Вероятностное устройство для извлечения корня п-ой степени

. .ЯОА АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕНИВИДЕП:ЛЬСТВУ ИСА К АВТОРСКО(21) 3404551/18-24 мент И, первый вход которого.соеди- (22) 03,03,82. нен с выходом триггера, а выход (46) 15.09.83. Бюл. В 34 соединен с управляющими входами пер-. (72) В, В. Яковлев н О. С. Иальчен-ного генератора случайных чисел и кона первого блока сравнения, генератор (71) Ленинградский ордена Ленинатактовых импульсов, выход которого инстнтут инженеров железнодорожно- . соединен с вторым входом элемента И, го транспорта нм. акад. В. Н. Образ-.. второй блок сравнения, второй генецова. ратор случайных чисел, группа выхо- (53) б 81.333(088.8) дов которого соединена с первой:группой входов второго блока дравне- (54)(57) ВЕРОЯТНОСТНОЕ УСТРОЙСТВОння, делитель частоты, вход которого ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОРНЯ й -й СТЕПЕНИ, подключен к выходу элемента И, а высодержащее первый счетчик, группаход соединен с управляющими входами . входов которого является входами:второго блока сравнения и второго устройства,. первый блок .сравнения, генератора случайных чисел, о т л и-первая группа входов и выход кото- .; ч а ю щ е е с" я тем, что, с цельюрого соединены соответственно с груп- уменьшения аппаратурных затрат; оно пой выходов и счетным входом перво- .: , содержит второй счетчик и элемент го счетчика, первый генератор слу-." . НЕ, вход которого соединен с выхочайных чисел, группа выходов которо- . Дом второго блока сравнения, а Выго соединена с второй группой входов . ход соединен со счетным входом втопервого блока сравнения, триггер,рого счетчика, первая группа выходов Я ,иулезой вход которого является пус- второго счетчика соединена с второй ковым входом устройства, а единич- . группой входов второго блока сравнений вход соединен с выходом старше- : . ния, а вторая группа выходов являетго разряда первого счетчика,.эле- : ся выходами устройства.50 Изобретение относится к вычислительной технике и предназначаетсядля выполнения операции извлечениякорня и-й степени из числа А(В =ЯХ, А 0-1, и - целое положительное число) в стохастических вычислительных машинах,Известно вероятностное устрой-ство для извлечения корня и-й степени, содержащее двоичные счетчики,генераторы случайных чисел, блоки 10сравнения, генератор тактовых импульсов, логические элементы И, триггер,.Основным недостатком такого уст-.%ройства являются значительные затраты оборудования, связанные с необ- . 15ходимостью использования реверсивного счетчика для оценивания выходнойпеременной в двоичном коде,Наиболее близким кизобретению .является вероятностное устройстводля извлечения корня а-й степени,содержащее первый счетчик, первый иВторойблоки сравнения, первый и вто,рой генераторы случайных чисел, триггер, генератор тактовых импульсов,логический элемент И и делитель частоты, вход которого соединен с управляющими входами первого блокасравнения и первого генератора слу-чайных чисел, выходы которого подключены к вторым входам первого бло-, ЗОка сравнения, первые входы которогосоединены с выходами первого счетчика, разрядные входы которого подклю-.чены к числовым входам устройства,суммирующий вход соединен с выходом. 35первого блока сравнения, а выходстаршего разряда подключен к единич-,ному входу триггера, илевой входкоторого соединен с входом пуска, устройства, а выход - с первым входом ло Огического элемента И, второй вход которого подключен к выходу генераторатактовых импульсов, а выход соединенс входом делителя частоты, выход которого соединен с управляющими входами второго блока сравнения и вто-.рого генератора случайных чисел,выходы которого подключены к вторымвходам второго блока сравненияНедостатком данного устройстваявдяется аппаратурная сложность,обусловленная использованием реверсивного счетчика для получения выходной переменной в двоичном коде.Цель изобретения - уменьшениеаппаратурных затрат.Поставленная цель достигаетсятем, что вероятностное устройстводпя извлечения корня и-й степени(и щ 1, 2, 3, е.), содержащее первый счетчик, группа входов которого 60является входами устройства, первыйблок сравнения, первая группа входов и выход которого соединен соответственно с группой выходов и счетным входом первого счетчика, первый генератор случайных чисел, группавыходов которого соединена с второйгруппой входов первого блока сравнения, триггер, нулевой входкоторо-, го являетсяпусковым входом устройства, а единичный вход соединен с выходом старшего разряда первого счетчика, элемент И, первый вход которого соединен с выходом триггера, а выход соединен с управляющимивходами первого генератора случайных чисел и первого блока сравнения, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента И, второй блок сравнения, второй генератор случайных чисел, .группа выходов которого соединена с первой:группой входов второго блока. сравнения, делитель частоты, вход которого подключен к выходу элемента И, а выход соединен с управляющими вхожими второго блока сравнения и второго генератора случайных чисел, дополнительно содержит второй счетчик и элемент НЕ, входкоторого соединен с выходом второго блока сравнения, а выход соединен со счетным входом второго счетчика, первая группа выходов второго счетчика соединена с второй группой входов второго блока сравнения,.а вторая группа выходов является выходами устройства.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Схема. содержит первый счетчик 1, первый блок 2 сравнения, первый теиератор 3 случайных чисел, триггер 4, генератор 5 тактовых импульсов, элемент б И, делитель 7 частоты, второй счетчик 8, второй блок 9 сравнения, второй генератор 10 случайных чисел, элемент 11 НЕ.Группа выходов первого счетчика 1 соединена с первой группой входов первого блока 2 сравнения, а выход старшего разряда соединен с единичным входом триггера 4, выход которого соединен с первым входом элемента б И. Нулевой вход триггера 4 яв-. ляется пусковым входом устройства. Группа выходов первого генератора 3 случайных чисел соединена со второй группой входов первого блока 2 срав-нения, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика 1, Выход генератора 5 тактовых импульсов соединен с вторым входом элемента б И, выход которого соединен с управляющими входами первого блока 2 сравнения, первого генератора 3 случайных чисел и входом делителя 7 частоты. Выход делителя 7 частоты соединен с управляющими входами второго блока 9 сравнения и второго генератора 10 случайных чисел. Группа выходов второго генератора 10 случайных чисел соединена с первой- бинарный символ на выходе второго блока 9 сравнения.Заказ 7129/49 Тираж"-70 б Подписное ВНИИПИ Государствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патентф, г Ужгород, ул. Проектная, 4 группой входов второго блока 9 сравнения, вторая группа входов и выход которого соединены соответственно с первой группой выходов второго счетчика 8.р входом элемента И НЕ, выход которого соединен со счетным . входом второго счетчика 8.Работа устройства начинается с занесения кода А по входам устрой- ства в первый счетчик 1 и подачи импульса на пусковой вход устройства, О в результате чего на вход элемента б н соединенный с нулевым выходом триггера 4 подается разрешающий сигнал. Таким образом, импульсы синхронизации с частотой у поступают . 15 на управляющие входы первого генератора 3 случайных чисел и первого блока 2 сравнения, а с частотой У(после деления частоты делителем 7 частоты) - на управляющие входы вто рых блока 9 сравнения и генератора 10 случайных чисел. Единичный сигнал на выходе первого блока 2.сравнения появляется, если содержимое первого счетчика 1 не меньше значения кода на выходе первого генератора 3 случайных чйсел в каждом такте управления (с часто той У). В процессе работы содержиЗ 0 мое первого счетчика 1 нарастает;и в некоторйй момент времени счетчик переполняется. Импульсом переполнения по единичномувходу выключает ся триггер 4, формируя на своем вы ходе временной импульс, длительность которого 2 равна=- Ь-,рФгде. 1 - разрядность счетчика обасчетчика, блоки сравнения и генераторы случайных чи-.сел имеют одинаковую разрядность). . 45 Покажем, что за это время . на выходе второго счетчика 8 формируется результат выполнения операцииА . Математическое Ожидание содержимого второго счетчика 8 может быть определено как М = М.+ 1 -у,где М - математическое,ожиданиесодержимого счетчикав и-м такте,Учитывая, что математическое ожиМ 1-дание М= - ., где 1 - разрядность счетчика, а также то, что управление вторым блоком 9 сравненияи вторым генератором 10 случайныхчисел осуществляется с частотой Г/п,лдля момента времениполучимеПодставив в это выражение соотношение для ь иэ (1), окончательно получим уд ВМ, =1-е " Д=1-4 д.Выражение (2) показывает, что. впредложенном устройстве, как и вустройстве-прототипе, выполняется.операция извлечения корня п=й степени. Предлагаемое устройство проще,так как второй счетчик не являетсяреверсивным. В последнем для.обеспечения логики вычитания необходимоиспользовать логическую схему 2 ИИ 2 И-ЗИЛИ, В базисе интегральных схемсерии К 155 такой элемент реализуетсяминимально на одном ловическом модуле,Таким образом, технико-экономи.ческий эффект предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в сокращении аппаратурныхзатрат (вдвое в базисе сериИ К 155),