Файл: Яковлев, В. В. Стохастические вычислительные машины.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 109
Скачиваний: 0
Для реализации требуемой нелинейной зависимости (3.19) требуется отыскание правил поиска единственного решения по
переменным р { (i = |
1, 2, |
3, . . ., |
I). Очевидно, что если p t = |
р 2 |
= |
= ■■■ = Pi = 0 ,5 , |
то |
р ( Х ;.) = |
2 ',=const, р (z) = Aj2~l, |
т. |
е. |
в схеме реализуется линейное преобразование. Отыскание же
значения вероятностей p t по заданным значениям р |
(Х у ) при р , =£= |
|||
0 ,5 представляет |
известные трудности. |
|
||
Действительно, для процесса формирования случайных чисел |
||||
Х у справедливо: |
|
|
|
|
|
Я1 Я2 Я3 ' ‘ 'Я1-1 Я1 — Pi, |
|
||
|
Я1 Я2 Я3 ' ••Я1-1Р1 = Р2 , |
|
||
|
Р г Р з Р з - ■ ■Р 1- 1Я1 = Р 21_Ъ |
(3.20) |
||
|
|
|||
|
Р1 Р2 Р3 ’ ' |
'Р1-1 Р1 = |
P„i |
|
где Я1 = 1 ~ Pi, i = |
1, 2 , 3 ,. |
. ., I, P j |
= p (X y ), j = |
1, 2 , 3 , . . . , 2l. |
Рис. [46. Функциональный преобразователь код-вероятность, основанный на независи мом формировании каждого разряда случай ного числа X : П г, Д 2, ..., Я ; — линейные
преобразователи ПКВ
Система (3.20) содержит 21уравнений при I переменных и по этому является переопределенной. В связи с этим точное и един ственное решение системы (3.20) возможно лишь в некоторых част ных случаях.
1. Р г = Р 2 = Р 3 = . . . = Р 2 /= 2~1. Этот случай тривиален.
Подставляя значения P j в выражение (3.20), снова приходим к ли нейному преобразованию.
2. Преобразуем систему уравнений (3.20) к виду:
Ях—Р г ^ Р 2+ Рз + •••+ Р 21~х,
(3 .2 1 )
Pi = P 2l-4 l + |
+ - - - + P J - |
9 8
Точное решение |
этой |
системы |
возможно лишь |
при условии |
|
■Pi + Р г + |
Рз + |
•••+ |
Р 2i = |
1. |
|
Запишем |
еще |
одну |
систему, основанную на |
(3.20): |
Я1Я2 = P i + Р<2. + •••+ Р 21~з = P l’
ЯгРг = Р2‘~*+1 + Р 21~^2 + •••+ Р ч}^ = Р 2>
Р1Я2 = Р ^ Ч 1 + Р 21~Ч2 + ' ••+ ^ '" W |
-2 = Р '3’ |
|||||
PlPz = p 2l-42l~2+l + Р 2/- 1+2,- 2+2 + |
' ' •+ |
Р 2<= Р 1 |
||||
Из первого |
уравнения этой системы определим |
|||||
|
Я™= — |
|
К ___________ П |
|
||
|
P i + . . . +/>,/_! |
P i+ i»;- |
||||
|
У |
91 |
||||
Из третьего |
уравнения |
найдем |
|
|
||
|
Л(2) |
Р ' |
|
|
|
Р ' |
|
г 8 _ |
|
|
|
|
|
|
Ч2 |
------- |
V |
^ r . .+ р 2/ |
|
|
|
|
Л |
|
|
||
где p i и ?! |
определены из |
(3.21). |
|
|
Таким образом, подсистема (3.22) имеет точное и единственное
решение по q2 = |
Р [ + Р з при |
|
|
Pi |
Pi, |
или, что то же |
P'l+Pi Р'з+Pi |
|
самое, |
|
- 0 - = # и р ; + р ; + р ; + р ;= 1 .
' а
Далее запишем еще одну подсистему, получаемую из системы
(3.20):
1 ) 9 i ? 8 ? 8 9 4 = P i + P 2 + . . - + P 2^ = P i i . |
j |
|||||
?1?2?ЗТ4 = |
P 2l~l+1 + |
•••+ Р 2^-3 = Р 21, |
|
|||
Я1Я2Р3Я4. = Р 2<-3+1 + |
•••+ Р 2*-3+2*-4 |
= Р"з1. |
|
|||
Я&РзР* = |
Р 2*-3+2*-4+1 + |
•. . + Р 2/-2 |
= Р'41, |
|
||
2 ) g ift? S ? 4 = |
P 2i-3+1 + |
•••+ Р 2'-3 +2'- * |
= P l2 , |
|
||
Я1Р2Я3Р4.= |
Р21-2+г1~Чх + |
•••+ Р 21~Ч21~3 = /J22, |
(3.23) |
|||
ЯхРзРзЯл, = Р 2'-3+2;-3+1 + |
•••+ P 2Z-2+2/-3+2Z_4= Р 32» |
|||||
|
Я1Р2РЗР4 = P 2Z-2+2Z-3+2Z-4+l + ••’ + P 2Z~1 = ^42.
7* |
99 |
3 ) |
P l? 2 ? 8 ? 4 |
= |
P ^ + l + • • • |
+ |
|
|
= P 13, |
|
|
РхЧзЯзРх = |
P2l-l^l-*+1 + |
•••+ |
Р 2(-1+2/-3 = ^23, |
||||
|
Р1Я2Р3Я4 = ^V_W _3fl + •••+ ^2/_1+2,_3+2'_4 = P 33’ |
|||||||
|
Р 1 Я 2Р З Р 4 |
P 2 ^ ~ 1—2^~3+2^~i ^-l ^ |
* |
* * |
P 2 ^ ~ *+ 2 ^ ~ 2 |
P ^ 3 > |
||
4) |
Р 1 Р 2 Я3 Я4 |
= |
^ V -1!-2/-2+ l + |
' ' ' + |
P 2 1~1 \-2 1~'*‘+ 2 1~* = ^ 14> |
|||
|
Р1 Р2 Я3 Р4 |
= |
^ V _1f2 i_2fV“4+l + |
' ’ •+ |
P 2l-l+il-2+it-3 = P 24, |
|||
|
Р1Р2Р3 Я4 |
= |
Р 2 1~1+2 1~2+2 1~3г1 + |
••’ + |
Р 2 1~1+2 1~2f 2 /-S+2 /-4 = ^34, |
|||
|
P L P 2P 3P 4 |
P 2^ ^ '-2 ^ ~ |
2^ 4 1 ' * * ' H- ^ 2 ^ |
P 4 4 , |
Разобьем системы (3.23) на четыре группы уравнений 1, 2, 3, 4. Для каждой группы характерно то, что первые два члена всех уравнений группы одинаковы и известны из решения систем (3.21)
и (3.22).
Группа 1 уравнений системы (3.23) имеет точное и единственное
решение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
„(и |
Гц + Ргг |
> |
п<1) |
- - |
^21+ ^41 |
||||
4 |
3 |
— |
p i |
Р 4 |
-------- р Т — |
||||
при условиях |
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
^ |
и P ^ + P h + P h + P l ^ P l |
||||||
Р ” |
р |
||||||||
^21 |
*41 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Группа 2 уравнений имеет |
|
точное |
и |
единственное решение |
|||||
х,(2) |
р" |
р* |
|
Л2) _ |
-^22~Ь ^42 |
||||
*12> *22 |
|
||||||||
Уз |
— ----------------D' |
|
р Т |
|
р ' |
||||
при |
|
|
*2 |
|
|
|
|
*2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О" |
п* |
и P l 2 + ^ 2 2 + ^ *3 2 “ Ь* - f 42 — Рг- |
|||||||
22 |
*42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Аналогично для |
третьей |
группы |
уравнений |
||||||
(3) |
_ |
Р |
Р23 |
|
(3) _ |
Рзз l~Р43 |
|||
г 13 ~Г |
|
||||||||
9з |
|
|
|
|
Р\ |
= |
|
Р'з |
|
при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рзз |
|
|
|
|
|
|
|
||
Ги |
и ^*13 +^23 +£*33 + ^43 Р'з. |
||||||||
Р23 |
Р43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Наконец, для четвертой группы уравнений |
|||||||||
~<4) |
^14+^24 |
1 |
„(4) |
Р24“Г^44 |
|||||
4 3 |
— |
р ' |
Р 4 |
— ----- ТР----- |
|||||
при |
|
|
*4 |
|
|
|
|
*4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z k _ Z k |
и P [i + P li + |
P li + P li = P'. |
|||||||
24 |
[Р44 |
|
|
|
|
|
|
|
100
В общем виде подсистема (3.23) может быть записана так!
PW zW P = p it,
P W M l>= P 'k
|
|
P'3p ^ q T = P'k |
|
|
|
|
|
|||
Р * = Р ? р ¥ = Р к * = 1,2, |
3,4. |
|
||||||||
Эта подсистема имеет решение |
|
|
|
|
|
|
|
|||
„(г) |
P l i |
"I" P%i |
„(i) Р ц ^ Р ц г |
|
|
|||||
Ч 3 — |
р / |
> P i |
— |
|
p i |
|
|
|
||
при условии, ЧТО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р “ . _ |
P3i И Р 1*‘ |
2t' |
P l i + |
P l i |
= |
P ' i . |
|
|||
|
Р'к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение будет точным и единственным, |
т. |
е. |
qW = |
— д(з) = |
||||||
= Ч£4) = Чз и р£х) = Р12) = Р{3) = Pi4) = Pi, только |
при |
|
||||||||
|
|
■Pll+Pgl _ |
_ |
Pl4+ ^24 |
|
|
|
|||
|
|
p i |
|
~ |
р |
, |
|
|
|
|
II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^21+^41 |
^24+^44 |
|
|
|
|
||||
|
|
Р[ |
|
|
PI |
|
|
|
|
|
3. Если |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р± _ _ р |
|
|
*V -i |
|
|
|
|
|||
P2 ~ |
Рз |
P4 |
--------Р2г |
_ |
|
|
|
|||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ I |
+ |
^ 2 + |
JP 3 + - - - + i >2/ |
— |
I - |
|
|
Несложно показать, что при таких условиях передаточная функция ФПКВ представляется в виде суммы s членов геометри ческой прогрессии, т. е.
Р(г) = ^ ( 1 - ^ Р * = 1 , 2 , 3 , |
2‘. |
Однако в большинстве практических случаев условия, опре деляемые уравнениями (3.20), (3.22), (3.23) и им подобными, не выполняются, а поэтому системы (3.20), (3.22), (3.23) не имеют единственного решения. Тогда целесообразно прибегнуть к кусочно нелинейной аппроксимации, характеризующейся тем, что в некото рых следующих подряд точках функция ср (X ) будет вычислена точно, а в других — с определенной погрешностью е.
101