Вероятностный ( @ , @ ) -полюсник

 

1. ВЕРОЯТНОСТНЫЙ (я ,m)ПOЛЮCHИK , содержащий группу счетчиков, ;выходы которых соединены с соответствукяаими входами, элемента или, выход которого соединён.с входом распределителя импульсов, каходы кото рого соединены с першдми входами соответствункдих элементов и группы,отли ч аюадийся тем, что. с целью расширения функциональных возмозкностей за счет задания многомерного распределения, он содержит вероятност{шй коммутатор, триггер, элемент И и генератор импульсов, выход которого соединен с первым вход ж элемента и, второй вход которого подключен к выходу триггера, единичный вход которого является входом Пуск вероятностного (и 1)-полюсника , группу выходов которого образуют выходы вероятностного коммутатора, группа входов котсчрого соединена с выходами соответствукидах элементов И группы, первые входы которых соединены с синхронизирующими входами соответствующих счетчиков группы, Щ счетные входы которых объединены между собой и соединены с вторыми Л входами элементов И группы и подклю-г чены к выходу элемента И, выход последнего счетчика в группе соединен с рулевым входом триггера. S

СОЮЗ OGBH ÑÍÈÕ

РЕСПУбЛИК

3ЦВ G 06 F 7/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЬПИЙ

f21) 3323887/18-24 (22 ) 28. 07. 81 (46) 15.06.83. Вюл. Р 22 (72) В. П. Гуляев, а. Н. Мальцев и Ю. В. Моисеев (71) уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 681 ° 325 (088. 8) (56) 1. авторское свидетельство СССР

9 557481, кл. G 06 F 7/58, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

504196, кл. G 06 F 8/58 ю 1974 (прототип) ° (54)(57) 1. ВЕРОЯТНОСТНО (н,m)-ПОЛЮСНИК, содержащий группу счетчиков, ;выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выхсщ которого соединен.с входом распределйтеля импульсов, выходы кото рого соецинены с первыми входами соответствующих элементов ю группы,. о т л и ч а.ю шийся тем, что,,SU„„, 1023327 А с целью расширения функциональных. возможностей за счет задания многомерного распределения, он содержит вероятностный коммутатор, триггер, элемент И и генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера, единичный вход которого является входом

"Пуск" вероятностного (и,m)-полюсника, группу выходов которого образуют выходы вероятностного коммутатора, группа входов которого соединена с выходами соответствующих элементов И группы, первые входы которых соединены с синхронизирующими входамн соответствующих счетчиков группы, Я счетные входы которых объединены между собой и соединены с вторыми входами элементов И группы и подклю чены к выходу элемента И, выход последнего счетчика в группе соединен с нулевым входом триггера .

1023327 мента.

2. Вероятностний (й, н )"полюcник по п. 1, отличающийся тем„ что вероятностный коы4утатор содержит k групп вероятностных двоичних элементов (К иф - Ф+1) и к генераторов случайных импульсов, первая группа вероятностных двоичных элементов содержит ич вероятностных двоичных элементов (1м -число входов вероятностного коммутатора), вторая группа вероятностных двоичных зле» ментов содержит N +1 вероятностных двоичних элементов, K --я группа вероятностных двоичных элементов содержит И/2 вероятностных двоичных элементов (р — число выходов вероят ностного коммутатора, и > 2m), пер вые входы вероятностных двоичных элементов каждой 1-й группы (1 °

1, К ) объединены между собой и ,подключены к первому выходу -го генератора случайных импульсов, вторые входи вероятностных двоичных элементов каждой -1 группы объединены меж®у собой и подключены к второму выходу -го генератора случайних импульсов, третьи входы вероятностных двоичных элементов первой группы образуют группу входов вероятностного коммутатора, группу выходов которого образуют первые и вторые

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано при. статистическом моделировании.

Известно устройство для формирования случайных дискретных амуниций с пространственным распределением, содержащее несколько генераторов случайных импульсов, выходы которих соединены с входами соответствующих схем совпадения, другие входы которых соединены с одним выходом триггера, другой выход которого соединен с входами блока многовыходових схем соэпадения, регистр и генератор тактовых импульсов (1).

Недостатком этого устройства яв- ляется его сложность.

Наиболее близким к изобретению является генератор случайных импульсоэ, содержащий генератор пуассоновского потока импульсоэ, распределитель импульсов, счетчики, элементы

И и ИЛИ ()).

Однако это устройство не позволя4 ет задавать многомерное распределение 4

Цель изобретения - расширение

Функциональных возможностей устройвыходы вероятностных двоичних элементов К -й группы, первый выход вероятностного двоичного элемента в каждой

"й группе (1, К -1) соединен с третьим входом соответствующего вероятностного двоичного элемента

s группе, второй выход последнего вероятностного двоичного элемента э

) -й группе. соединен с третьим входом последнего вероятностного двоич= ного элемента в (1 +1)-й группе, вто:рой выход каждого предыдущего вероятностного двоичного элемента каж . дой g --й группы соединен с первым выходом соотве TCTByNmего последующего вероятностного двоичного элемента этой же группы.

3. Вероятностный (и, et)-nomacник по пп. 1 и.2, о т л и ч а ю— шийся тем, что каждый вероятностный двоичный элемент содержит два элемента И, эиходы которых являются соответственно первым и вторым выходами вероятностного двоичного элемента, первым и вторым входами

:которого являются соответственно первые входы первого и второго элементов И, вторые входи которых, объеди= иены между собой и являются третьим входом вероятностного двоичного элеI 2 ства за счет задания многомерного распределения. указанная цель достигается тем, что ввероятностний (n,â)-нолюсннк,„. содержащий группу счетчиков, выходы. которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом распределителя импульсов, выходы которого соедииены с первыми входами соответстэующих элементов И группы, введен вероятностный коммутатор, триггер, элемент И и генератор импульсоэ, выход которого соединен с первым вхо дом элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера, единичный вход которого является входом

"Пуск" вероятностного (И,ю )-полюсника, группу выходов которого образуют выходы вероятностного коммута @ тора, группа. входов которого соединека с выходами соответствующих элементов И группы, первые входы которых соединены с синхронизирующими входами соответствующих счетчиков группы, счетные входи которых объединены между собой и соединени с вторими входами элементов И группы и подключены к выходу элемента И, вы1023327. ход последнего счетчика в группе соединен с нулевым входом триггера.

Кроме того, вероятностный коммутатор содержит К групп вероятностных двоичных элементов (к И/2-w+1) и

К генераторов случайных импульсов, первая группа вероятностных двоичных элементов содержит m вероятностных двоичных элементов (М- число входов вероятностного коммутатора, произвольное число), вторая группа вероятностных двоичных элементев содержит и+1 - вероятностных двоичных элементов, К -я группа вероятностных двоичных элементов содержим ф2 вероятностных двоичных элементов (И - l5 число выходов вероятностного коммутатора, И7 2 ) первые входы вероятностных двоичных элементов каждой -й группы (i l- K ) объединены между собой и подключены к первому 2О выходу а-го генератора случайных импульсов, вторые входы вероятностных двоичных элементов каждой -й группы объединены между собой и подключены к второму выходу 1--го генератора случайных импульсов третьи входы вероятностных двоичных элементов первой группы образуют группу входов вероятностного коьалутатора, группу выходов которого образуют первые и вторые выходы вероятностных двоичных элементов К-й группы, первый выход вероятностного двоичного элемента в каждой -й группе (y l

К -1) соединен с третьим входом соответствующего вероятностного двоичного элемента в (j +1)-й группе, второй выход последнего вероятностного двоичного элемента в j-й группе соединен с третьим входом последнего вероятностного двоичного элемента 4О .в (j +1)-й группе. ..торой выход каждого предыдущего вероятностного двоичного элемента каждой g --A группы соединен с первым выходом со твет" ствующего посл дующего вероятност- 45 ного двоичного элемента этой же группы 4

При этом каждый вероятностный двоичный элемент содержит два элемен-5О та И, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами вероятностного двоичного элемента, первым и вторым входами которого являются соответственно первые входы первого и второго элементов И, вторые входы которых объединены между собой и являются третьим входом вероятностного двоичного элемента.

На фиг. 1 приведена .блок-схема вероятностного (й, m)-полюсника; ОО на фиг. 2 — схема вероятностного коммутатора, на фиг ° 3 — схема вероятностного двоичного элемента, на фиг. 4 - схема генератора случайных импульсов. 65

Вероятностный (И, nt)-полюсник содержит генератор 1 импульсов, элемент 2 И, триггер 3 с входами 4 и

4, счетчики 5, 5, ..., 5» группу элементов 6, 6, ..., б Ч, эле-. мент 7 ИЛИ, распределитель 8 импульсов, входы 9, 9g °, 9, вероятностного коммутатора 10 с выходами

11, 11, ° ° ., 11 .

Вероятностный коммутатор 10 содержит первую группу вероятностных двоичных элементов 12(3), 12(1), 12(l)>, вторую группу вероятностных двоичных э. зментов 12(2), 32(2) К -ю группу вероятност ных двоичных элементов 12(К), 12(К), 12(Х),, причем К = (n/2- w+1) .

Кроме того, вероятностный комму-. татор содержит К генераторов 13« 13, ..., 13„ случайных импульсов.

Каждый вероятностный двоичный элемент содержит элементы 14 и 15 И с выходами 16 и 16 и входами 17, 18 и 182

Каждый генератор случайных импульсов содержит источник шума 19 и пороговый элемент 20 с выходами 21< и

21 и входами 22 и 23.

Устройство (фиг. 1),- т.е. на пер вам входе элемента 2 И, действует исходная периодическая последователь ность импульсов. При подаче сигнала запуска на вход 4 триггера 3 на втором входе элемента 2 И появляется сигнал с выхода триггера 3, элемент 2 И открываетея. Импульсы с генератора 1 проходят на счетные входы счетчиков 5 и первые входы элементов б И. Каждый из счетчиков 55 „ установлен на счет того числа импульсов, которое необходимо подать на соответствующий из входов 9„ -9> вероятностного коммутатора 10.

В исходно " состоянии на первом выходе распределителя 8 импульсов, соединенном с управляющим входом счетчика 5 и.первым входом элемента ,б И, действует сигнал, открывающий !

Укаэанный элемент б И и разрешающий ведение счета на счетчике 5. На дру- гих выходах .распределителя 8 сигналы отсутствуют, поэтому. элементы б И и счетчики 5 -5„;„ закрыты. Импульсы периодической последовательности через открытый элемент б И проходят на вход 9 вероятностного коммутато- . ра 10. Одновременно в счетчике 5 производится счет числа импульсов, по достижении заданного количества счетчик 5 выдает сигнал на вход распределителя 8 через элемент 7 ИЛИ.

Сигнал на первом выходе распределителя 8 исчезает, появляется соответствующий сигнал на втором выходе распределителя 8. Элемент 6 И и счетчик

5 закрываются. За время с момента открытия до момента закрытия элемента 6 И на вход 9„ коммутатора 10

1023327 проходит заданное количество импуль» сов. Открывается элемент б И, начинается счет импульсов счетчиком 5 до значения, заданного для входа 9 .

Таким образом, последовательно на каждый из входов 9 -9, коммутатора

10 посылается заданное число импульсов. При этом осуществляется формирование иэ исходной детерминированной импульсной последовательности импульсов с детерминированными коор динатами. Значением координаты является номер входа коммутатора 10.

Для каждой координаты может быть задано любое требуемое число импульсов, начиная от нулевого. 15

Далее с помощью вероятностного коммутатора 10 (фиг. 2) производят преобразование полученных детерминированных координат заданного чис-, ла импульсов по случайному биноми- 2О нальному закону, т.е. Формирование требуемой случайной дискретной функции. Импульсы, приходящие на входы

9„ -9, коммутатора 10, попадают на сигнальные входы вероятностнйх дво- 15 ичных элементов 12 (фиг. 2).

Элемент 12 работает следующим образом (фиг. 3}. Импульс, появляющийся на сигнальном входе 17 элемента 12, проходит íà выход одного из двух элементов 14 и 15 И, а именно, того элемента, на другом входе

18 которого действует в данный момент времени напряжение с выхода генератора 13. На входы 18 и 18@ элементов 14 и 15 И подается с гене ратора 13 соответственно прямая и инверсная последовательность случайных импульсов с длительностями, меняющимися по случайному закону с заданной вероятностью. Вероятность 4О появления импульса напряжения на входе 18 равна &, на выходе 18 1 — 9 т.е. если на входе 18 действует импульс, то на входе 18 пауза, и наоборот. Таким образом, 45 импульс, появляющийея на входе 17 элемента 2, проходит с заданной ве- роятностью 9 или 1- 9 на тот или другой из выходов 1б и 1б .элемента 12.

Происходит изменение значения коорди gg наты входного импульса на единицу в ту нли другую сторону по случайному закону с заданной вероятностью H ..

Величина вероятности 8 межет изменять" ся регулированием порога срабатывания 55 порогового элемента 20 (фиг. 4).

С сигнального выхода элемента 12(1) первого ряда импульс попадает на сигнальный вход элемента 12(2) следующего ряда и так далее. Пройдя К вероятностных элементов импульс меняет свою координату К раэ rro случайному закону с вероятностью Ю.I

Изменением значений вероятностной

9 и объемов счетчиков 5 обеспечивает ся задание различного вида требуемой случайной функции в диапазоне от унимодальных до полимодальных. Общее число импульсов и определяет устойчивость Формируемой случайной функции и задается установкой числа импульсов, формируемых генератором 1.

Распределение числа импульсов Й„ по входам 9 коммутатора 10 определяет вид формируемой функции и эацается установкой числа счета на каждом из счетчиков 5. Вероятность 8 задается на выходах генераторов 13. В случае одинакового значения на всех генераторах 13 преобразование координат импульсов в коммутаторе 10 осуществляется по указанному биноминальному закону, обеспечивающему расчет параметров формируемой функции по известным формулам. Значения вероятностей 6 на выходах генераторов 13 могут быть заданы и неодинаковыми.

При этом преобразование координат импульсов в коммутаторе 10 производится по случайному закону, отличающемуся от указанного биномннального.

Аналогичный эффект может быть получен при иэменечни структуры связей между элементами 12. При этом на выходе устройства также могут быть получены случайные функции распределения требуемых видов.

Использование предложенного принципа формирования случайных дискретных функций с пространственным распределением и устройства для его осуществления обеспечивает формирование случайных функций с фиксированным объемом выборки при Фиксированном интервале распределения. Это, расширяет область использования известных способов в устройстве, делая возможным применение их при исследовании и моделировании случайных процессов с заданным числом событий, происходящих на определенных отрезках времени или областях пространства, например, радиолокационных сиг налов.

1023327

И1 Hi if

Фи1,i

Составитель А. Еарасов

Редактор М. Бандура Техреду.тенер корректор А. Дэятко

ЮЮФВЮ Ю

Эакаэ 4213/33 Тирам 706- Подписное

ВНИИПИ Росударственкого комитета СССР . по делай изобретении к.откриткй

113035, Москва, %35, Раущскак наб., д. 4/5

Ю Ю

Филиал ППН "Патент", е. Укгород, ул. Проектная, 4