Uma calculadora estocástica é um conceito já antigo (para a jovem história da computação) e contemporâneo de pesquisas e aplicações desenvolvidas desde o início da década de 1960 até meados da década de 1970.
A sua definição na enciclopédia Grand Larousse é: "Calculadora na qual a informação é codificada por uma probabilidade".
Até meados dos anos 1970 , os computadores eram caros e não havia como associar um a cada processo industrial que você tinha que monitorar ou controlar. Portanto, era necessário usar:
Outra abordagem, a dos computadores analógicos , tinha duas desvantagens: o custo de produção dos circuitos de multiplicação e sua lentidão. A técnica de computação híbrida que consiste em associar um computador analógico a um digital não tem tido muito sucesso.
Os PLCs constituídos por uma memória simples (ver artigo) ofereciam uma solução atrativa, mas limitada aos controles ou comandos do tipo "tudo ou nada", faltando assim flexibilidade na regulação dos processos que requerem monitoração e / ou controle fino.
No início da década de 1960 e a partir de uma ideia apresentada em 1953 por John Von Neumann, os pesquisadores da empresa Alsthom representavam uma quantidade entre 0 e 1 por uma probabilidade de presença de um 1 em uma linha. Uma multiplicação então exigia apenas um simples e lógico (circuito muito barato para produzir) a uma velocidade muito boa: a estimativa a 1% da probabilidade exigia apenas 10 ms com uma frequência de 10.000 Hz. Para isso, as entradas são decorrelacionadas, que era realizado por um pequeno dispositivo adicional, ou uma linha de atraso , ou compreendendo um gerador aleatório e um circuito ou exclusivo (XOR) .
A precisão do resultado dependia exclusivamente do tempo de observação do fluxo de bits que representa os dados. Isso pode ser útil em áreas onde é importante ter uma estimativa, mesmo aproximada, o mais rápido possível, e onde podemos dedicar um tempo para refiná-la mais tarde (acertando um alvo, por exemplo).
Em meados da década de 1960, essa ideia despertou interesse internacional e algumas máquinas foram produzidas no final da década, como a RASCEL.
A adição estocástica foi um pouco mais complexa, porque uma probabilidade permanece por definição entre 0 e 1, ambas inclusivas. Um sistema com três portas lógicas possibilitou a partir de p1 e p2 em duas entradas obter na saída (p1 + p2) / 2. Portanto, cabia ao usuário lembrar que o valor estava nesta linha na escala 1/2 e recalibrar seus resultados de saída.
Se a duplicação de uma quantidade não fosse possível sem a recalibração, sua divisão por 2 era, por outro lado, simples e, portanto, econômica, simplesmente configurando como 0 de um dos dois bits recebidos.
As calculadoras estocásticas , baratas, confiáveis e fáceis de produzir em grandes quantidades, foram consideradas na década de 1970 como substitutos promissores para o fluido de circuito usado nas forças armadas e na indústria. Um resumo muito claro de 9 páginas foi publicado em 1973 na AFCET
A produção a preços cada vez menores de microprocessadores fez perder o interesse por esses sistemas onde a exigência de reatividade imediata não era essencial. Sua teoria, no entanto, mantém um apelo lúdico hoje, e é possível fabricar (ou emular em um computador) calculadoras estocásticas de maneira barata. O desempenho atual (2018) e o futuro dos microprocessadores e microcontroladores, portanto, tornam improvável o retorno dos computadores estocásticos.
O Apicultural Gazette também discute a representação estocástica de informações no comportamento das abelhas. O comportamento de um enxame em nanotecnologia móvel pode ser visto como uma forma espacial (bidimensional ou tridimensional) de computador estocástico.
Uma classe de redes neurais artificiais chamados neurônios estocásticos binários (neurônios binário estocástica) usa a saída da função logística de cada neurônio como uma oportunidade para enviar um 1 em uma distribuição de Poisson . Apresenta bons resultados em aprendizagem profunda , mas hoje (2016) não tem implementação na forma de circuitos especializados.
As redes neurais pulsadas adotam e estendem várias idéias de calculadoras estocásticas. Consulte em particular 13.7.1 O neurônio estocástico e 13.7.3 Geração de fluxos de bits estocásticos da página 346: