Генератор потоков случайных событий

 

1. ГЕНЕРАТОР ПОТОКОВ СЛУЧАЙНЫХ СОВЫТИЙ, содержащий датчик случайных импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу одновибратора, вход которого объединен с установочным входом первого счетчика и является входом Опрос генератора, Выход первого элемента И соединен со счетным входом первого счетчика, выходы разрядов которого соединены с соответствующими входами первого дешифратора , выходы которого соединены с соответствующими входами первого коммутатора , выходы которого соединены с соответствующими входами первого блока элементов ИЛИ, выход которого является первым выходом генератора, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора путем обеспечения заданной корреляционной зависимости между двумя потоками случайных событий, он содержит второй элемент И, второй счетчик, дешифратор , второй коммутатор, второй блок элементов ИЛИ и блокзадержки, информационный вход которого подключен к выходу одновибратора, а управляющий вход блока задержки является управляющим входом генератора, выi ход датчика случайных импульсов соединен с первым входом второго эле (Л мента И, второй вход которого подключен к выходу блока задержки, выход второго элемента И соединен со счетным входом второго счетчика, установочный вход которого соединен Опрос генератора, выс в ходом ходы разрядов второго счетчика соединены с соответствующими входами О второго дешифратора, выходаа которо . го соедине.ны с соответствующими ю о входами второго коммутатора, выходы которого соединены с соответствующими входс1ми второго, блока элементов ИЛИ, выход которого является вторым о выходом генератора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) 2696 А

3(5D G 06 F 7/58

- ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3471249/18-24 (22) 15.07.82 (4б) 23.12,83. Бюл. М 47 (72) Э.A.Áàêàíoâè÷, A.È,Âoëêoâåö и Н.А,Волорова (71) Минский радиотехнический институт (53) б81.325(088,8) (5б) 1. Четверикон В,Н., Баканонич 3.А, Менькон А,В. Вычислительная техника для статического моделирования. M. Советское радио, 1978, с. 183, рис. 1У.9.1.

2. Авторское свидетельство СССР

9 345487, кл, G Об F 7/58, 1971 (прототип) . (54,) (57) 1. ГЕНЕРАТОР ПОТОКОВ СЛУЧАЙНЫХ СОБЫТИЙ, содержащий датчик случайных импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, нторой вход которого подключен к выходу одновибратора, вход которого объединен с установочным входом первого счетчика и является входом Опрос генератора, выход первого элемента И соединен со счетным входом первого счетчика, выхо» ды разрядов которого соединены с соответствующими входами первого дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими нходами первого коммутатора, выходы которого соединены с соответствующими входами первого блока элементов ИЛИ, выход которого является первым выходом генератора, отличающийс ятем,что,с целью расширения функциональных нозможностей генератора путем обеспечения заданной корреляционной зависимости между двумя потоками случайных событий, он содержит второй элемент

И, второй счетчик, второй дешифратор, второй коммутатор, второй блок элементов ИЛИ и блок-задержки, информационный вход котороГо подключен н выходу одновибратора, а управляющий вход блока задержки является управляющим входом генератора, выход датчика случайных импульсов соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока задержки, выход второго элемента И соединен со счетным входом второго счетчика, установочный вход которого соединен с входом Опрос генератора, выходы разрядов второго счетчика соединены с соответствующими входами второго дешифратора, выходы которо.го соединены с соответствующими входами второго коммутатора, выходы которого соединены с соответствующими входами второго. блока элементов

ИЛИ, выход которого является вторым выходом генератора.

1062696

2, Генератор по п. 1, о т л и ч а ю.шийся тем, что блок за)цержки содержит дешифратор, элемент

ИЛИ, группу элементов И и и (п -число элементов И в группе), соединенных последовательно элементов задержки, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы, выходы, которых сое1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании систем с учетом влияния взаимосвязанных случайных внешних воздействий при построении вычислительных и моделирующи устройств, а также при построении автоматизированных комплексов, Известен генератор потока корреляционно зависимых событий, содержащий датчик потока случайных импульсов, линию задержки, триггер, генератор импульсов и конъюнктор jl) .

Недостатком этого устройства является то, что на его выходе формируется одноразрядное двоичное случайное число (1 или О), что затрудняет формирование с помощью этого устройства случайных процессов сложной структуры; кроме этого, между коэффициентом корреляции и периодом следования сигналов от генератора импульсов достаточно сложная математическая зависимость.

Наиболее близким техническим реше. нием к изобретению является генера- тор потоков случайных событий, содержащий датчик первичных потоков случайных импульсов, кипп-реле, схему совпадения и последовательно соединенные счетчик импульсов, дешифра тор, коммутирующее устройство и блок схем ИЛИ, причем выход датчика первичных потоков случайных импульсов подключен к импульсному входу схемы совпадения, потенциальный вход которой соединен с выходом кипп-реле, а выход схемы совпадения подключен к входу счетчика импульсов, другие входы которого связаны с входом киппреле, а выходы подключены к входам дешифратора f2) .

Однако известное устройство не позволяет формировать потоки корреля ционно зависимых случайных событий; в то время как при решении многочисленных, задач надежности, связи, статистической радиотехники возникает необходимость именно в потоках корреляционно зависимых случайных событий. динены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока, информационным входом которого является вход первого элемента задержки, а управляющим входом блока являются входы дешифратора, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И группы, 2

Целью изобретения является расширение области применения генератора потоков случайных событий путем обеспечения возможности формирования по-

-)токов корреляционно зависимых случайных событий, Для достижения указанной цели в генератор потоков случайных событий, содержащий датчик случайных импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу одновибратора, вход которого объединен с установочным входом первого счетчика и является входом Onpoc генератора, выход первого элемента И соединен со счетным входом первого счетчика, выходы разрядов которого соединены с соответствующими входами первого дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими входами первого коммутатора, выходы которого соединены с соответствующими входами первого блока элементов ИЛИ, выход которого является первым выходом генератора, введены второй элемент И, второй счетчик, второй дешифратор, второй коммутатор, второй блок элементов ИЛИ и блок задержки, информационный вход которого подключен к выходу одновибратора, а управляющий вход блока задержки является управляющим входом генератора, выход датчика случайных импульсов соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока задержки, выход второго элемента И соединен со счетным входом второго счетчика, установочных вход которо40. го соединен с входом Опрос генератора, выходы разрядов второго счетчика соединены с соответствующими входами второго дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими входами второго коммутатора, выходы которого соединены с соответствующими входами второго блока элементов ИЛИ, выход которого является вторым выходом генератора.

1062696

Кроме того, блок задержки содер- жит дешифратор, элемент ИЛИ, группу элементов И и я .(л. — число элементов И н группе), соединенных последовательно элементов задержки, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента

ИЛИ, выход которого является выходом блока, информационным входом которо- 10 го является нход первого элемента saдержки, а управляющим входом блока являются входы дешифратора, выходы которого соединены с вторыми нходами соответствующих элементов И группы. 15

На фиг. 1 приведена блок-схема генератора; на фиг. 2 — схема блока задержки; на фиг. 3 — временная диаграмма работы генератора.

Генератор содержит датчик 1 случайных импульсов, одновибратор 2, блок 3, задержки, элементы И 4 и 5, счетчики б и 7, дешифраторы 8 и 9, коммутаторы 10 и 11, блоки 12 и 13

° элементов ИЛИ.

Датчик 1 случайных импульсов пред" н аз н аче н для формиров ани я исходного случайного импульсного потока с требуемой интенсивностью.

Однонибратор 2 предназначен для формирования прямоугольного импульсного сигнала длительностью Т при поступлении на вход генератора импульсов опроса.

Блок 3 задержки предназначен для формирования прямоугольного импульсного сигнала длительностью Т, идентичного исходному сигналу, формируемому одновибратором 2, но сдвинутому относительно него на управляемый интервал времени с . 40

Блок 3 задержки содержит (группу)

t1 элементон 14 задержки, дешифратор

15, группу из элементов И 16 и элемент ИЛИ 17.

Блок 3 задержки работает следую- 45 щим образом.

Код, определяющий время задержки и поступает на вход третьего дешифратора 15, на одном из выходов которого в соответствии с поданным кодом появляется разрешающий сигнал. Этот сигнал открывает соответствующий элемент И иэ группы элементов И 16 по одному из входов.

На второй вход блока 3 задержки поступает сдвигаемый сигнал с выхода одновибратора. На выходе первого элемента 14 задержки группы элементов задержки сигнал сдвигается на и, и время о (о — время з адержми на одном элементе), на выходе второго элемента — 2 с и т.д. Таким образом, группа 14 неуправляемых элементон задержки может обеспечить задержку сигнала на время с = г о, где

2 (— разрядность управлякнцих 65 кодов, поступающих на вход третьего дешифратора 15) . Так как в группе элементов И 16 по перному входу открыт только один элемент, то на выходе блока 3 задержки формируется сигнал, сдвинутый на величину " с гдеq — код, определяющий величину задержки.

Элементы И 4 и 5 предназначены для подключения выхода датчика 1 случайных импульсов к счетным входам соответствующих счетчиков 6 и 7 импульсов на время действия прямоугольных сигналов длительностью Т, поступающих лйбо непосредственно от одновибратора 2 (для счетчика б), либо через блок 3 задержки (для счетчика 7).

Счетчики б и 7 предназначены для подсчета числа случайных импульсных сигналов, поступающих на их входы от датчика 1 случайных импульсов в течение времени действия на входах элементов И 4 и 5 прямоугольных сиг. налон, поступающих от однонибратора

2 непосредственно (счетчик б),. либо через блок 3 задержки (счетчик 7).

Дешифраторы 8 и 9 предназначены для получения пространственного представления случайных кодов, хранящихся в счетчиках б и 7, т.е., для преобразования н пространственное представление числа сигналов, посту1 пивших от датчика 1 случайных импульсон в течение интервала времени Т.

Коммутаторы 10 и 11 и блоки 12 и 13 элементов ИЛИ предназначены для преобразонания пространственно распределенных случайных величин на выходе дешифраторон 8 и 9, подчиняющихся известному закону распределения, в пространственно распределенные случайные величины, подчиюняющиеся заданным функциям распределения вероятностей.

Генератор потоков случайных событий работает следующим образом.

Поступающий импульс опроса (ИО, фиг. 1) устанавливает в 0 содержимое счетчиков б и 7 и запускает однонибратор 2, на выходе которого появляется прямоугольный импульс длительностью Т. Этот сигнал открывает элемент И 4 и непосредственно через время с, задаваемое блоком 3 задержки, открывает элемент И 5. Через открытые элементы И 4 и 5 импульсы от датчика 1 случайных импульсов в течение соответствующих интервалов времени длительностью Т поступают на счетные входы счетчиков б и 7..

Количество сигналов, поступающих на счетный вход каждого из счетчиков б и 7 от датчика 1 случайных импульсов, случайно и определяется интенсивностью 3 и вероятностными свойствами потока, формируемого датчиком 1

1062696 случайных импульсов, и длительностью интервала времени T.

Между числом сигналов, поступающих на вход счетчика 6 в течение времени Т, и числом сигналов, пбступающих на вход счетчика 7 в течение соответствующего ему интервала времени

Т, должна существовать корреляционная связь. Это следует из того, что в течение времени Т - f (фиг. 2) счетные входы обоих счетчиков 6 и 7 одновременно подключены к датчику 1 случайных импульсов, и сигналы, сформированные за.этот интервал времени датчиком 1 случайных импульсов, поступают на оба счетчика 6 и 7 и изме- 35 няют одинаково их состояние, Очевидно также, что..для 7, = =0 счетчики 6 и 7 формируют за время Т одинаковые коды, а при ь > Т эти коды (в частноети, при пуассоновском потоке, фор" 2() мируемом датчиком 1 потоков случайных имп льсов) неэ ависимы.

Случайные коды, хранящиеся в счетчиках 6 и 7, с помощью дешифраторов 8 и 9 преобразуются в пространственно распределенные случайные величины, которые подчиняются известному закону распределения вероятностей, определяемому вероятностными свойствами потока, формируемого датчиком 1 потока случайных импульсов.

С помощью коммутаторов 10 и 11 и блоков 12 и 13 элементов ИЛИ известная функция распределения вероятностей может быть преобразована в за(данный закон распределения случайных величин. С приходом следующего сигнала опроса процесс повторяется.

Предлагаемый генератор по сравнению с ЭВМ общего назначения, во-первых, требует на 2-3 порядка меньших аппаратурных затрат для формирования потока случайных событий с требуемы-. ми корреляционными свойствами, вовторых, позволяет формировать потоки как случайных, так Й псевдослучайныхсобытий, в-третьих, обеспечивает на

2-3 порядка более высокое быстродействие при формировании потока корреляционно зависимых случайных событий.

Кроме того, наличие идентичных каналов формирования потоков случайных событий в предлагаемом генераторе позволяет достаточно просто осуществлять агрегатирование и создавать многоканальные генераторы по токов случайных событий. Совместное же использование генератора с микропроцессором или микро — 3BM позволит формировать нестационарные потоки случайных событий, а при фиксированных (заданных) корреляционных связях между событиями в потоке — изменить (регулировать) функции распределения формируемых случайных величин.

1062696

ЛСи . Составитель A.Карасов

Редактор Т.Кугрышева Техред М.Тепер Корректор В.Бутяга

Заказ 10219/50 Тирам 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент r.Óêãîðîä, ул.Проектная, 4