Преобразователь код-вероятность

(51)4 С 06 Р 15/36 4фю.Ъ щф г; ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ(71) Минский радиотехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР 9 920719, кл. С 06 Р 7/58, 1982.Авторское свидетельство СССР В 746550, кл. С 06 Р 15/36, 1980.(57) Изобретение относится к областивычислительной техники. Цель изобретения - увеличение быстродействияпреобразователи. Преобразователь со 80123312 А 1 держит и -разрядный генератор равномерно распределенных чисел, а-разрядный регистр преобразуемого кода, логические элементы и группы логических элементов И, НЕ, ИЛИ, соединенных в соответствии с решаемой задачей, Преобразователь может быть использован совместно с генератором рандомнзированных псевдослучайных чисел либо сдругим генератором, вырабатывающим случайную последовательность двоичных символов, в качестве преобразователя код-вероятность для стохастических вычислительных машин, у которых случайное появление импульсов возможно лищь в стра- Ж го фиксированные моменты времени (такты). 2 ил.Изобретение относится к областивычислительной техники и может бытьиспользовано совместно с генераторомрандомизированных псевдослучайныхчисел либо с другим генератором,вырабатывающим случайную последовательность двоичных символов., в качестве преобразователя код-вероятность,для стохастических вычислительныхмашин, у которых случайное появление 1 ОимпульсОв возможно лише В строго фиксированные моменты времени (такты).Цель изобретения - увеличениебыстродействия преобразователя.На Фиг.1 изображена функционапьная схема преобразователя код-вероятность; на Фиг.2 - то же, для случаяи = 3.Преобразователь код-напряжение состоит из и-разрядного регистра 1 пре Ообразуемого кода, п-разрядного .генератора 2 равномерно распределенньдхслучайных чисел, и-входного элемента ИЛИ 3, (и - 1) элемента НЕ 4,двухвходового элемента И 5, трехвходового элемента И 6 и группы из(и - 2) элементов И 7, причем выходыпервого и второго разрядов иразрядного регистра 1 преобразуемогокода через двухвходовый 5 и трехвходовый б элементы И подключены квходам и-входового элемента ИЛИ 3,к второму входу трехвходового элемента И 6 подключен: выход первогоэлемента НЕ 4, а также п " 2 входам З 5элемента ИЛИ 3 ддодключены выходып - 2 элементов И группы из (и)элементов И 7, выходы первого ивторого разрядов и-разрядного генератора равномерно распределенных 4 Ослучайных чисел 2 подключены соответственно к входам двухвхоцового5 и трехвходового 6 элементов И,к е-му элементу И группы из (и - 2)элементов И 7 (д.1, и - 2) подключены выходы (1 + 2)-го разрядаи-разрядного регистра преобразуемого кода 1 и и-разрядного генератора равномерно распределенных случайных чисел 1, а также к входам е-го %элемента И 7 подключены выходы е + 1млнешнх элементов НЕ 4, х вхолт.д-го элемента НЕ 4 (1 = 1, и - 1)Выход первого элемента НЕ соединенс третьими входами (и - 2) элементов И группы, выход (д + 1)-го.элемента НЕ (1 = 1, и - 2) соединен ссоответствующими входами элементов 2И группы, начиная с е-го (э. =- 1,)элемента И группы.В предлагаемом преобразователеи-разрядный генераТор равномерно распределенных случайных чисел 2 можетбыть;реализован, например на базеи-разрядного регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, определяемой порождающимполиномом Ч (х) = 1 + с х + дг х +,г+ + Оеп х , Генератор тактовыхимпульсов, входящий в состав блока2,. состоит из последовательно включенных инверторов, сопротивления иемкости.Преобразователь код-вероятностьдля случая, когда и = 3, работаетследующим образом,Перед началом Функционированияустройства на блок 1 записываетсякод преобразуемого А = а а .,а,(п=З),значения разрядов кода числа А подаются на входы элементов И блоков5 - 7, С генератора равномерно распределенных чисел на остальные входыэлементов И подаются прямые или инверсные значения кодов псевдослучайных чисел х = х хх гдеПР(х, =: 1) = 0,5. Таким образом, навыходах элементов И Формируются выражения следудоших переключательныхФункций;Й, = ах, - на выходе двухвхо -,цового элемента И 5;Гл = а х х, - на выходе трехвходового элемента И б;= а х х х, - на выходе первого элемента Й блока 7;= а х,х.х х - на выходе второго элемента Й блока 7;Г= а хх, х, - на выходеП П(и - 2) элемента И блока 7.Для случая, когда ад= 1, д = 1,пможно показать, чтоР(Х =1) = 0,5," Р(йг =1) = 0,25;Р(е =)0,125;Р(Е =1) = 1/2.Кроме ".ого, появление единичных символов на выхоцах элементов И блоков 5 - 7 являются несовместимыми событиями, т,еесли Ке = 1, 11 с.для п -"- ЗР(Г =1) = 0,5; Р(д. =1)=Е0,25;,Р(Е = 1) = 0,125.Учитывая, что появление единичныхсимволов на выходах элементов И бло.1233172 4ности кода А равной 8 быстродействие увеличивается в 3,3 разагде а б 1 0,11, 1. = , и - разряды преобразуемого кода А.Для и = 3 Р(у = 1) = а,. 2 ++а 2 +а 2Например А = 100, т,е. аа =а =О.На выходах элементов И блоков 6 и 7 Формируются значения Г и Кз равные нулю независимо от кода случайного числа Х, а на выходе блока 5 появляются единичные сигналы для х, 1, так как Р(х 1 = 1) Р(х;- 1) = 0,5, то Р(Г = 1) " 0,5,На выходе блока 3 появляется единица с вероятностью Р(у = 1)= Р(Г =1) = 0,5. Таким образом, происходит преобразование кода числа А в вероятность, Код числа А необходимо рассматривать как правильную дробь.Синхронизация работы устройства осуществляется генератором тактовых импульсов, входящим в состав блока 2.Преимущество предлагаемого преобразователя код-вероятность заключается в существенном повышении быстродействия устройства. Период появления очередного случайного импульса на выходе устройства определяется только величиной То; ++Е ) с , таким образом, период появления очередного импульса на выходе устройства не может быть меньше величины 3, . Быстродействие предлагаемого устройства увеличивается в К = (п +2)/3 раэ, для и 4 К =2, а для и 8 К - 3,3, т.е. при раэрядков 5 - 7 являются несовместимымисобытиями, вероятность появленияединичного символа на выходе блока3 определяется выражением: Р(у=1) = а,Р(1 =1) + а Р(Е 1) +++ а 5 0 15 20 25 30 35 40 45 Формула изобретенияПреобразователь код-вероятность, содержащий (и) элементов НЕ, и- разрядный генератор равномерно распределенных чисел, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с выходами первого и второго разрядов и-разрядного регистра преобразуемого кода, второй вход второго элемента И подключен квыходу первого элемента НЕ, а выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами и-входового элемента ИЛИ, выход которого является выходом преобразователя, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит группу из (и - 2) элементов И, выходы которых подключены соответственно к (и) входам п-входового элемента ИЛИ, а выходы первого и второго разрядов п-разрядного генератора равномерно распределенных чисел соединены соответственно с вторым входом первого и третьим входом второго элементов И, к первому и второму входам 1-го элемента И группы подключены выходы (х +2)-го разря-. дов И , л - 2) соответственно и-разрядного генератора равномерно ,распределенных чисел и п-разрядно - тго регистра преобразуемого кода, вход )-то элемента НЕ ) , е) соединен с выходом 1 -го разряда п-разрядного генератора равномерно распределенных чисел, выход первого элемента НЕ соединен с третьими входами (п - 2) элементов И группывыход (. Ф 1)-го элемента НЕ (. 1, и - 2) соединен с соответствующими входами элементов И группы, начиная с -го (д = 1) элемента И групПы т1233172 оставитель В.Гребенниковехред И.Попович орректо едактор С,Патрушева Закаэ 27735 671 П ое Тир ВНИИПИ Госуд по делам из 113035, Москваарственного комитета обретений и открытийЖ, Раушская наб Производственно-полиграфическое предприятие, гужгород, ул.Проектная