Вероятностное устройство для вычисления целых степенных функций

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И 50 Сю 06 Г 770 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский ор тут инженеров железно та им. акад.В. Н. Обр (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свид756414, кл. 6 06 Р 12. Авторское свидете739545, кл, 6 06 Г тип). ена Ленрожногоцова а инсти- ранспоретельство СССР5/36, 1978.льство СССР15(36, 1977 (протоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЯО 1061140 А(54) (57) ВЕРОЯТНОСТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЦЕЛЫХ СТЕПЕННЫХ ФУНКЦИЙ, содержащее преобразователь число - вероятность, вход которого является входом устройства, регистр сдвига, вход которого соединен с выходом преобразователя число - вероятность, блок элементов И, первый вход которого подклю. чен ко входу устройства, интегратор, вход которого соединен с выходом блока элементов И, а выход является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью упрошения, оно содержит элемент НЕ, вход которого подключен к выходу преобразователя, число - вероятность, а выход соединен с входом сброса регистра сдвига, выход регистра сдвига соединен с вторым входом блока элементов И.Изобретение относится к вычислительной технике и можеттт быть применено в вероятностных вычислительных устройствах цри вычислении степецных функций вида хп (и - целое положительное число, х = О - -1).Известно устройство для вычисления целых степенных функций, содержащее линейные преобразователи число - вероятность, регистры сдвига, элементы И (1.Недостатком его является низкая точность, обусловленная применением метода однократного кодирования чисел х, и большая аппаратурная сложность.Наиболее близким к предлагаемому является вероятностное устройство для вычисления целых степенных функций, содержащее греобразователь число - - вероятность, регистр сдвига, блок элементов И и интегратор, выход которого является выходом устройства, а вход соединен с выходом блока элементов И, первый вход блока элементов И соединен с входом устройства и с входом преобразователя число - вероятность, выход которого соединен с входом регистра сдвига 12.Недостатком этого устройства является большая аппарату рная сложность.Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается тм, что вероятностное устройство для вычипения целых степнных функций, содержащес преобразоватль число - вероятность, вход которого является входом устройства, регистр сдвига, вход которого соединен с выходом преобразователя число - вероятность, блок элементов И,первый вход которого подклю чен ко входу устройства, интегратор вход которого соединен с выходом блока элементов И, а выход является выходом устройства, содержит элемент НЕ, вход которого подключн к выходу преобразователя числовероятцость, а выход соединен с входом сброса регистра сдвига, выход регистра сдви га содинеп с вторым входом блока элементов И.На чертже привдена схема устройства.Устройство содержит иреобразоватльчисловероятность, регистр 2 сдвига,эл- мент 3 НЕ, блок 4 элементов И, интегратор 5, вход 6 и вы ход 7 устройства. Вход 6 устройства соединен с первым входом блока 4 элементов И и с входом преобразователя 1 число - вероятность, выход которого подключен ко входу регистра 2 сдвига и ко входу элемента 3 НЕ, Выход элемента 3 НЕ соединен с входом сброса регистра 2 сдвига, выход которого подключен ко второму входу блока 4 элементов И. Выход блока 4 элементов И соединен с входом интегратора 5, выход которого является выходом 7 устройства. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55Известно, что если на вход устройства- прототипа подан цифровой код х, то математическое ожидание последовательности случайных многоразрядных кодов Х; ( номер машинного такта), вырабатываемой на выходе блока элементов И, равноМ= х", (1)При интегрировании по времени этой последовательности в интеграторе 5 образуется с заданной точностью оценка искомой величины х".В предложенном устройстве входные величины х подаются на вход преобразователя 1 число - вероятность, на выходе которого образуется случайная тактированная последовательность двоичных символов с вероятностью появления единиц в этой последовательности, равной Р(у; = 1) = х. Эта последовательность поступает далее на вход элемента 3 НЕ и на вход регистра 2 сдвига. Логика его работы такова, что единица на выходе регистра, имеющего и 2 разряда, появляется только в том случае, если количество единиц в серии последовательности у не меньше числа п -(т.е. У 1 = У= У 1 ь = У ь = "= Й г= В противном случае (если в любом месте этой серии присутствует нуль) элемент 3 НЕ обеспечивает сброс регистра и, таким образом, возврат к анализу очередной серии из единичных символов в последовательности у;.Таким образом, в последовательности Т; на выходе регистра 2 сдвига вссерии еди. ниц, длина которых меньше п - 1, заменяются нулями, а серии большей длины заменяются на с( подряд следующих единиц, где с( - число единиц, подряд следующих в по.следовательности ;, У;, У 1 фъ 1 " У;г. с( Поскольку символы, записанные в разрядах регистра 2 сдвига,не коррелированы между собой и принадлежат одной н той же последовательности у; с вероятностью появления в ней единицы Р (у, ) = х,то вероятность появления единицы в последовательности 1я.1,хч ) = х . В блоке 4 элементов И осуи, етвляется перемножение этой последовател:.ности с входной детермированной целинной, т,е. на выходе блока 4 элементов И ооразуется последовательность многоразряд ных случайных кодов с математическим ожиданием М -- х, что в точности соответств)- Мет (1). Это подтверждает факт реализации одной и той же математической зависимости в предложенном устройстве и в устройстве. прототипе, Однако требуемые затраты оборудования при этом меньше, а схема устройства проще за счет замены (и - 1) -входового элемента И на элемент НЕ.Таким образом, технико-экономический эффект предлагаемого устройства по сравцецичо с прототипом заключается в его упро ;цении, что облегчает и удешевляет техно. логию изготовления.