Генератор стахостических констант

Ленинградский ордена Ленина институт инженеров Железнодорожного транспорта им. акад, В. Н. Образцова(54) ГЕНЕРАТОР СТОХАСТИЧЕСКИХ КОНСТАНТ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вероятностных вычислительных устройствах для генерирования стохастических констант -(Р Рг -Рцелые положительные числа, Р Рз).5Известны генераторы стохастических констант, которые содержат логические элементы И, ИЛИ, НЕ и генератор случайных последовательнос. тей с Р(1) =в каждой из них. Эти устройст-,2ва воспроизводят стохастические константы беэ 10 ошибки, если величины " имеют точно двоРичное разложение. В остальных случаях2 реализуется приближение 11 и 2.Недостатком известных генераторов стохасти-ческих констант является большая аппаратная сложность, что вызвано необходимостью применения многоразрядных генераторов случайных последовательностей при воспроизведении величии " с малой погрешностью.Р2Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности генератор стохастических констант, содержащий генератор случайных последовательностей, первый и второй преобразователи "число-вероятность", последовательно соеди. ненные первый элемент И-НЕ и первый эле. мент задержки, блок формирования выходной вероятности, первый вход которого соединен с выходом первого преобразователя "число-вероятность", а выход является выходом генератора, первые и вторые выходы генератора слу- чайных последовательностей соединены со вхо. дами соответственно первого и второго преоб. разователей "число. вероятность" выход второго преобразователя "число-вероятность" соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, а выход - со вторым входом блока формирования выходной вероятности 31,Главным недостатком этого устройства явля. ется низкая точность, что вызвано наличием сильной автокорреляции в случайной последовательности Е; на выходе.Цель изобретения - повышение точности.указанная цель достигается тем, что в гене)ратор стохастических констант, содержащий ге.698 025 3нератор случайных последовательностей, первый н второй преобразователи "число. вероятность", последовательно соединенные первый элемент И-НЕ и первый элемент задержки, блок форми. рования выходной вероятности, первый вход которого соединен с выходом первого преобра. зователя "число-вероятность", а выход является выходом генератора, первые и вторые выходы генератора случайных последовательностей соединены Со входами соответственно первого и второго преобразователей "число-вероятность", выход второго преобразователя "число-вероят. ность" соединен с первым входом первого зле. мента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, дополнительно введен второй элемент И-НЕ и второй элемент задержки, вход которого соединен 4держки 4, для вероятности р появления символа "Г на выходе элемента И-НЕ 7 получимС 1- 2 1+С 12 г 1+СРгОтсюда следует естественный вывод о том,что вероятность появления символа Е = 1 навыходе предлагаемого устройства и схемы прототипа одинакова. Таким образом, функционапьные возможности сопоставляемых устройств10 идентичннь Однако точностные характеристикисущественно различаются,Действительно, корреляционный момент навыходе устройства прототипа равенКФ)Р ( Р 1 т2з ггде т . - переменный сдвиг (т = О, 1, 2,:.,)с выходом второго преобразователя "число-вероятность", а выход - с первым, входом вто.рого элемента И.НЕ, второй вход второго эле мента И-НЕ соединен с выходом первого элемента И-НЕ, а выход - со вторым входом бпока формирования выходной вероятности.На чертеже изображена схема предлагаемого25генератора,Устройство содержит генератор 1 случайныхпоследовательностей с Р(1) =- ь каждой изних, первый преобразователь 2 число-вероятность", второй преобразователь. 3 "число-вероят 30ность", второй элемент задержки 4 (на 1 такт),первый элемент И-НЕ 5, первый элемент задерж.ки 6 (на 2 такта), второй элемент И.НЕ 7,блок формирования 8 выходной вероятности,выход генератора 9,Выходы генератора случайных последователь.35ностей 1 соединены соответственно с входамипервого и второго преобразователей "число-вероятность" 2 и 3, Выход первого преобразователя"число. вероятность" 2 соединен с первым вхоЮдом блока формирования выходной вероятности 8, выход которого соединен с выходом генератора 9, а второй вход - с выходом второгоэлемента И.НЕ 7, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И.НЕ 5 и45входом первого элемента задержки 6, выходкоторого соединен с первым входом первогоэлемента И-НЕ 5, второй вход которого подключен к выходу второго преобразователя"число. вероятность" 3 и входу второго элемента задержки 4, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ 7.Устройство работает следующим образом.Так как вероятность появления символа "1"на выходе второго преобразователя "число-ве.роятность" 3 равна то с учетом статичес 2,кой развязки входов второго элемента,И-НЕ 7,обеспечиваемой введением второго элемента за - ПРИ Р 1 2 1 1. 2 г Р -Р Х, С 2"Р" ) Рз- а Присутствие ненулевой автокорреляции в по-следовательности сиМволов Е 1 приводит к значительным ошибкам при интегрировании этой последовательности в декодирующих блоках стохастических вычислительных устройств, Действи.тельно, дисперсия О результата в декодереопределяется соотношениеми и О = ЕО)+2 Е (и - т ) (г): сгде и - количество тактов интегрирования,Поэтому при Цт ) ф О результирующая дисперсия увеличивается, т. е. увеличивается ошибка в определении оценки стохастической кон.станты.АТаким образом, задача состоит в уменьшении К(т ), Она решается в предлагаемом устройстве,.Учитывая, что второй элемент задержки 4стохастнчески развязывает входы второго элемента И-НЕ 7, а также правило вынесенияконстанты за знак дисперсии, получимК(т ) 1 з К(тх),где К(т ) - корреляционный момент выход 7.ной последовательности символов Е; = 1 в предлагаемом генераторе стохастических констант,Отсюда видно, что К(т ) К(та). Например, если = , то К(тт) = " К(т)и т, д,Таким образом, технико-зкономический эффект предлагаемого устройства заключается взначительном (в десятки и сотни раз) умень.шенин корреляционных моментов, что существенно повышает точность оценки стохасти.ческнх констант,698025 5Формула изобретения Составитель О. МайоровРедактор А. Кравченко Техред М.Петко Корректор В. Бутяга Заказ 6582/21 Тираж 669 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Генератор стохастических констант, содержаший генератор случайных последовательностей,первый и второй преобразователи "число-вероятность, последовательно соединенные первый элемент И-НЕ и первый элемент задержки, блок формирования выходной вероятности, пер. вый вход которого соединен с выходом перво го преобразователя "число. вероятность", а вы. ход является выходом генератора, первые и вторые выходы генератора случайных последовательностей соединены со входами соответ. ственно первого и второго преобразователей "число-вероятность", выход второго преобразователя "число-вероятность" соедини с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит вто. рой элемент И-НЕ и второи элемент задержкивход которого соединен с выходом второго преобразователя "число-вероятность", а выход -с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход второго элемента И-НЕ соединен свыходом первого элемента И-НЕ, а выход -со вторым входом блока формирования выход.ной вероятности,Источники информации, принятые во внима.1 г ние при экспертизе1, Гейне Б. Стохастическая вычислительнаямашина, "Электроника", У 14, 1967.2. Яковлев В. В., федоров Р, Ф, Стохастичес.кие вычислительные машины. Л., "Маппшостроение", 1974, с, 78,3, Добрис Г, В Яковлев В, В, О синтезестохастических преобразователей информации,включающих замкнутые нелинейные схемы.