Стохастическое устройство для деления двоичных чисел

Союз Соеетскнх О П И С А Н И Е 1 о 769550ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Социалистических Республик) Опубликовано 07.10,80 ткрытии 45) Дата опубликования описания 28.10.80, М. Зелкин ухимович зобретения 1) ЗаявителиЙСТВО ДЛЯ ДЕЛЕНИЯИСЕЛ вательность чисел которой зависитИзобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в различных вычислительных устройствах и в стохастических вычислительных машинах.Известно устройство для деления аналоговых величин 11, в котором иопользуется датчик случайных чисел. Однако это устройство не может быть,применено для деления чисел, представленных в двоичной форме.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для функционального преобразования .величин, представленных,в двоичной форме 121.Это устройство содержит регистр делимого, генератор случайных чисел, преобразователь распределения и блок сравнения, выход которого является выходом устройства, первые входы соединены с выходами регистра делимого, а вторые входы - с выходами преобразователя-распределителя, входы которого соединены с выходами генератора случайных чисел.Для,выполнения операции деления двоичных чисел в преобразователе распределения осуществляется преобразование последовательности случайных чисел, равномерно распределенных в интервале (01), в последо , функция распределения от значения делителя,При требуемой точности порядка 25 преобразователь распределения содержит 2"регистров для хранения значений аппроксимираванной фунюции распределения (гдеи - число разрядов случайных чисел) 2"регистров для хранения значений последо 1 О вательности двоичных чисел и 2" цифровыхсхем сравнений.Недостатком такого преобразователяраспределения при использовании его длявьлполнения операции деления являе-ся15 аппаратурная сложность и отсутствие универсальности, так как для каждого значения делителя необходимо изменять содержимое 2" регистров хранения значенийфунюции распределения.20 Целью изобретения является упрощениеустройства.,Постановленная цель достигается тем, чтов устройство для деления двоичных чисел,содержащее регистр делимого, генератор25 случайных чисел, блок, сравнения, выходкоторого является выходом устройства, первая группа входов блока сравнения соединена с выходами регистра делимого, введены регистр делителя, рекуррентный регистр30 сдвига, первая и вторая группы элементовкорреляции последовательностей на входах элемента И 10 порядка " " прямой вылхол каждого разряда, начиная с первого рекуррентного регистра сдвига 4, соединен с первыми входами соответствующих элементов И первой группы 5 (начнная,с первого) и элементов .И второй группы б (начиная с последнего), а инверсный выход каждого разряда рекуррентного регистра сдвига 4 (начиная с первого) соединен со вторыми 5055 60 входами соответствующих элементов И первой группы 5 (начиная с последнего) и элементов И второй группы б (начиная с первого),Выход элемента И 10 подключен ко входу п-разрядного, счетчика 11. 65 И, первый и втопой коммутатор, элемент Ии счетчик. Выходы регистра делителя соединены с первой группой входов первого оммутатора, выход которого соединен с первым входом элемента И. Выходы разрядоврекуррентного регистра сдвига соединены ссоответствующими входами элементов Ипервой группы в прямой, а со входами элементов И второй группы - в обратной последовательности. Выходы элементов И первой группы, соединены со вторыми входамипервого коммутатора, а выходы элементовИ второй группы - с первой группой входов второго коммутатора, вторая группавходов которого соединена с выходами генератора случайных чисел, а выход соединен со,вторым;входом элемента И, выходкоторого соединен со входом счетчика. Выходы разрядов счетных соединены со второй группой входов блока сравнения. 20На чертеже представлена структурнаясхема устройства./Оно содержит регистр делимого 1, блоксравнения 2, генератор случайных чисел 3,рекуррентный регистр сдвига 4, первую 5 и 25вторую б группы элементов И, регистр делителя 7, первый 8 и второй 9 коммутаторы, элемент И 10 и,счетчик 11,Рекурренпный регистр сдвига 4 и генератор 3 представляют собой идентичные зои-разрядные сдвиговые регистры с линейной обратной связью, реализованной насумматорах по модулю два.Регистр сдвига 4 с выходами, подключенными ко входам группы элементов И 5, 35выходы которых (присоединены к первымвходам коммутатора 8, на,вторые входы которого подключены выходы разрядов регистра 7, составляют преобразователь дво-,ичного числа регистра 7 в псевдослучайную 40последовательность. С аналогичными связями регистр сдвига 4, группа элементов Иб, коммутатор 9, генератор 3 составляютпреобразователь двоичных чисел генератора 3 в псевдослучайные последовательности. 45Выходы коммутаторов 8 и 9 соединенысо входами элемента И,10, выполняющегороль умножителя.Для обеспечения модуля коэффициента Выходы и разрядов регистра 1 делимого соединены с первьгми входами блока сравнения 2, вторые входы которого подключены к выходам разрядов счетчика 11. Выход блока сравнения 2 является;выходом устройства.Устройство работает следующим образом.С момента подачи тактовых импульсов на шину сдвита рекуррентного регистра 4 на выходах каждого его разряда образуются псевдаелучайные последовательности (М-последовательности) импульсов, которые поступают на входы элементов И групп 5 и б, С выходов элементов И групп 5 и б последовательности, имеющие математические, ожидания, пропорциональные 2 , и - 1, 2 п, поступают на первые входы коммутаторов 8 и 9, вторые входы которых подклю чены соответственна к выходам разрядов регистра делителя 7 и генератора 3. На выходах коммутаторов образуются псевдослучайные последовательности, математические ожидания которых пропорциональны соответственно значению делителя В и одного из псевдослучайных чисел Х, генерируемых регистром 3 с йнтервалом 2" - 1 тактов, Эти последовательности, имеющие коэффициент взаимной корреляции порядка 2 - ", поступают на входы, элемента И 10. На выходе И 10 образуется последовательность с математическим ожиданием, пропорциональным произведению В Х, которая леколируется счетчиком,11 за время, равное периоду М-последовательности, т. е. за 2" - 1 тактов. В счетчике 11 через каждые 2" - 1 тактов образуются двоичные колы чисел У = В Х, которые подаются на вторые входы блока сравнения 2.Таким образом, для получения требуемой фуниции раопределе 11 ия последовательности двоичных чисел (У (1 Я над последовательностью равномерно распределенных чисел (Л ц), выполняется преобразование, обратное заданному, т. е, умножение,В блоке. сравнения 2, на первые входы которого поступает разрядный код делимого А, выполняется преобразованиеА=-УЛ(с) = О, А (У(с); На выходе блока сравнения 2 образуется последовательность импульсов (Л (1, математическое ожидание которой пропорционально значению частного,Применение в устройстве для деления вместо преобразователя распределения рекуррентного рвгиспра сдвига, двух групп элементов И, двух коммутаторов элемента И и счетчика 4 позволяет отказаться от сложного (по аппаратурной насыщенности) преобразователя распределения.Кроме того, структура. схемы предложенного устройства является неизменной769550 Формула изобретения Составитель О. МайоровТехред И. Заболотнова Еорректор И. Осиновсак Л. Утех Заказ 1288/1296 Изд.485 Тираж 772 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5п. Харьк. фил. пред, Патент при любом значении делителя, что обеспечивает его универсальность,Стохастическое устройство для деления двоичных чисел, содержащее регистр делимого, генератор случайных чисел, блок сравнения, выход которого является выходом устройства, первая группа входов блока сравнения соединена с выходами регистра делимого, отличающееся тем, что, с,целью упрощения устройства, в него введены регистр делителя, рекуррентный регистр сдвига, первую и вторую группу элементов И, первый и,второй коммутаторы, элемент И и счетчик, причем выходы регистра делителя соединены с первой группой входов первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом элемента И, выходы разрядов рекуррентного регистра сдвига соединены с соответствующими входами элементов И первой группы в прямой, а со входами элементов И второй группы в обрапной последовательностивыходы элементов И первой группы соединены 5 со второй группой входов первого коммутатора, а выходы элементов И второй группы соединены с первой группой входов второго коммутатора, вторая группа входов которого соединена с выходами генератора слу чайных чисел, а выход соединен со вторымвходом элемента И, выход которого соединен со входом счетчика, выходы разрядов счетчика соединены со второй группой входов блока сравнения,15 Источники информации, првнятые вовнимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССРМ 321822,. кл. б Об 1," 7/16, 1970,20 2, Яковлев В. В., Федоров Р. Ф. Стохастические вычислительные машины. Л.,1974, с, 95 - 97, рис. 43, 45 (прототип).