Генератор одномерных дискретных случайных блужданий

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

О П И С А Н И E Оц,имя

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 03.08. 81 (21) 3323510/18-24 (51) M. Kn. (л06 F 7/58 с присоединением заявки ¹(23) ПриоритетГосударственный ксмитет

СССР по делам изобретений н открытнй (33) УДК 681.325. (088. 8) Опубликовано 070383 Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 070383

Ф .* - «ъ

1 « -«* (72) Авторы изобретения

В.С. Знаменский и A.Н. Симикнн (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ОДНОМЕРНЫХ ДИСКРЕТНЫХ

СЛУЧАЙНЫХ БЛУЖДАНИЙ

Изобретение относится к вычисли-. тельной технике и может найти применение при моделировании случайных процессов. 5.

Процессы, протекающие в ряде устройств, представляют собой одномерНые дискретные случайные блуждения.

При исследовании этих процессов широ- ко используется математический аппарат марковских процессов ° Однако этот аппарат не всегда позволяет по" лучить характеристики блужданий и проэести их анализ, ввиду сложности получаемых формул. Особенно сложно получить характеристики блужданий при наложении на процесс различного рода ограничениЯ в виде поглощающих,упругих, жестких и др. типов экранов. В связи с этим важное значение имеют экспериментальные .исследования.

Для экспериментального исследования этих процессов используют генераторы одномерных дискретных случайных блужданий. 25

Известен датчик потоков случайных событий, содержащий двоичный элемент, реверсивный счетчик, дешифратор, устройство задержки, элемент ИЛИ,груп- пу элементов И и коммутатор Pl ). З0

Датчик обеспечивает формированйе дискретных случайных блужданий, но не решает задачу формирования потоков случайных событий.

Известен также генератор дискретных одномерных случайных блужданий, содержащий реверсивный счетчик, переключатель емкости реверсивного счетчика, дешифраторы, цифро-аналоговый преобразователь, умножитель так-овой частоты и коммутатор 2

Однако этот генератор не позволяет определять поглощения блуждающей час-, тицы поглощающим экраном.

Наиболее .близким к изобретению является генератор одномерных дискретных случайных блужданий, содержащий управляемый генератор случайных последовательностей кодов, блок ключей, блок Пуск, реверсивный счетчик, два дешнфратора, элементы ИЛИ и четыре счетчика f 3j.

Недостаток известного генератора .невозможность экспериментального определения вероятности поглощения блуждающей частицы при наличии, наряду с поглощающим, и упругого жесткого экрана, что снижает точность воспроизведения реального процесса, 1003083

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора за счет учета эффекта упругого жесткого экрана и за счет определения статистических характеристик процесса и,в частности,за счет определения 5 вероятности достижения блуждающей час.тицей поглощающего экрана в течение заданного времени, при наличии, наряду с поглощающим, и упругого жесткого экрана. 10

Эта цель достигается тем, что в генератор одномерных дискретных слу чайных блужданий, содержащий управля емый генератор случайных последова-; тельностей кодов, три выхода которого, соединены соответственно с тремя информационными входами блока ключей, первый управляющий вход которого является входом Пуск генератора, а второй управляющий вход управляемого генератора случайных последовательностей кодов соединен соответственно с выходами счетчика циклов, счетный вход которого объединен с входами Сброс . реверсивного счетчика и

25 счетчика тактов и подключен к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого соецинен с выходом счетчика тактов, счетный вход которого подключен к первому выходу блока ключей, второй выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы последнего соединены с входами первого и второго дешифраторов соответственно, выход первого дешиф- 35 ратора подключен к входу первого счетчика и вто1ому входу элемента

ИЛИ, третий вход которого объединен с входом второго счетчика, введены ключ и переключатель, вход которого 4О соединен с выходом второго дешифрато" ра, первый выход переключателя подключен к входу второго счетчика, второй выход переключателя подключен к управляющему входу ключа, информаци" .45 онный вход которого подключен к третьему выходу блока ключей, а выход ключа соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика.

На чертеже приведена блок-схема генератора.

Генератор содержит генератор 1 случайных последовательностей кодов, блок 2 ключей, блок 3 Пуск ., ключ 4, реверсивный счетчик 5, счетчик 6 тактов,.дешифраторы 7 и 8, переключатель 9, счетчики 10 и 11,элемент ИЛИ 12, счетчик 13 циклов. Группа выходов генератора 1 соединена с информационными входами блока 2 клю- .чей, первый управляющий вход которого50 подключен к выходу блока 3 Пуск,а выходы - к информационному входу клю ча 4, суммирующему входу реверсивного счетчика 5 и счетному входу счетчи ка 6 тактов, выход ключа 4 подключен65 к вычитающему входу реверсивного счетчика 5, выход которого через дешифратор 7 соединен с входами счетчика 10 и элемента ИЛИ 12, а через дешифратор 8 — с входом переключателя 9, второй выход которого подключен к управляющему входу ключа 4, а первый— к входам счетчика 11 и элемента

ИЛИ 12, третий вход последнего подключен к выходу счетчика б тактов, вход Сброс которого объединен со входом Сброс реверсивного счетчика 5 ,и счетным входом счетчика 13 циклов и подключен к выходу элемента ИЛИ 12, выход счетчика 13 циклов соединен с вторыми управляющим входом блока ключей.

Генератор имеет два режима работы, . определяемые состоянием переключателя 9. В первом режиме, когда вход переключателя 9 подключен к его первому выходу, дешифраторами 7 и 8 задаются поглощающие экраны. При этом работа генератора аналогйчна работе известного генератора одномерных дискретных случайных блужданий.

Генератор работает следующим образом.

Генератор случайных последовательностей кодов генерирует три последовательности импульсов: регулярную последовательность тактовых импульсов. и две независимые случайные последовательности, импульсы которых появляются одновременно с тактовыми.Вероятности появления импульсов случайных последовательностей могут независимо устанавливаться в пределах от 0 до 1.

После вклк1чения блока 2 ключей с помощью блока 3 Пуск случайная последовательность импульсов с первого выхода генератора 1 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 5, со второго выхода через открытый ключ 4 — на вычитающий вход реверсив1ного счетчика 5,а тактовые импульсы ). с третьего выхода - на вход счетчика 6 тактов. Содержимое реверсивного счетчика 5 сравнивается с порогами, играющими роль поглощающих экранов, которые задаются дешифраторами 7 и 8.

Появление сигнала на выходе дешифратора равносильно достижению блуждающей частицей соответствующего поглощающего экрана. Факт поглощения регистрируется счетчиками 10 и 11. Длительность одного цикла эксперимента задается емкостью счетчика б тактов.

Очередной цикл эксперимента заканчивается, если произошло поглощение частицы на одном из экранов или после заполнения счетчика тактов. При этом, сигнал с выхода одного из дешифраторов или счетчика тактов через элемент

ИЛИ 12 поступает на вход счетчика 13 циклов и на сбросовые входы реверсив ного счетчика и счетчика тактов для приведения их в исходное состояние.

1003083

После обработки числа циклов, задан- равляемый генератор случайных госле:. ного емкостью счетчика циклов, сигнал довательностей кодов, три выхода ко" с его выхода поступает на второй уп- торого соединены соответственно с равляющий вход блока 2 ключей и пре- тремя информационными входами блока кращает поступление импульсных после- ключей, первый управ,яющий вход котодова е ностей на вход реверсивного 5 рого является входом Пуск генерасчетчика и счетчика тактов. .тора, а второй управляющий вход упра

Во втором режиме, когда вход пере- вляемого генератора случайных после ключателя 9 подключен к его второму .довательностей кодов соединен сост- ( выходу,дешифратором 7 задается погло- . ветственно с выходами счетчика циклов, щающий экран,адешифратором 8 совмест- lO счетный вход которого объединен с но с ключом 4 — упругий жесткий экран. входами Сброс реверсиВного счетРабота генератора в этом режиме чика и счетчика тактов и подключен к отличается тем, что сигнал с выхода выходу элемента ИЛИ, первый вход ко дешифратора 8 управляет состоянием . торого соединен с выходом счетчика ключа 4. При достижении блужданщей 15 тактов, счетный вход последнего подчастицей экрана, заданного дешифрато ключен к первому выходу блока ключей, ром 8, на его выходе появляется сигнал, второй выход которого соединен с сумкоторый через переключатель 9 поступа- мирующим входом реверсивного счетчи-: ет на управляющий вход ключа и закры- ка, разрядные выходы последнего сое- вает его. В следующем такте работы gg единены с входами первого и второго. генератора на реверсивный счетчик мо- дешифраторов соответственно, выход жет поступить импульс только по сум- первого дешифратора подключен к входу мирующему входу и содержимое счетчика первого счетчика и второму входу элеменможет остаться неизменным или изменит- .. та ИЛИ третий вход которого объединен

Ф ся на плюс единицу, последнее приве- д,с входом второго счетчика, о т л идет к открыванию ключа 4. Таким обра- ч а ю шийся тем,, что, с целью зом, осуществляется задание упругого .. расширения функциональных возможносжесткого экрана. Очередной цикл экспе- тей генератора за счет учета эффекта римента заканчивается при достижении . упругого жесткого-экрана, он содержит блуждакщей частицей поглощакщего эк- З ключ и переключатель, вход которого рана, заданного дешифратором 7, либо соединен с выходом второго дешифратопосле отработки заданного числа так- pa, первый выход переключателя подклютов. чен к входу второго счетчика, второй, Вероятность поглощения блуждающей :выход переключателя подключен к уп частицы поглощающим экраном определя- равляющему входу ключа, информационется как частное от деления показаний ный вход которого подключен к третьсоответствующего счетчика поглощений ему выходу блока ключей, а выход клюна емкость счетчика циклов. ча соединен с вычитающим входом реГенератор одномерных дискретных версивного счетчика. случайных блужданий позволяет опреде лить веРоЯтность поглоЩениЯ блУжДаю= 4п Источники информации, щей частицы с наперед заданной точ- принятые во внимание ripH экспертизе ностью. Необходимая точность обеспе1. Авторское свидетельство СССР

Чивается соответствующим выбором еМ» р 538383,, Q 06 р 7/58 1976

;кости счетчика циклов. 2. Авторское свидетельство СССР

Формула изобретения .4 Р 430488, кл. 5 06 7. 7/58, 1974, Генератор одномерных дискретных 3. Авторское свидетельство СССР случайных блужданий, содержащий уп- : Р 809130, щ, Q 06 % 7/58, 1980.

1003083

ВНИИПИ заказ 1554/32 Тираж 704 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул,Проектная,4