Стохастический функциональный преобразователь

б 1) олиительиое х евт, свод-ву леио 280676 (21) 2378260/18ЦО иеиием за рстаенный кожнтесссрелаи изобретеии открнтнйвно 053,0,79. Бюллетень Ио Дата опубликования описания 081 07 72) Авторы ИЗОбрЕТВНйя А,Н, Иорозевич, А,Е. Леусенко,рмолик и В.Н.И тов адиотехнический институ ин тохАстический фипционАльнц ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ со ел и мпулИзобретение относится к области вычислительной и измерительной техни" ки и может быть использовано в стохастических вычислительных машинах, а также в качестве ариФметического устройства измерителей нелинейных искажений стохастического типа.Известен стохастический Функциональный преобразователь, содержащий стохастический интегратор, элемент задержки, элементы И, Этот преобразователь воспроизводит узкий класс аналитических зависимостей 1).Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является стохастический Функциональный преобразователь, содержащий блок срав" нения, входы которого соединены с выходами генератора случайных чисел и реверсивного счетчика, а выход2 ц блока сравнения соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к первому входу преобразователя, второй вход которого подключен к первым входам второго и третьего элементов И, вторые входы которых объединены между собой и входом генератора случайных чис подключены ко входу тактовых и ьсов, а выходы второго и третьего элементов И подключены к первому и второму входам реверсивного счетчика соответственно, вход сброс которого подключен ко входу сбросф преобразователя, третий вход второго элемента И соединен со входом первого элемента НЕ, вход которого объединен с третьим входом третьего элемента И, первый вход второго элемента И объединен со входом второго элемента НЕ 123.Однако. известное устройство не позволяет воспроизвести зависимость вида ЕЪЦелью изобретения является расши-. рение класса решаемых задач за счет расширения класса воспроизводимых аналитических зависимостей.Для достижения поставленной цели преобразователь содержит четвертый и пятый элементы И, элемент ИЛИ, элемент задержки и триггер, счетный вход которого подключен ко входу тактовых импульсов, единичный вход - к первому входу пятого элемента И, а нулевой выход триггера соединен с третыщ входом первого элемента И, четвертый вход которого через элемент задержки подключен к третьемувходу преобразователя и к выходу блока сравнения, а выход первого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И,второй вход которого подключен к первому входу преобразователя, выходэлемента ИЛИ соединен со входом первого элемента НЕ, с третьим входомтретьего элемента И и с первым входом четвертого элемента И, второйвход которого подключен ко входу тактовых импульсов, третий вход - квыходу второго элемента НЕ, а выходчетвертого элемента И соединен стретьим входом реверсивного счетчика.Блок-схема преобразователя приведена на фиг. 1, На фиг. 2 и 3 приведены диаграммы, поясняющие работупреобразователя,Стохастический функциональныйпреобразователь содержит последовательно включенные генератор случайНых чисел 1, блок сравнения 2, элемент задержки 3, первый элемент И 4,элемент ИЛИ 5, первый элемент НЕ б,второй элемент И 7, реверсивный счетчик 8, выход которого подключен ковторому входу блока сравнения 2, авторой вход - к выходу третьего элемента И 9, первый вход которой под- ЗОКлючен ко входу второго элементаНЕ 10 и второму, входу второго элемента И 7, а также является первым вхоДом а устройства, второй входтретьего элемента И 9 подключен к 35выходу элемента ИЛИ 5 и первому входу четвертого элемента И 11, выхоцкоторого подключен к третьему входуреверсивного счетчика 8, а второйвход - подключен к выходу второго 40элемента И 10. Причем выходом Е устройства является объединенные выходблока сравнения 2 и второй вход первого элемента И 4, третий вход которОго подключен к первому входу пято 45го элемента И 12 и является вторымвходом Ь устройства в целом, ачетвертый вхоц подключен к одному извыходов триггера 13, второй выход которого подключен ко второму входу пя- )того элемента И 12, выход которогоподключен ко второму входу элементаИЛИ 5.Устройство работает следующим образом. Перед началом вычисления зависимости вида Е = Р " счетчик 8Ьустанавливается в нулевое состояние.Коды чисел а и Ь в стохастической форме подаются на входыаи Ь соответственно. Содержимое 60счетчика 8 в каждый такт сравнивается с равномерно распределенным случай"ным числом, поступающим от генерато,ра 1. Если содержимое счетчика 2больше случайного числа, то на входе 65блока сравнения 2 г 1 оявляется импульс. Таким образом происходит преобразование позиционного кода, записанного в счетчике в вероятностный (стохастический) код 2(1.) р которнй пропорциоеБнален величине 2 = ч . Так как реЬверсивный счетчик 8 выполняет функции интегратора, то работу схемы можно описать уравнением где Е (Е),у, аиЬ- вероятности появленияимпульсов в соответствующих точках схемы,- время работы схемы с момента ее включения,- длительность такта,- разрядность реверсивногосчетчика 8.согласно схеме включения3,4,5,12,13 Причем элементов(2)2 Решение уравнения (1) имеет вид с)-Ь с-ЬЕ(1)аЧ -( - 7(о) ЕлРТ. где Т - постоянная времени интеграитора ЬТи дк При нулевых начальных условиях,то есть при Е(0)=0,Е 1: / -екр Тк В установившемся режиме в устройстве устанавливается динамическое равновесие, при котором В среднем математическое ожидание случайной последовательности, поступающей на суммирующий вход (+1) счетчика 8, и сумма математических ожиданий случайных последовательностей, поступающих на вычитающие входы (-1 и -2) совпадают.Следовательно, при этом у(т.)аа аТак как для обеспечения несовместимости событий согласно уравнению (2) суммирование величин Ь и еЬ Епроисходит с коэффициентом 1/2 р то для восстановления масштаба исходных величин вычитаемая последовательность на вычитающий вход счетчика 8 должна поступать с весом -2,ККЕ 1: Ек Е ) акКЕ)дЕ-)аа(ЕдЕ.Е)ааКЕ)дЕ Коо ердля облегчения режима Работы счетчика (одновременно могут поступать сигналы с весом +1 и -2) элементы 6,7,9,10,11 проводят селекцию входных (цля счетчика) сигналов таким образом, что при наличии сигналов а; и У(Т); с то есть +1 и ссна счетчик 8 с выхода элемента И 9 поступает сигнал с весом -1. Если в данный такт присутствует только сигнал +1 (а ), то с выхода элемента 7 на вход счетчика поступает сигнал +1Если присутствует только сигнал -2 (у(1); ), то с выхода элемента И 11 на счетчик поступает сигнал -2, То есть в схеме реализуется равенство2 у (т,) = а, тогда, используя (2), можно записать Ь + Ьг = а,к откуда а(к) аСЕБ Ь20Таким образомсв счетчике накапливается величина г(т.) в позиционном коде, а на выходе устройства Формируется вероятностный код величины ,г . 25Следует подчеркнутьс что тактовые импульсы - такты 1 подведены к элементам 7,9,11 лишь для облегчЕ-ния режима работы счетчика 8, что важно при аппаратной реализации пред ложенного устройства.Самостоятельной Функциональной нагрузки объединение третьих входов элементов 7,9,11 и подключение их к источнику тактовых импульсов не 35 несет.Предложенное устройство при незначительных удельных затратах оборудования позволяет расширить класс воспроизводимых Функций, что расши ряет область использования стохастического Функционального преобразователярмула изобретенияСтохастический Функциональный преобразовательс содержащий блок сравнения, входы которого соединены соответственно с выходами генератора случайных чисел и реверсивного счетчиКа, а выход блока сравнения соеди- . нен с первым входом первого элемен Источники инФор принятые ва внимание пр1, Яковлев В.В. и др ческие вычислительные м Машиностроение, 1972. Авторское свидете Р 416694, кл. С 06 Г 7/ мацки, и экспертизеСтохастиашины, Лас 4, с. 159. льство СССР 39 с 1972та И, второй вход которого подключенк первому входу преобразователя, второй вход которого подключен к первымвходам второго и третьего элементовИ, вторые входы которых объединенымежду собой и со входом генератораслучайных чисел и подключены ко входу тактовых импульсов, а выходы второго и третьего элементов И подключены к первому и второму входам реверсивного счетчика соответственно,вход сброс которого подключенко входу фсброс преобразователя,третий вход второго элемента И сое-.динен с выходом первого элемента НЕ,первый вход второго элемента И объединен со входом второго элемента НЕи является третьим входом преобразо".вателя, о т.л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения класса решаемых задач за счет воспроизводимых аналитических зависимостей, преобразователь содержит четвертый ипятый элементы И, элемент ИЛИ, элемент задержки и триггер, счетныйвход которого подключен ко входу тактовых импульсов, единичный вход - кпервому входу пятого элемента И, анулевой выход триггера соединен стретьим входом первого элемента И,четвертый вход которого через элемент задержки подключен к выходу преобразователя и к выходу блока сравнения, а выхоц первого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И, второй входкоторого подключен к первому входупреобразователя, выход элемента ИЛИсоединен со входом первого элементаНЕ, с третьим входом третьего элемента И и с первым входом четвертогоэлемента И, второй вход которого подключенн к о входу так товых импульсов,третий вход - к выходу второго элемента НЕ, а выход четвертого элемента И :оединен с третьим входом реверсивного счетчика.690495 у стробироонио тробиробонием КарасовКорректор В, Синицка ставитель хред С.Ии ктор Э. Губницк Тираж 780сударственногом изобретенийква, Х, Рауш ак аз 5968 Ц ом от 13 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная,И ПИ Го э дела 5, Мос Подписноеета СССРытийнаб., д, 4/5