3-BOB.
MODULLANGAN
KODDA
DOBESHI-4NING
DISKRET
VEYVLET-QAYTA
O’ZGARISHLARINI
BAJARISH
UCHUN
MATEMATIK VA TIZIMLI MODELLARNI ISHLAB CHIQISH
Sxemalashtirish xarajatlarni kamaytirish va modul kodlarini qo'llash orqali
signallarni qayta o’zgarishlar qilishning butun sonli diskret bayt tezligini oshirish
mumkin.
Qoldiqlar bo'yicha Xitoy teoremasi tomonidan ishlab chiqarilgan
izomorfizmdan foydalanish. Modulli kodda(MK) asos sifatida tanlangan modullar
orqali amalga oshiriladigan parallel hisob-kitoblarga o'tishga imkon beradi.
Shu
bilan birga, kichik hajmdagi butun sonli qoldiqlarini qayta ishlash bir-biridan
mustaqil ravishda amalga oshiriladi, bu esa Diskret Veyvlet-qayta o’zgarishi
tezligiga ijobiy ta'sir ko'rsatadi.
MK orasida alohida o'rin qoldiq sinf tizimining
kodlari bilan band .
3.1. Qoldiq sinflar tizimining kodlarini yaratishning matematik asoslari
Bunga ko'ra qoldiq sinf tizimining modular kodi bazalarni ishlatadi p
i
, i = 1, 2, …,
k,
A
butun sonli qoldiqlari hisoblangan.
Shu bilan birga, raqamlar asos sifatida
tanlanadi,eng katta bo'linuvchi birlikka teng.
Modulli kodning ishchi
diapazoni,butun sonlarni bir qator qoldiq shaklida noyob tarzda taqdim etish
imkonini beradi, aniqlanadi
(3.1)
A butun sonli, agar shart to'g'ri bo'lsa, dastlabki raqamni bazaga bo'lish orqali
olingan qoldiqlar majmuasi shaklida aniq ifodalanishi mumkin
(3.2)
53
Bunday holda, qoldiqli sinf tizimining kodida A butun sonli sifatida yozilishi
mumkin
, ( 3.3)
Bu yerda
i
i
; i=1,2,...,k.
Modulli kodda operatsiyalarni amalga oshirishda biz izomorfizmni qo'llaymiz
Xitoy teoremasi qoldiqlar haqida.
Bunday holda, ikkita kod kombinatsiyasi uchun
A=(
1,
2
,...,
k
) va B=(
1,
2
,...,
k
) quyidagi operatsiyalar adolatli bo'ladi
(3.4)
(3.5)
(3.6)
Tenglik tahlili (3.4) - (3.6) modulli kodlardan foydalanilganda, A va B operandlari
operatsiyalari qoldiqlar bo'yicha tegishli operatsiyalar bilan almashtirilishi
mumkinligini ko'rsatadi.
To'g'ri natijaga erishish uchun shart (3.2) bajarilishi kerak.
Bunday holda, operatsiyalar natijalari chegaradan tashqariga chiqmaydi
P
ish
.
Ifoda
(3.4)-(3.6) tomonidan taqdim etilgan operatsiyalar qoldiq sinf tizimining kodlari
tomonidan samarali amalga oshiriladigan modulli operatsiyalarga taalluqlidir.
Shubhasiz, qoldiqlar ustidagi operatsiyalarga o'tish modul bo'yicha arifmetik
operatsiyalarni bajarish tezligini oshirishga imkon beradi.
MKning o'ziga xos
xususiyati shundaki, ushbu kodlarda modulli va modul bo'lmagan operatsiyalar
amalga oshiriladi.
Modulli kodlarni yaratish tamoyillari ikkita majburiy modul
bo'lmagan operatsiyalarni oldindan belgilab qo'ydi.
Birinchisi modulli bo'lmagan
operatsiya joylashuv tizimidan modul kodiga to'g'ridan-to'g'ri qayta o’zgarishlar
qilish bilan bog'liq.
Ikkinchi majburiy modul bo'lmagan operatsiya-qoldiq sinf
tizimining kodidan pozitsion raqamlash tizimining kodiga teskari qayta
o’zgarishlar qilish operatsiyasi.
Keling, pozitsion raqamlash tizimini-qoldiq sinf
54
tizimini to'g'ridan-to'g'ri qayta o’zgarishlar qilish operatsiyasini ko'rib chiqaylik.
Shubhasiz, pozitsion raqam tizimidan MK ga aylantirishning eng oson usuli, bu
asoslar bilan belgilanadi
,
p
1
,p
2
,…,p
k,
boshlang’ich sonni qoldiq sinf tizimining
modullariga bo'lish operatsiyasiga asoslangan.
Shunda
=
(3.7)
Bu yerda
–
A ning bazaga bo'linishidan eng kichik butun p
i
; 1,2,...,k.
Biroq, modular kodlarda modulli ko'paytirishning teskari operatsiyalari sifatida
bo'linish jarayoni aniqlanmagan.
Bu algebraik tizimning xususiyatlari bilan bog'liq-
aylana.Shuning uchun, bu operatsiya samarali ajratilgan sinf tizimida ishlatiladi
modulli operatsiyalar o'rniga harakat qilmoqda.
Hozirgi vaqtda pozitsion raqam
tizimidan uchta guruhga bo'linishi mumkin bo'lgan qoldiq sinf tizimiga tarjima
qilishning bir necha usullari mavjud.
Raqamlar sonini kamaytirish usulidan
foydalanadigan to'g'ridan-to'g'ri qayta o’zgarishlar qilish algoritmlari birinchi
guruhning asosini tashkil etadi. Pozitsion hisoblash tizimini-qoldiq sinf tizimini
to'g'ridan-to'g'ri aylantirish uchun ushbu algoritmlarga asoslangan teorema
isbotlangan.
Ushbu teoremaga ko'ra, pozitsion raqam tizimida quyidagi shaklga ega
bo'lgan S bazasi bilan ko'rsatilgan A raqami
(3.8)
Bu yerda 0
A
J
S-1; 1,2,…,L,
quyidagi algoritm yordamida qoldiq sifatida
tasavvur qilishingiz mumkin.
Pozitsion raqamli tizimni to'g'ridan-to'g'ri qayta
o’zgartirish qilish algoritmlarining kamchiliklari sifatida-bo'shliqni kamaytirish
usuli asosida qoldiq sinflarning tizimi aniqlanishi mumkin:
-
qoldiqni hisoblashning oxiri faktini aniqlash uchun MK bazasining qiymati
bilan doimiy tekshiruv o'tkazish zarurati;
-
katta hajmdagi qoldiqni olish katta vaqtni talab qiladi;
55
-
algoritmning
har
bir
keyingi
bosqichida
uskunadan
foydalanish
koeffitsientining pasayishi kuzatiladi.
Pozitsion hisoblash tizimini to'g'ridan-to'g'ri qayta o’zgarish qilish algoritmlarining
ikkinchi guruhi-qoldiq sinflar tizimi bo'shliqlarni kamaytirish usulini fazoviy-
konveyer hisoblash tashkiloti bilan ishlatadi.
Ushbu yondashuv sizga qayta aloqa
qilishdan voz kechishga imkon beradi.
Ishda neyron tarmoq bazasidan
foydalanadigan modulli tartibli tizimdagi pozitsion raqam tizimidan to'g'ridan-
to'g'ri qayta o’zgarishlarning parallel-konveyer tuzilishi mavjud.
Ushbu to'g'ridan-
to'g'ri tarqatish neyron tarmog'i bir nechta qatlamlarni o'z ichiga oladi, ularning
soni iteratsiyalar soni bilan belgilanadi.
Bunday holda, i-neyronni keyingi
qatlamning
-m neyronlari bilan bog'laydigan sinaptik vaznning qiymati tenglik
bilan belgilanadi
[j]
(3.9)
Bunday holda neyronlarning sinaptik aloqalari p modulining qiymatidan oshmaydi.
So'ngra fazoviy-konveyer hisoblash bilan modul soni A qoldiqlarini hisoblash
usuli ifoda bilan belgilanadi
(3.10)
Bu yerda 1=0,1,2,..-iterasiya soni; r(l)-
l- iterasiya raqamning hajmi.
P moduli yordamida A sonini hisoblash uchun fazoviy-konveyerdan foydalanish
qayta ulanishdan voz kechish va ularni to'g'ridan-to'g'ri almashtirish imkonini
beradi, bu esa qoldiqni hisoblash tezligini oshiradi.
Biroq, bu usul yordamida
algoritmlar muhim sxema xarajatlar bilan ifodalanadi.
To'g'ridan-to'g'ri qayta
o’zgarish qilishning uchinchi guruhi to'g'ridan-to'g'ri jamlash usuliga asoslangan
algoritmlarga asoslangan.
Bunday holda, A sonining qoldig'ini hisoblash ikki
56
daraja bo'lgan konstant yordamida amalga oshiriladi.
Shu bilan birga, a
J
koeffitsientlari hisobga olinadi, ular ikki darajaga to'g'ri keladi.
Bunday holda,
pozitsion raqam tizimidan qoldiq sinf tizimining kodiga to'g'ridan-to'g'ri qayta
o’zgartirish qilish ifodaga muvofiq amalga oshiriladi
(3.11)
Bu yerda i=1,2,3,…,k.
Qoldiq sinf tizimining modullaridan foydalangan holda modul kodi shaklida A
raqamini taqdim etish p
1
,p
2
,…,k ushbu bazaviy tizimda qiymatlar to'plamini
hisoblash kerak a
j
2
j
mod p
i
. Keyin i=1,2,3,…,k
(3.12)
Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, to'g'ridan-to'g'ri yig'ish usulini qo'llaydigan
algoritmlar hisoblash fazoviy konveyer tashkilotiga asoslangan qoldiqni hisoblash
usuli bilan solishtirganda kamroq sxema xarajatlarga ega.
(3.12) da ishlash vaqtini
kamaytirish uchun boshlang'ich raqamni bloklarga ajratish taklif etiladi L
B
< L.
Shu
bilan birga, bloklar parallel ravishda bajariladi. Shundan so'ng olingan natijalar bir-
biri bilan umumlashtiriladi.
Ikkinchi majburiy modul bo'lmagan operatsiya qoldiq
sinf tizimining kodidan pozitsion raqamli tizim kodiga teskari qayta o’zgartirish
qilishdir.
Pozitsion raqamli tizim-qoldiq sinf tizimining teskari o’zgarishi
jarayonini ko'rib chiqing.
Odatda, teskari o’zgarish qilishda modulli kod pozitsion
raqamli tizimda qoldiqlar haqida Xitoy teoremasi qo'llaniladi.
Bunday holda,
teskari o’tish shaklida amalga oshiriladi.
57
(3.13)
Bu yerda B
i
-
modulli kodning ortogonal i-bazasi; r
A
-
raqam darajasi A; i=1,2,…,k.
Darajasi A sonining pozitsion xususiyati hisoblanadi.
Qolgan formulalarni
ortogonal asosda qo'shganda olingan P
ish
ning ortiqcha sonini ko'rsatadi. Qoldiq
sinf tizimining kodidan pozitsion raqamli tizimga tarjima qilinganida, ortogonal
tayanch pozitsion shaklda qo'llaniladi.
Shubhasiz, ortogonal bazalar modular kod
sifatida ham namoyon bo'ladi
(3.14)
Bu yerda
B
i
mod p
j
; i,j=1,2,…,k.
Agar shart bajarilsa A < P
ish
, keyin qoldiq sinf tizimining kodi
A=(
1
,
2
,…,
k
)
raqamlar yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkin A
1
,A
2
,…,A
k
.
Ushbu Ifodalar maxsus ko'rinishga ega.
Ushbu A
i
raqamlarida barcha qoldiqlar p
i
modulidagi qoldiqdan tashqari nol qiymatini oladi, ya'ni
(3.15)
Keyin tenglik shunda
(3.16)
Shu bilan birga, bu ma'lum
(3.17)
MK ning ortogonal asoslari qiymatlarini aniqlash uchun biz tenglik tomonidan
berilgan bazalarning taqdimotidan foydalanamiz.
(3.18)
58
Oxirgi tenglikdan kelib chiqqan holda, ortogonal asos B
i
, bu yerda i=1,2,…,k, bir
birlikdan tashqari barcha nollarni o'z ichiga olishi kerak.
Keyin qoldiq sinf
tizimining ortogonal kodi baza B
i
, i=1,2,…,k, taqdim etildi.
(3.19)
Bunday ortogonal bazalardan foydalanib, modul kodidan pozitsion kodga ko'ra
teskari o’zgarish qilish mumkin.
Bunday holda, ortogonal bazalar shartni
qondirishi kerak
(3.20)
Chunki ortogonal asos B
i
, i=1,2,…,k,
nollarni o'z ichiga oladi,
u
=0, bu yerda u
,
bir birlikdan tashqari
i
=1 keyin u bazada qoldiqsiz bo'linishi kerak p
1
,p
2
,…,p
i-1
,
p
i+1
,…,p
k
.
Ortogonal bazani hisoblashda ortogonal bazaning og'irligi ortogonal
bazaning xususiyatlarini bajarish uchun ishlatiladi.Buning natijasi
(3.21)
Keyin ortogonal bazaning qiymati teng ekanligini bilib olamiz
(3.22)
Bu yerda m
i
-
ortogonal bazaning vazni. m
i
qiymatini tanlash shartlarga muvofiq
belgilanadi
59
(3.23)
Keyin modulli kodning ortogonal bazasining qiymati aniqlanadi
(3.24)
Ortogonal bazalarni hisoblash uchun B
i
, i=1,2,…,k, qoldiq sinf tizimining kodi
algoritmdan foydalanadi.
Quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:
1-bosqich. Ushbu bosqichda qiymat hisob-kitoblari amalga oshiriladi
(3.25)
2-bosqich. Qoldiqni hisoblash
(3.26)
3-bosqich. Foydalanish shartlari bajarilishini ta'minlaydigan m
i
ortogonal
bazasining og'irligini hisoblash
(3.27)
4-bosqich. Ortogonal baza hisoblangan
(3.28)
Ushbu algoritm modulli kodidagi diskret Veyvlet-qayta o’zgarish qilishni amalga
oshirishda qo'llaniladi.
60
Do'stlaringiz bilan baham: |