Стохастический сумматор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕНДЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 201078 (21) 2676076/18-24 (51)М. Кл. 6 06 Р 15/36 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В,В. яковлев, Р.Ф. Федоров, Г.В. добрис и А.В, Яковлев Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В, Н. Образцова(54) СТОХАСТИЧЕСКИЙ СУММАТОР 20 Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначается для выполнения операции суммирования чисел й и В (С = ф в стохастических вычислительных машинах.Известны стохастические сумматоры 1)-3), которые содержат преобразователи число-вероятность, двоичные счетчики, логические элементы И, ИЛИ, НЕ, источники двоичных случайных последовательностей с р (1) = ф (р (1) - вероятность появления единичного символа в случайной последовательности). Общим недостатком этих схем является 15 низкая точность вычислений, что вызвано использованием в них принципа вероятностного округления чисел А иЭ Наиболее близок по техническому решению к изобретению стохастический сумматор 4, содержащий последова- тельно соединенные инвертор и источник двоичной случайной последователь ности с р (1)Математическое ожидание случайной последовательности к на выходесхемы прототипа равном:с- " - фф Недостатком устройства-прототипаявляется низкая точность вычислений,Цель изобретения - повышение точности,ф Поставленная цель достигается тем,что стохастический сумматор, содержащий источник двоичной случайной последовательности, соединенный со входом инвертора, дополнительно содержитпервый и второй блоки ключей и блоксложения, выходы которого являютсявыходами сумматора, входы первогои второго блоков ключей служат входами сумматора для слагаемых чисел,а выходы соединены со входами блокасложения, управляющие входы первогои второго блоков ключей связаны соответственно с выходом и входом инвертора.Блок-схема сумматора представлена на чертеже.Она содержит источник 1 двоичнойслучайной последовательности ср (1) =, инвертор 2, блоки ключей3, 4, блок 5 сложения.Выход источника 1 двоичной случай.ной последовательности с р (1) = 4/2соединен с входом инвертора 2 Управляющие входы первого 3 и второго 4блок ключей подключены к выходу744611 20 30 и входу инвертора 2 соответственно,а разрядные входы соединены с разрядными шинами чисел А и 5 соответственно, Выходы первого 3 и второго 4 блоков ключей соединены с входами блока 5 сложения.Блок 5 сложения состоит издвухвходовых элементов ИЛИ (1 - разрядность двоичных чисел А и В ), Поэтомупри поступлении на вход инверторасигнала логический 0 на выходблока сложения передается число А,а при поступлении сигнала логическая1 - соответственно число В . Таккак р (О) = р (1) = (/2, то математическое ожидание случайной числовойпоследовательности К на выходе стохастического сумматора равноАВМ =С= - ,1л йт,е. в схеме прототипа и в предлагаемом устройстве выполняется однаи та же арифметическая операция.Однако точностные характеристики существеино различаются. Дисперсия случайной величины 2. прототипаравна-- (1)Дисперсия случайной величины Х,образуемой на выходе предложенногосумматора,Э: - А+-В - - ) = - ), (2)Л4А+Юд А-ЬЪ 122 )- Видно, что всегда с ) , Извыражений (1) и (2) коэффициент к,характеризующий улучшение точностиработы предлагаемого устройства,1 (А+ И 2- А-В 1х (А-Ь)Например, если А = 0,6, Ь = 0,4,то К = 25 и т.д. Причем, чем ближедруг к другу значения А и Ь, тем больший достигаемый выигрыш в точности выполнения операции суммирования,Таким образом, технико-экономичес. кий эффект заявляемого устройстВа заключается в существенном уменьшении статической погрешности при выполнении операции сложения чисел. формула изобретения Стохастический сумматор, содержащий источник двоичной случайной последовательности, соединенный совходом инвертора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит первыйи второй блоки ключей и блок сложения, выходы которого являются выходами сумматора, входы первого и второго блоков ключей являются входамисумматора для слагаемых чисел, а выходы соединены со входами блока сложения, управляющие входы первого ивторого блоков ключей соединенысоответственно с выходоми входоминвертора.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Федоров Р. В., Яковлев В.ВДобрис Г.В. Стохастические преобразователи информации. Л., Машиностроение, 1978, с.15.2 Гладкий В.С. Вероятностные вычислительные модели. М Наука,1973, с.104.3. Авторское свидетельство СССРР 613322, кл. С 06 Р 15/36, 1978.4, Гейнс Б. Стохастическая вычислительная машина.-Электроника, 1967, М 14 (прототип),НИИПИ Заказ 3663/ ираж 751 ., Подписно лиал ППП Патент,Ужгород, ул.Проектная,4