Адаптивное вычислительное устройство

Адаптивное вычислительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1оз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 42m:, 15/34

Заявлено 23Х.1968 (№ 1242010/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05Х1!1.1969. Бюллетень № 25

ЧПК G 06f

УДК 681.323:519,2 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

Институт автоматики и телемеханики (технической кибернетики) Заявитель

АДАПТИВНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (2) 15

С (n — 1) -), Известны адаптивные вычислительные усгройства для оптимального определения минимум а мат ем атического ожидания функций мноп1х переменных, реализующие способ получения оптима IbHbIY оценок по рекуррентным формулам, но эги устройства сложны.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что оно содержит блоки формирования линейно-независимых функций, кольневой счетчик, регистры сдвига, оперативный регистр, блок скалярного произведения, блок масштаба приращений коэффициентов и ключи, причем выходы блоков формирования линейно-независимых функций через управляемые от кольцевого счетчика ключи подключены ко входам двух регистров сдвига, выходы которых через ключи присоединены к одному из входов блока скалярного произведения, второй вход и выход блока скалярного произведения подклточены через ключи соответственно к выходам и входам третьего регистра сдвига и оперативного регистра, а управляющий вход блока скалярного произведения соединен с выходом блока масштаба приращений коэффициентов.

Это позволяе- упростить устройство и увеличить скорость вычисления.

На чертеже приведена блок-схема устройства для получения оптимальных оценок, в котором используется простой рекуррентный алгоритм вида

С, (nT) =С., (nT — Т) — 1 (пТ) . qcQ(<(nT)

С (nT — Т)), (1) где gc Q (л tnT), С(пТ вЂ” Т)) — градиент.

С, — искомые коэффициенты;

Т вЂ” ИНтЕрВаЛ МЕжду таКтОВЫХ11т МС ментами времени; х fnI) — некоторая случайная вели п1на.

Алгоритм сходится при условии

;>, ; (пТ) =;;," (пТ) (о=1 n=1

Оптимизация оценок достигается за счет того, что новые значения искомых коэффициентов С, вычисляются не золько в тактовые моменты времени, но и в промежутках х1ежду IIIIми. При этом в качестве входной последовательности в промежутках между такта,;11 мпо1ократно используются данные, полученные на протяжении N предыдущих так1ов, Таким образом, многократно внутри интервалов Т используется алгоритм

С,, (и -.) = С, ((n;) —; (и ) yc Q (х (и -.), где х(т) внутри интервалов Т многократно

ЗО принимает значения входной последовательности, начиная с х (а — N) T) и кончая x(nT). В первом такте все значения тренировочной последовательности, кроме одного, равны нулю.

Поэтому внутри первого интервала искомые коэффициенты вычисляются только по одному значению х (аТ,". Во втором такте внутри интервала многократно используются два значения х(аТ), в третьем — три и т. д., при n N— а значений.

Принцип действия адаптивного устройства разберем для квадратичного критерия, для которого

Q (х,,...,х «, С,,..., С,и) = { у(пТ)— л — y C <., (х(пТ))}, (4) = I

Л с Q = {у (пТ) — g С,, р, (х(пТ)).;., (х(пТ))}, (5) где у (аТ) — наблюдаемый случайный процесс; (х (n T)) — линейно-независимые функции; у (nT) zzv;:меняется по закону 1, li2, 1/2, 1/4, 1/4, 1/4, 1/4, 1/8,...

Выбор указанного закона изменения у (пТ) позволяет операцию умножения на у (nT) заменить в цифровом устройстве на операцию сдвига.

Блок-схема адаптивного усгройства содержиг блоки 1 формирования личейно-независимых функций ср, (х (nT)),.... q;, (х (nT)), кольцевой счетчик 2, три регистра сдвига 8 (управляемых линий задержки) соответственно для храпения значений cpz (х (nT)),..., ср, (х (аТ)), для хранения Л значений y (nT — «Т), cp ((а— т) T),..., ср„((п — «) Т) в порядке, указа нном на схеме, "z для хранения коэффициентов С, „C÷ н — 1, оперативный регистр 4, блок 5 скалярного произведения, блок 6 масштаба приращений коэффициентов, ключи 7 и генератор 8 тактовых импульсов, Устройство работает следующим образом.

Пусть триггер 9 кольцевого счетчика 2 установлен в положение, при котором на его левом выходе сигнал соответствует состоянию

«1», à на правом — состоя нию «О», на вход блоков 1 в тактовые м оменты времени поступает случайная величина x(nT), а на соответствующий ключ 7 — случайная величина y(nT).

Кл»очи 7, на которые поступает сигнал «1», открыты, а те, на которые поступает сигнал

«О» — з à кр ы ты.

Тогда в тактовые моменты времени на вход

«1» блока 5 скалярного произведения через ключи 7 последовательно поступят величины

y (nTJ, rpz (х(аТ)),..., ср,, (х(аТ)), и на вход «2» величины — 1, Сс (ат — т),..., См(пт — т), которые попарно перемножатся так, что в блоке 5 скалярного произведения в (М + 1)-ом такте образуется скалярное произведение V Q = м

= у(nT) — ; С, (пТ вЂ” х), которое запомнится

i=I в оперативном регистре 4. Одновременно величины y (nT), ср» (х (аТ),..., ср„, (х {пТ1, поступят

Предмет изобретения

Адаптивное вычислительное усгройство для оптимального определения минимума математического ожидания функций многих переменных, реализующее способ получения оптимальных оценок по рекуррентным формулам, отличпюисееся тем, что, с целью упрощения

249773

4 через ключ 7 (в средней части чертежа) на входы первых двух регистров сдвига 8. Последовательная выборка сигíà IOp. на этот ключ 7 осуществляется кольцевым счетчиком 2, на вход которого поступают управляющие импульсы с генератора 8 тактовых импульсов с периодом т = 2 (М + 1) т. По прошествии (М + 1) -гс импульса на выходе кольцевого счетчика 2 появится сигнал См», который

10 перебросит трисгер 9 и сбросит блок 5. Информация в третьем регистре сдвига 8 сдвинется на один шаг и — 1 сбросится. На вход блока задержки 10 через ключ 7 поступит сигнал с блока 8 и выработает сигналы управления Ci, С, Сз и С», смещенные на один относительно другого. По сигналу С, откроются соответствующие ключи 7 и в блоке 5 образуется произведение ср| (х(пТ)на, Q. По сигналу C. ©о0д ержимое блока 5 сдвинется на

20 величину, определяемую блоком б, и по сигналу С; в блоке 5 добавится значение С, (пТ—

- ), в результате чего в блоке 5 образуется новое значение Cz (ат ), которое через ключ 7 запишется в ячейке третьего регистра сдвига 8, 25 где раньше хранилось значение С (nT — т„).

Затем аналогичным образом вычислятся все остальные коэффициенты С (nT),..., Cì (пТ), Очередность работы ключей 7 задается сигналами Cz — С4, которые управляют также реЗ0 гистрами сдвига 8 и блоком 5.

По истечении М + 1 тактов по сигналу См+ с вновь сработает триггер 9, сбросится блок 5.

На этом заканчивается цикл работы устройства.

35 Следующие Л (М вЂ” 1) циклы работы устройства (А — целое число) осуществляется между двумя последовательными значениями входных последовательностей х (nT) и у (nT). (В этот момент управляющий сигнал Ст = 0).

40 На вход «1» блока 5 поступят предыдущие значения ьходной последовательности, начиная с у ((а — V) T), rpz (х (и.— Л ) T), м (х (n — Р) Т). При этом в первые М + 1 тактов вычислится новое значение

45 с7 а=y((n — N)T)+g C, ((a — N)T—

v=z —;,, (х ((п — У) Т)).

В последующие М+ 1 тактов вычислятся уточненные значения C,(a- ). Затем процесс вычислений повторится, но для у ((n — Л +

+1) Т), q;, (x((n — N+1) Т)),..., ср Ä (x((n — N+

+1) T))

55 будут вычислены уточненные значения коэффициентов и т. д.

249773

IO

Составитель Ф. Б. Гулько

Техред Л, К. Малова Корректоры; А. П. Васильева и С. М. Сигал

Редактор Т. 3. Орловская

Заказ 3430)19 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПГ4 Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва К-35, Раушская наб., д. 4(5

Тнньпрафия, пр. Сапунова, 2 вычислительной аппаратуры и увеличения скорости вычислений, оно содержит блоки формирования линейно-независимых функций, кольцевой счетчик, регистры сдвига, оперативный регистр, блок скалярного произведения, блок масштаба приращений коэффициентов и ключи, причем выходы блоков формирования линейно-независимых функций через управляемые от кольцевого счетчика ключи подключены ко входам двух регистров сдвига, выходы которых через ключи присоединены к одному из входов блока скалярного произведения; второй вход и выход блока скалярного произведения подключены через ключи соот5 ветственно к выходам и входам третьего регистра сдвига и оперативного регистра, а управляющий вход блока скалярного произведения соединен с выходом блока масштаба приращений коэффициентов.