Вероятностный 1, -полюсник

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 80129197 А 6 Р 7 58 50 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР У 345487, кл. С 06 Р 7/58, 1970.Авторское свидетельство СССР У 1138502, кл. С 06 Р 7/58, 1983, (54) ВЕРОЯТНОСТНЫЙ 1,М ПОЛЮСНИК (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования случай ных пространственно распределенных событий с заданным дискретным законом распределения вероятностей. Цельизобретения повышение быстродействия.Устройство содержит группу генераторов случайных потоков импульсов,группу элементов ЗАПРЕТ, блок выравнивания потоков импульсов, И каналов преобразования случайных потоковимпульсов, регистр памяти, группупамяти, группу элементов И, группуэлементов НЕЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, первуюгруппу и вторую элементов ИЛИ.Поставленная цель достигается за счетвведения новых блоков и функциональных связей, 4 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования пространственно распределенных случайных событий с заданным дискретным распределением вероятностей.Цель изобретения - повышение быстродействия.На фиг,1 приведена структурная схема вероятностного 1,И-полюсника; на фиг.2 - блок определения места плавающей запятой, на фиг.3 - канал преобразования интенсивности .случайного потока импульсов; на фиг.4 регистр памяти несовместных случайных событий.Вероятностный 1,3-полюсник содержит группу из К генераторов 1 случайных потоков импульсов, группу из И элементов ЗАПРЕТ 2, блок 3 выравнивания интенсивностей И случайных потоков импульсов, группу из М регистров 4 памяти, блок 5 определения места плавающей запятой в совокупности из И управляющих кодов, группу из И каналов 6 преобразования интенсивностей случайных потоков, регистр 7 памяти несовместных случайных событий и группу из И элементов И 8.При этом блок 5 содержит первую 9 и вторую 10 группы элементов ИЛИ и группу элементов НЕЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 11 1 тКаждый канал б группы содержит генератор 12 импульсов, элемент ЗАПРЕТ 13, три группы элементов И 14- 16, группу элементов ЗАПРЕТ 17,счетчик 18 со счетными входами в каждом разряде, элемент 19 задержки и элемент ИЛИ 20,Вероятностный 1,М-полюсник работает следующим образом.Случайные потоки импульсов генераторов 1 группы через постоянно открытые (в отсутствие импульсов опроса) элементы ЗАПРЕТ 2 группы поступают на соответствующие входы блока.3 выравнивания их интенсивностей.Входные потоки, имеющие в общем случае разную интенсивность 1,1я с помощью блока 3 преобразуются в независимые потоки импульсов с одинаковой интенсивностью, равной их среднему арифметическому н 1 с 1 ИС М выходов блока 3 потоки импульсов поступают на входы соответствующих каналов 6 преобразования интенсивностей группы, на управляющих 5 входах которых присутствуют двоичныекоды соответствующих регистров 4группы.Поскольку операция преобразования интенсивностей основана на вероятностном прореживании входного потока импульсов, в результате которого интенсивность выходного потокаменьше входного, то управляющие коды Х, представляются в виде двоич,а а =0,1, 1=1,И, )=1,щ,численные значения которых заключены в пределах 1 0,1),Двоичные коды Х , 1 = 1,И такжепоступают на соответствующие входылогического блока 5 определения места 2 = О,шплавающей запятой.На выходах элементов ИЛИ 9 первойгруппы блока 5 формируется объединенный код Х , в котором состоянияОразрядов являются функцией дизъюнкции состояний одноименных разрядоввсех И управляющих кодов, С помощьювторой группы элементов ИЛИ 10 формируется параллельный унитарный кодХм = 0000131 места мантиссы2 й 7.объединенного кода Х . Код Х местамантиссы является исходным для группы элементов НЕЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 11,которые формируют параллельный уни 140г тп-1места плавающей запятой.Коды Хи Х соответственно спервого а и второго о ходов блока 5поступают на соответствующие входы45коррекций всех преобразователей 6группьг,Действие кодов коррекции Х и Хс.на каждый преобразователь 6 группысводится к тому, что (2+1)-й эле 5 Омент И 16 третьей группы, а такжепервые по порядку 2 элементов ЗАПРЕТ 17 группы находятся в состоя. нии Открыто". Все другие элементы И 16 третьей группы и элементыЗАПРЕТ 17 группы - в состоянии "Закрыто".Рассматривают работу отдельногоканала б преобразованиягруппы сС выходов каналов 6 преобразования группы импульсы случайных пото ков воздействуют на соответствующиеразряды регистра 7 памяти несовместных случайных событий.Работа регистра 7 состоит в том, Ючто каждый импульс с выхода д-гопреобразователя 6 группы устанавливает 1-й разряд регистра 7 в "1", авсе другие - сбрасывает в нуль. Врезультате этого на выходах элементов йамяти регистра 7 формируется неперекрывающиеся случайные двоичныепроцессы ;(Т) с параметрами Р.= Р 1 ,(Т)=1, определяемыми соотно- шением Случайные двоичные процессы 25 . поступают на первые входы эле 1ментов И 8 группы, при опросе которых реализуются случайные события(появление импульса опроса на 1-мвыходе).30 Для повышения надежности работыи, в частности, для сохранения длительности импульса опроса на выходевероятностного 1,И-полюсника выходыгенераторов 1 группы с помощью груп пы элементов ЗАПРЕТ 2 отключаются отустройства 3 выравнивания на времяпрохождения импульса опроса.Верхняя частота опроса Г, предлагаемого вероятностного 1,И-полюс ника, обеспечивающая независимостьслучайных событий, определяется следующим образом 0,3 с 2Л.(2) =(2)2 л, 3 2,1=1,ш45 Ло 34(4) где учетом состояний его элементов, заданных кодами коррекции Х и ХИмпульсы генератора 12 с частотай Г,10 Л через постоянно открытый (в отсутствие импульсов случайного потока Л ) элемент ЗАПРЕТ 13 иоткрытый (2+1)-й элемент И 16 третьей группы поступают на счетный вход(2+1)-го разряда счетчика 18. Первый с момента появления кодов Х иХ импульс случайного потока Л черезоткрытые элементы ЗАПРЕТ 17 группыпроходит на соответствующие разрядные входы "Сброс" счетчика 18 и устанавливают Е младших. разрядов счетчика 18 в состояние нуль. В результате этой коррекции импульсы потока Я беспрепятственно (через 2,4,22-й элементы И 14 первой группы) проходят на объединенные первыевходы 2(Е+1)-го и 2(2+1)+1-го элементов И 14 группы."Укороченный" на 2 разрядов счетчик 18 работает в режиме пересчетаимпульсов генератора 12 по модулю-г2 . Счетчик 18 совместно с частью(ш)-пар элементов И 14 группы,соответствующих активным разрядамсчетчика 18, обеспечивает геометрическое с параметрами р=9=0,5 распределение вероятностей появления импульсов случайного потока 1 на выходах нечетных элементов И 14 (Е+1),(2+2)т пар группы,При фиксированном месте 2 = О,гп плавающей запятой интенсивности потоков имйульсов на выходах нечетных- 1,3,5, , элементов И 14 группыравны На входы элементов И 15 второйгруппы поступает группа.из (ш)-ненулевых (по интенсивности) потоковс интенсивностями (2), смещенная впространстве входов элементов И 15второй группы на величину 2, характеризующую место плавающей запятой взаданной совокупности из п управляющих кодов.На выходе элемента ИЛИ 20, выполняющего операцию объединения (суммирования) случайных потоков аобразуется случайный поток импульсов с интенсивностью А,= Х, 2 1= 1,И , (3) 3 у - суммарная интенсивностьсмены состояний регистра 7 несовмес.тных случайных соа- фбытий, равная 2 Л 1 Х, 21:для предлагаемого вероятностного 1,Я-полюсника и нЛ ) Х 2 для3-.1известного полюсника.При фиксированном месте Е плавающей запятой выигрыш в быстродейст 12919 У 9вии по сравнению с известным полюс- ником составляет В = 2 раза.Повышение быстродействия предлагаемого вербятностного 1,И-полюсника в динамическом диапазоне изменения ш-разрядных двоичных кодов ОХ, б 2 - 1 оценивают в среднем.При равновероятном месте Х плавающей запятой на базе в тп-разрядов (2,=О,гп)есредний выигрыш В в повышении быст.родействия (производительности) предлагаемого вероятностного 1,М-полюс- ника составляет 1 О гтрк2 - 1 трВ = -2(5) и при щ = 8 достигает Б = 32 раза.Предлагаемый вероятностный 1,М- -полюсник прост в настройке на требуемый дискретный закон распределения вероятностей выходных событий, имеет высокое быстродействие (единицы микросекунд на формирование одно го события) и высокую надежность.Выход из строя даже нескольких генераторов 1 группы не нарушает работы устройства, в этом случае в соответствии с формулой (4) изменяется ЗО только верхняя частота его опроса. Формула изобретения 35Вероятностный 1,М-полюсник, содержащий группу из И-генераторов случайных потоков импульсов, блок выравнивания интенсивностей И случайных потоков импульсов, регистр пав О мяти, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, он содерЖит группу из Я регистров памяти, группу из М элементов запрет, И каналов преобразования ин тенсивностей случайных потоков,причем каждый из которых содержиг генератор импульсов, элемент запрет, три группы элементов И, группу элементов запрет, счетчик, элемент задержки, элемент ИЛИ, кроме того, вероятностный 1,И-полюсник содержит группу элементов НЕЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, первую и вторую группу элементов ИЛИ, причем в каждом канале преобразования интенсивностей случайных потоков выход генератора импульсов подключен к прямому входу элемента ЗАПРЕТ, выход элемента задержки соединен с первыми входами первого и второго элементов И первой группы, выходы -х элементов И первой группы (где1,3,5) подключены к первым входам соответствующих элементов И второй группы, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход каждого )-го элемента И первой группы (где 3 = 2,4, 6) подключен к первым входам двух последующих элементов И той же группы, вторые входы д-х элементов И первой группы соединены с одноименными прямыми разрядными выходами счетчика, а вторые входы 3-х элементов И первой группы соединены с одноименными инверсными разрядными выходами счетчика, разрядные входы обнуления которого подключены к выходам соответствующих элементов ЗАПРЕТ группы, счетные разрядные входы счетчика соединены с выходами соответствующих элементов И третьей группы, первые входы которых объеди= нены и подключены к выходу элемента ЗАПРЕТ, информационные выходы блока выравнивания подключены в каждом канале к инверсным входам элементов ЗАПРЕТ, к входам элементов задержки и прямым входам элементов ЗАПРЕТ групп всех каналов преобразования интенсивностей случайных потоков, входы задания случайных потоков блока выравнивания случайных потоков соединены с соответствующими выходами элементов ЗАПРЕТ группы, инверсные входы которых объединены с первыми входами элементов И группы и образуют вход "Опрос" вероятностного 1,Я-полюсника, прямые входы элементов ЗАПРЕТ группы подключены к выходам соответствующих генераторов случайных потоков импульсов, вторые входы элементов И группы подключены к соответствующим разрядным выходам регистра памяти, выходы элементов И группы являются выходами вероятностного 1,И-полюсника, разрядные входы регистра памяти соединены с выходом элемента ИЛИ одноименного канала, вторые входы элементов И второй группы каждого канала преобразования интенсивностей случайных потоков соединены соответственно с разрядными выходами одноименного регистра памяти группы, выход первого элемента ИЛИ первой группы соединен с вторыми вхо 1291979дами первых элементов И третьей группы каждого канала преобразования интенсивностей случайных потоков, причем вторые входы 1-х элементов Итретьей группы всех каналов преобразования интенсивностей случайных потоков (где 1 с=2,3,4,) подключенык выходам -х элементов НЕЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ группы, выход первого элемента ИЛИ первой группы соединен с инверсными входами первых элементовЗАПРЕТ всех каналов преобразованияинтенсивностей случайных потоков,инверсные входы 1-х элементов ЗАПРЕТ группы каждого канала преобразования интенсивностей случайных потоков соединены с выходами 1-х элементов ИЛИ второй группы, входы каждого элемента ИЛИ первой группы соединены с одноименными разрядными выходами всех регистров памяти группы, выходы 1-х элементов ИЛИ первой группы подключены к первым входам 1-х элементов ИЛИ второй группы, выходы 5 элементов ИЛИ второй группы соединены с первыми входами элементов НЕЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ группы, причем второй вход каждого элемента НЕЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ группы, начиная с второго, соединен с первым входом предыдущего элемента НЕЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ группы, второй вход первого элемента НЕЭКВИВЛЛЕНТНОСТЬ группы соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ второй группы и подключен к выходу первого элемента ИЛИ первой группы, выходы элементов ИЛИ второй группы, кроме последнего, соединены соответственно с вторыми входами элементов ИЛИ той 20 же группы. 9191979 г.Ф горбининаКорректор С. Черни4 Составитель И,Рогулич Техред И,Попович едак э 272 113 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,роектн Тираж б 73 ИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 5, Москва, Ж, Раушска