Управляемый генератор потоков случайных событий

 

О П И С А Н И Е (,яояео

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. синд-ву (22)Заявлено 04.09.81 (2l) 8335004/18-24 (51)М. КЛ.

Cj 06 Р 7/58 с присоединением заявки № (23 ) П р и ори тет

Рыудзрстмниый комитет

СССР ео делен иэобретеиий и открытий

Опубликовано 28.02.83. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 02.03.83 (5З) УДК681.325 (088.8) Г.А.Велнгурский А.И. Волошаненко, М.А. Орлов и."Б; ЯМ Мва

I 1::,;„., ;";„13

Институт проблем надежности н долговечн сти ьташий

АН Белорусской ССР н Минский раднотехннчнскнй — институт= (72) Авторы изобретения (7 l ) Заявнтелтт, (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР ПОТОКОВ СЛУЧАЙНЫХ

СОБЫТИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано прн моделировании случайных пропессов при создании стохастнческнх вычислительных машин н моделей.

Известен управляемый генератор потоков случайных событий, содержащий блок ввода, блок задания длительности испытаний, блок схем совпадения, шифратор номера схем совпадения, регистр номера î схем совпадения, счетчик импульсов, генератор импульсов, схему блокировки (13

Недостатком етого устройства являепся невозможность управления законом распределения в цифровой форме, а также невозможность задания закона распределения амплитуд случайных событий.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является управляемый генератор потоков случайных событий, содержащий источник пувасоновского потока импульсов, счетчик темпульсов, апемент ИЛИ, элементы И, блок памяти, 2 управляемый вероятностный (1,н )-полюо ник (2).

Недостатком известного устройства. является невозможность задания и регу t пирования закона распределения амплитуд импууьсов случайного потока н времен смены амплитуд импульсов.

Цель изобретения - расширение фут . цнональных воэможностей генератора за счет получения дополнительно двумерно распределенного по амплитуде н по времени телеграфного сигнала.

Поставленная цель достнт;ается тем, что в управляемый генератор потоков

-случайных событий, содержащий группу источников пуассоновсесого потока нмпуль сов, блок задания ущтельностн кмпуль сов, шифратор, выход которого соединен с информационным входом регистра памяти, введены группа вероятностных преобразователей, вероятностный (1, тт )-полюсннк, два элемента ИЛИ, преобразователь код-напряжение и группа регистров кодов, 1601066

3 выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих вероятнос— тных преобразователей группы, импульсные входы которых подключены к выходам соответствующих источников пуассо новского потока импульсов группы и объединены с соответствующими входами: первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом вероятностного (l,n )полюсника, выход которого соединен с 39 вероятностными входами вероятностных преобразователей группы, выходы которых соединены с соответствующими входами шифратора и с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которо- И

ro соединен с входом блока задания длительности импульсов, выход которого соединен со стробирующим входом регистра . памяти, выход которого соединен с входом преобразователя код-напряжение, 2ф выход которого является выходом генератора.

Кроме того, блок задания цлительности импульсов соцержит вероятностный (1,n)-полюсник,вероятностный преобразо- д ватель, счетчик и регистр кода, первый и второй выходы. которого соединены соответственно с управляюпами входами вероятностного преобразователя и счетчика, выход которого является выходом ЗЕ блока, вход которого подключен к вероятностному входу вероятностного преобразователя и к входу вероятностного (1,n )-полюсника, выход которого соединен с импульсным входом вероятностного преобразователя, выход которого соецинен со счетным входом счетчика.

При этом вероятностный преобразователь содержит группу элементов И, элемент ИЛИ и элемент И, выход которого является выходом преобразователя, управляющий вход которого образует первые входы элементов И группы, вторые входы которых образуют вероятностный вход преобразователя, а выходы элементов

И группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого является импульсным входом преобразователя.

50 ков: источников 1 - 1ц пуассоновского йотока, первого элемента 2. ИЛИ, вероятностного (1,и )-полюсника 3>, вероятностных преобразователей 4 — 4„, регистров 5> - 5„кодов, шифратора 6„, регистра 7., памяти, второго элемента

22ИЛИ, преобразователя 8 код-напряженйе, блока 9 задания длительности импульсов.

Источники 1 — 1 пуассоновского потока предназначены для генерирования

,импульсных.пуассоновских потоков с интенсивностью 1о. Первый алемент 2

ИЛИ редназначен для объединения импульсных пуассоновских потоков с ис точниками 1 — 1 д пуассоновых потоков и запуска вероятностного (1, n )-полюсника 3. Вероятностный (1,п )-полюсник

3 предназначен для формирования на

его выходах импульсов с вероятностью р 2 ", где i - номер выхода (1,о )-полюсника. Импульсные потоки на выходах вероятностного (1,n )-полюсника 3 не пересекаются, т.е. в любой момент времени импульс присутствует только на одном из выходов. Преобразователи 4,4 предназначены цля управления интенР сивностью импульсных потоков, поступающих от источников 1 -1 > пуассоновских потоков, а также для преобразования распределенных во времени интервалов между импульсами в пространственное раопределение..

На фиг. 1 приведена блок-схема генератора; на фиг. 2 - схема вероятностного преобразователя; на фиг. 3 и 4 приведены соответственно первый и второй варианты блока задания длительности им» пульсов..

Управляемый генератор потоков случайных событий состоит из следующих блоРегистры 5. -5 кодов предназначе ° ны для хранения кодов, управляющих ин- тенсивностью импульсных потоков на вы-. ходах преобразователей 4 -4 . Бифратор 6 предназначен для преобразования пространственно-распределенной случайной величины на выходах преобразователей 4 < -4 в двоичный код. Регистр

7 памяти предназначен для хранения двоичных кодов, поступающих от шифратора 6.. Блок 9 предназначен для управления йропессом записи кодов, поступающих иэ шифратора 6 в регистр 7. кода амплитуды. Такое управление позволяет получить на выходе регистра 7. амплитуды случайные числа с требуемым законом распределения. Элемент 2 ИЛИ служит для объединения импульсных потоков с выходов преобразователей 4 4 и подачи их на блок 9. Преобразователь 8 код-напряжение предназначен для преобразования случайных двоичных пространственно-распределенных случайных чисел, поступающих из регистра 7 памяти в аналоговый сигнал. При атом

5 100100 полярность выходного сигнала преобразователя 8 код-напряжение управляется знаковым разрядом регистра 7 кода амплитуды.

Вероятностный преобразователь 4 со; 5 держит группу элементов 10 -10й И, элемент 11 ИЛИ, элемент 12 И.

Блок 9 задания длительности импульса содержит в первом варианте вероятностный (1, и )-полюсник 3, вероятностный преобразователь 4„+,1,регистр 5и+1 кода и счетчик 13. Во втором варианте блок 9 содержит, кроме того, элемент

2хИЛИ, вероятностный (l,и )-полюсник

Зч, вероятностные преобразователи 4и+ -

4„, регистры кодов 5„+ -5, + „шифратор 62. регистр 72 памяти и блок 14 памяти.

Управляемый генератор потоков случайных событий работает следующим обря Ом е

Источники 1., -1 пуассоновских потоков вырабатывают пуассоновские потоки с интенсивностью 1о, которые по- 25 ступают на вторые входы соответствук щих преобразователей 4 1 -4> и одI новременно через элемент 2 ИЛИ запус.кают. вероятностный (1, h )-полюсник 31, который по каждому запускающему им- 30 пульсу на одном из своих выходов выра-, батывает импульс с вероятностью Р =2 ", где 1 — номер выхода (1, и )-полюсника, Таким образом, суммарный пуассоновский поток, поступающий с выхода weмента 2 ИЛИ, разделяется вероятностным (l,и )-полюсником 3 1 на и непересека(ющихся пуассоновских потоков с интенсивностями Л =и А 2-", где — номер выхода вероятностного (1, h )-полюсника.

Интенсивности А; образуют двоичновзвешенный числовой ряд с коэффициентами Р„. С выходов вероятностного (1, )полюсника 3. импульсные потоки поступают на входы соответствующих преобразователей 4. -4 . Интенсивности потои ков на выходах преобразователей 4. -4

Tl зависят от кодов, хранящихся в регистрах

5.,1 -5 ° На группу входов каждого преобразователя 4 -4„поступают импульсные пуассоновские потоки с интенсивностью h; = иЛо 2 и вероятностью Р;

2 " . На групйу входов из соответствующего регистра 5 - 5„ кода поступает. заранее записанный туда код. Разрядные коды, в которых записана "1, дают разSS решение на прохождение импульсов через элементы 101 -10, элемент 11 ИЛИ, элемент 12 Й на выход преобразователя. и 6

Таким образом, на элементах 10 И происходит перемножение интенсивностей А j на 1 или 0 в каждом разряде регистра кода, а на элементе 11 ИЛИ происходит суммиро ванне этих интенсивностей.:Результирую щая интенсивность на выходе элемента

ИЛИ каждого преобразователя равна

Л = A.Е P d„с4и10,13i S«(rl.

При этом по существу элементы 10.,105 И осуще ют оперВ у ножния вероятностей Рк на коэффипиенты с(к, а элемент 11 ИЛИ осуществляет суммирование произведений cl P

Коэффипиенты а> образуют двоичный код требуемого значения интенсивности выходного потока преобразователей 4 -4

Набор таких кодов, хранящихся в регистрах 5 -5 кодов интенсивностей, обеспечивает формирование требуемого параметра пуассоновских потоков, образующихся на выходах элементов ИЛИ преобразователей 41 -4, с выхода которых и они прореживаются. Потоки случайных импульсов с выходов преобразователей

4, -4 поступают на соответствующие и входы шифратора б, который регистрирует номер i -го преобразователя 4, 4, с выхода которого с момента мчала испытания первым поступил импульс.

Шифратор 6, преобразует номер преобразователя в двоичный код, который является случайным и подчиняется закону распределения, задаваемому совокупностью кодов в регистрах 5 -5> кода.

Число, сформированное шифра ором 6, записывается. в регистр 71 памяти при поступлении на его второй вход импульса с блока 9 задания длительности импульса.

Блок 9 работает следующим образом.

На вход блока подается суммарный поток импульсов с выходов преобразователей 4.„-4, объединенных элементом п

2 ИЛИ. После преобразования, аналогичного описанному выше, поток импульсов с выхода преобразователя 4 . поступает на вход счетчика 13 с управляемым коэффипиентом пересчета. Первая группа выходов регистра 5„+ кода управляет коэффипиентом пересчета счетчика 13;

При этом на выходе счетчика 13 фор мируется эрланговский поток импуль сов за счет суммирования определенного числа интервалов первичного пуассоновского потока. Порядок эрпанговского потока определяется кодом на первой группе выходов регистра 5„+1 кода. Код на второй группе выходов регистра 5 +„ кода определяется интенсивностью потока на выходе преобразователя 4,т аналогично тому, как описано выше. Таким образом, на выходе счетчика 13 формируется эрланговский, в частном случае, при коэффициенте пересчета счетчика 13 равном единице - пуассоновский поток.

Для задания распределения моментов смены амплитуд, код которого записыва- 10 ется в регистр 7, необходимо задавать информацию в регистр 5 +.1 кода. Регистр

5> 1 кода разделен на две части. В пер»

1т+1 вую часть из блока памяти 14 поступают коды, определяющие интенсивность 15 пуассоновского потока. Во вторую часть регистра 5„,+1 кода поступают коды порядка эрланговского потока. Для выборки из блока 14 памяти требуемых кодов в блок 9 введена схема, состоящая из 211 (1, rn)-полюсника 3, преобразователей

4п+ - 4 + РегистРов 51т+ - 5„+пткодов, шифратора 6, элемента 2 ИЛИ, регистра 72 мяти Принци р боты этой схемы аналогичен описанному выше. Ин- 2S формация из регистра 7> памяти производит выборку требуемых адресов блока

14 памяти. Из выбранных ячеек блока

14 памяти информация поступает на вход регистра 5,+ кода и записывается туда щ по команде, поступающей на второй вход регистра 5„ „кода в конце каждого цикла работы счетчика 13. Таким образом, требуемый закон распределения моментов смен амплитуд формируется из совокупности эрланговых потоков, интенсивность и порядок которых определяется кодами, хранящимися в блоке памяти 14.

По команде с выхода счетчика 13 (с выхода блока 9) осуществляется прием кодов в регистр 7 . В соответствии с кодом

1 на выходе формируется требуемый уровень напряжения выходного сигнала.

При необходимости управляемый поток импульсов может сниматься с выхода любого преобразователя 4, либо с выхо1 да элемента 2 ИЛИ.

Предлагаемый генератор, позволяет получать телеграфный сигнал со случай» ной амплитудой и длительностью. динен с информационным входом регистра памяти, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения дополнительно двумерно распределенного телеграфного сигнала, он содержит группу вероятностных преобразователей, вероятностный (1,n )-полюсник, два элемента

ИЛИ, преобразователь код-напряжение и группу регистров кодов, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих вероятностных преобразователей группы, импульсные входы которых подключены к выходам соответствующих источников пуассоновского потока импульсов группы и объединены с соответствующими входами первого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом вероятностного (1, n )-полюсника, выход которого соединен с вероятностными входами вероятностных преобразователей группы, выходы которых соединены с соответствующими входами шифратора и с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом блока задания длительности импульсов, выход которого соединен со стробирующим входом регистра памяти, выход которого соединен с входом преобразователя код-напряжение, выход которого является выходом генератора.

2. Генератор по и. 1, о т л и ч a— ю шийся тем, что блок задания длительности импульсов содержит вероятностный (1, и )-полюсник, вероятностный преобразователь, счетчик и регистр кода первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими вхо . дами вероятностного преобразователя и счетчика, выход которого является выходом блока, вход которого подключен к вероятностному входу вероятностного преобразователя и к входу вероятностного (1,tl)-полюсника, выход которого соединен с импульсным входом вероятностного преобразователя, выход которого соединен со счетным входом счетчика.

Формула изобретения

1. Управляемый генератор потоков случайных событий, содержащий группу источников пуассоновского потока импульсов, блок задания длительности импульсов, шифратор, выход которого сое3. Генератор по пп. 1 и 2, о т л и- . ч а ю шийся тем, что вероятностный преобразователь содержит группу элементов И, элемент ИЛИ и элемент И, выход которого является выходом преобразователя, управляющий вход которого образует первые входы элементов И группы, вторые входы которых образуют ве9 100i096 10 роятностный вход преобразователя, а Источники информапни, выходы элементов И группы соединены принятые во внимание при экспертизе с соответствующими входами элемента 1. Авторское свидетельство СССР

HjlH, выход которого соединен с первым % 344431, кл. 6 06 F 7/58, 1970. входом элемента И, второй вход которс g 2. Авторское свидетельство СССР го является импульсным входом преоб- % 543364, кл. G 06 Р 7/58, 1975 разователя. (прототип).

Вход Я

Вход 2

Вход 1

ФИЛА.2

1001бМ

ВНИИПИ Заказ 1 397/56 Тираж 704 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4