4(ΐ) находится в первом счетчике 2.When the contents of counter 13 becomes equal to one, a counter overflow signal occurs. This signal sets the trigger 6 to the zero state, and the operation of the converter ends there. The result of the conversion Ζ 4 (ΐ) is in the first counter 2.
Полученные в результате экспериментальных исследований точных характеристик предложенного преобразователя и известного методом статистических испытаний на ЭВМ при числе опытов К-1000, значения оценок среднеквадратического отклонения выходной величины Ζ/ι (ΐη) приведены в таблицах 1 и 2 соответственно. При моделировании оба сравниваемых устройства работают в режиме деления ве5 роятностей, а разрядность счетчиков и сумматоров равна 9Для предложенного устройства.Obtained as a result of experimental studies of the exact characteristics of the proposed converter and the computer-known method of statistical tests with the number of experiments K-1000, the values of the estimated standard deviation of the output value / ι ( η ) are given in Tables 1 and 2, respectively. In the simulation, both compared devices operate in the probability division mode, and the counters and adders are equal to 9 for the proposed device.
Для известного устройства.For a known device.
10ten
Из таблиц видно, что среднеквадратическое отклонение кода ,The tables show that the standard deviation of the code,
снимаемого с выхода предложенного устройства, меньше, чем среднеквад15 ратическое отклонение выходной величины известного. Следовательно предлагаемое устройство имеет более высокие точностные характеристики, чем известное.removed from the output of the proposed device, less than the mean square15 is the ratic deviation of the output value of the known. Therefore, the proposed device has higher accuracy characteristics than the known.
2020
Кроме того, схема предложенного устройства позволяет, в отличие от известного, с помощью которого возможно выполнение только операции ре23 ленйя вероятностей, в достаточно широких пределах менять вид реализуемой нелинейной зависимости Μ[Ζ>,(ίη)] , т.е. значительно расширить функциональные возможности.In addition, the scheme of the proposed device allows, in contrast to the known one, with the help of which it is possible to perform only the operation of re23 probability of probabilities, to change the form of the real nonlinear dependence Μ [Ζ>, (ί η )], ie greatly expand the functionality.
Таблица 1Table 1
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802957227A SU913376A1 (en) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | Non-linear time probability converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802957227A SU913376A1 (en) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | Non-linear time probability converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU913376A1 true SU913376A1 (en) | 1982-03-15 |
Family
ID=20908578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802957227A SU913376A1 (en) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | Non-linear time probability converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU913376A1 (en) |
-
1980
- 1980-07-14 SU SU802957227A patent/SU913376A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3878985A (en) | Serial-parallel multiplier using booth{3 s algorithm with combined carry-borrow feature | |
SU913376A1 (en) | Non-linear time probability converter | |
US3373269A (en) | Binary to decimal conversion method and apparatus | |
SU949653A1 (en) | Divider | |
SU798858A1 (en) | Computing unit of digital network model for solving partial differential equations | |
SU1756887A1 (en) | Device for integer division in modulo notation | |
SU1156069A1 (en) | Device for scaling digital differential analyser | |
SU481042A1 (en) | Device for solving systems of linear algebraic equations | |
RU2022337C1 (en) | Parallel sign-digit code/additional binary code converter | |
SU1280615A1 (en) | Versions of device for squaring binary numbers | |
SU758149A1 (en) | Device for multiplying binary code by number represented in unitary code | |
SU1024906A1 (en) | Multiplication device | |
SU1097999A1 (en) | Device for dividing n-digit numbers | |
SU1056192A1 (en) | Stochastic device for multiplying matrices | |
SU1667061A1 (en) | Multiplication device | |
SU960807A2 (en) | Function converter | |
SU744568A2 (en) | Parallel accumulator | |
RU2055394C1 (en) | Device for search of roots | |
SU1171784A1 (en) | Multiplier | |
SU888110A1 (en) | Secuential multiplying device | |
SU1057942A1 (en) | Device for computing values of function y=2@@x | |
SU1056183A1 (en) | Device for dividing numbers | |
SU1513468A1 (en) | Device for computing binomial coefficients | |
SU1476487A1 (en) | Digital net computer node | |
SU752336A1 (en) | Pseudodivision device |