Вероятностное множительное устройство

(19) (11) 11 4 С 06 Р 15/36 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ л,ЕЛЬСТВ А ВТОРСКОМУ СВ едоров Р. Ф.,ительные машины.974, с. 344.ьство СССР15/36, 198 .ОЖИТЕЛЪНОЕ УСТ" эа счет уменьшени ной величины на в дисперсии случай- ходе устройства. В стройства по данно- ,5 раза выше точноойств. 1 ил. 9 11 (54) РОЙС среднем точностьму изобретению в сти известных ус 3 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Ленинградский ордена Ленинаститут инженеров железнодорожноготранспорта им. акад. В. Н. Образц(57) Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретенияповышение точности вычисления. ЦельдостигаеТся введением дополнительныхблоков элементов И, ИЛИ, схем сравнения с соответствующими связями, Устройство может быть использовано ввероятностных вычислительных устройствах при вычислении произведениядвух чисел А и В (А, В0,1), приэтом точность вычисления достигается1 236Изобретение относится к нычислительной технике и может быть использовано в вероятностных вычислительных устройствах при вычислении проиэведе ния двух чисел А и В (А, В = 1 О,11) .Целью изобретения является повыше ние точности вычисления за счет уменьшения дисперсии случайной величины на выходе устройства.На чертеже изображено предлагаемое О устройство.Вероятностное множительное устройство содержит генератор 1 случайных чисел, первый 2 и второй 3 блоки срав нения, первую группу 4 входов устрой ства, третий блок 5 сравнения блоков б элементов И, вторую группу 7 входов устройства, первый блок 8 элементов И, первый 9 и второй 10 элементы И, блок 11 элементов ИЛИ, группу 12 вы 20 ходов устройства.Первая группа 4 входов устройства соединена с первыми группами входов первого 2 и третьего 5 блоков сравнения и с группой информационных входов 2 второго блока 6 элементов И. Вторая группа 7 входов устройства соединена с первой группой входов второго блока 3 сравнения, второй группой входов третьего блока 5 сравнения и с груп- ЗС пой информационных входов первого блока 8 элементов И.Группа выходов генератора 1 слу чайных чисел соединена с вторыми группами входов первого 2 и второго 3 блоков сравнения, выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого 9 и второго 10 элементов И, Выход третьего блока 5 сравнения соединен с управляющим входом первого элемента И 9 и инверсным управляющим входом второго эле" мента И 10, группы выходов которых соединены соответственно с первой и второй группами входов блока 11 элементов ИЛИ. Группа выходов блока. 11 элементов ИЛИ является группой 12 выходов устройства.Устройство работает следующим образом. 50Цифровые коды сомножителей А и В (А В -" 01 ) подаются соответствен но на первые группы входов блоков 2 и 3 сравнения, на вторые группы входов которых поступают случайные равномерно распределенные числа от генератора 1 случайных чисел. На выходах блоков 2 и 3 сравнения образуются 50 гтактированные случайные последова тельности двоичных символов с вероятностями появления единиц, соответственно равными А и В. Эти последовательности поступают соответственно на информационные входы элементов И 9 и 10, на управляющие входы которых с выхода блока 5 сравнения подается сигнал, равный "1", если А В, или "0" в противном случае. Таким образом, в случае, АВ бинарная случайная последовательность с вероятностью появления единиц, равной А, поступает с выхода элемента И 9 на управляющий вход блока 8 элементов И, на группу информационных входов которого подается детермированное число - цифровой код второго сомножителя В.На выходах блока 8 элементов И образуется тактированная последовательность многоразрядных случайных кодовматематическое ожидание которой9равноМР) = АВВ случае, если АВ, на управля ющий вход блока 8 элементов И подает ся сигнал запрета, а на управляющий вход блока 6 элементов И поступает с выхода элемента И 10 бинарная случай ная последовательность с вероятностью появления единиц, равной В. На группу информационных входов блока 6 элементов И подается цифровой код первого сомножителя А, и на выходах этого блока образуется случайная пойследовательность Е , математическое ожидание которой, аналогично случаю(последовательности 2 равноМ,Е",) = АВ,Таким образом, если А В, то на выходе 12 устройства через блок 1 элементов ИЛИ подается последовательность случайных кодов Е;, если А В, то на выходы 12 устройства передаетися последовательность Е . Математи+ческое ожидание случайных величины Е, на выходе устройства, следова тельно, равноМгЕ)При этом М (2,) = М (2 ), что подтверждает факт реализации одной и той же математической операции в предлагаемом и известном устройствах.При этом точность выполнения опе рации умножения, оцениваемая величиной дисперсии случайной величины Е1 УПолучаем0 (Е) = А В-А В = А В (1-В).Таким образом,АВ (1-А), АВ0 (2, ) : (2)А В (1-В), Ас В,Среднее значение дисперсии (2)для всего множества возможных значений чисел А и В в интервале 0,1равно 20 ь-г+,Я АВ (1-А)д:е 25 где- разрядность цифровых кодовА и Впри Г = 8, О ТЕ;) = 0 0222. Сравнение значений Р,ТЕ,) и Р(2;) показывает, что точность предлагаемого устройства в среднем в Ре(2;)/ Р (2;)2,5 раза выше, чем точность известного устройства, причем для многих фиксированных значений А и В (при А с В) соотношение погрешностей может быть еще более выразительным. Например, если А0,05, В щ 0,95, то в соотношении с (1) и (2) получаем Ре(2,) 3( - А) РГ)" Дтт= - К) з 1236в "предлагаемом устройстве существенно выше по сравнению с известным0 (Е; ) = АВ (1 - А),Дисперсия случайной последовательИности многоразрядных кодов 2; равнаР (Е ) = И (2.) - И(2),501 4 формула изобретения Вероятностное множительное устройство, содержащее генератор случайных чисел, первый блок сравнения, первая и вторая группы входов которого соединены соответственно с группой входов первого сомножителя устройства и группой выходов генератора случайных чисел, первый блок элементов И, первая группа входов которого является группой входов второго сомножителя, устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй блок элементов И, блок элементов ИЛИ, первый и второй элементы И, второй н третий блоки сравнения, первая группа входов второго блока сравнения подключена к группе выходов генератора случайных чисел, а вторая группа входов второго блока сравнения объединена с первой группой входов третьего блока сравнения н группой входов первого блока элементов И, группы выходов первого и второго блоков элементов И подключены соответственно к двум группам входов блока элементов ИЛИ, группа выходов которого является группой выходов произведения устройства, первая группа входов второго блока элементов И объединена с второй группой входов третьего и первой группой первого блоков сравнения, выход последнего иэ которых и выход второго блоков сравнения подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых объединены и подключены к вы ходу третьего блока сравнения, выходы элементов И подключены к вторым входам соответственно первого и второго блоков элементов И.1236501Составитель В, Гребенников Редактор П. Коссей Техред Г.Гербер Корректор О. Луговая Заказ 3093/53Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4