Устройство для формирования случайных сигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ СИгаАЛОВ, содержащее два генератора равномерно распределённых случайных сйгнгшов, первый ключ, коъшаратор, блок масштабирования, 1отличаюцееся тем, что, с ;целью повышения быстродействия устройства , otfo содержит группу ключей, сукматор, дискриминатор и второй ключ, управляющий вход которого соединен с управляющим входом первого ключа и является тактовым входом устройства, выходы первого и второго генераторов равномерно распределенных случайных сигналов соединены с информационными входами соответственно первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с инфор-, мационными входами компаратора и сумматора, выход сумматора является выходом устройства, выход второго . ключа соединен со входом дискриминатора , группа выходов которого соединена с группой управлякщих входов компаратора, группа, выходов которого 9 соединена с управляющими входами соответствующих ключей группы, группа выходов блока масштабирования соединена с информационными входами соответствующих ключей группы, выходы которых соединены с соответствующими входами группы информэдионных входов сумматора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) G 06 F 7/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3530248/18-24 (22) 28.12.82 (46) 15.03.84. Бюл. р 10 (72) Л.В.Боброва, Н.В.Киселев, Л.С.Филиппова и A.Ã.ßêóáîâñêàÿ (71) Северо-Западный заочный -политехнический институт (53) 681.325.66(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 444176, кл. (06 F 7/58, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 723633, кл. G 06 F 7/58, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР .Р 746643, кл. (06 F 7/58, 1977 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО. ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

СЛУЧАЙНЦХ СИГНАЛОВ р содержащее два генератора равномерно распределенных случайных сигналов, первый ключ, компаратор, блок масштабирования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с ,целью повышения быстродействия устройства, оно содериит группу ключей, сувматор, дискриминатор и второй ключ, управляющий вход которого соединен с управляющим входом первого ключа и является тактовым входом устройства, выходы первого и второго генераторов равномерно распределенных случайных сигналов соединены с инФормационными входами соответственно первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с информационными входами компаратора и сумматора, выход сумматора является выходом устройства, выход второго, ключа соединен со входом дискриминатора, группа выходов которого соединена с группой управляющих входов компаратора, группа, выходов которого соединена с управляющими входами соответствующих ключей группы, группа выходов блока масштабировайия соедин(на с инФормационными входами соответствукщих ключей группы, выходы которых соединены с соответствующими входами группы информационных Я входов сумматора.

1080141

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для моделирования случайных чисел с любым смешанным законом распределения.

Известен датчик случайных чисел

И.

Однако этот датчик позволяет моде лировать случайные числа с одним заданным законом распределения, при этом используется метод нелинейного преобразования, т. е. формирование числа происходит при совпадении линейно нарастающего напряжения со значением равномерно распределенного числа, что обуславливает невысокое быстродействие.

Известен также датчик случайных чисел, который позволяет моделировать последовательность случайных чисел с двумерным несмешанным законом распределения f2) .

Поскольку здесь также используется метод нелинейного преобразования, быстродействие устройства ограничено.

Наиболее близким к данному изобретению является устройство для формирования случайных чисел, содержащее блок управления, выход которого соединен со входом первого генератора равномерно распределенных случайных чисел, выход которого . соединен со входом компаратора, выходы которого соединены со входами блока задания весовых коэффициентов соответственно, первый и второй блоки масштабирования, ключ, блок сравнения, функциональный преобразователь, второй генератор равномерно распределенных случайных чисел, вход которого соединен с выходом блока управления, выход которого соединен с выходом ключа и с первым входом первого блока регистрации, второй вход которого соединен с первым выходом ключа, с выходом второго генератора равномерно распределенных случайных чисел и с входом второго блока масштабирования, выход которого соединен со вторим входом ключа и с входом функционального преобразователя, группа входов которого соединена с выходами блока задания весовых коэффициентов соответственно, а выход функционального преобразователя соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с третьим входом ключа, а второй вход,,блока сравнения через первый блок масштабирования соединен со входом компаратора, выходы которого соединены со входами второго блока регистрации соответственно (3) .

Данное устройство позволяет моделировать случайные числа со смешан-, ным законом распределения, однако

50 Н (к) Рк Ек(х) кч

Н

K.Р„< кф

55 где Рк - вероятность цринадлежности случайного числа К-му классу; к(к) — плотность вероятности K-ro класса.

60 Перец работой устройства по плотностям вероятности определяютая их функции распределения Гк(х), аппроксимация которых выставляется на установочных входах стоЛбцов матрицы

65 компаратора б. На порогах дискримипри этом используется метод МонтеКарло, т.е. очередное формируемое число отбирается иэ нескольких исходных, что значительно снижает быстродействие устройства.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Для достижения поставленной цели в устройство для формирования случайных сигналов, содержащее два

10 генератора равномерно распределенных случайных сигналов, первый ключ,. компаратор, блок масштабирования, введены группа ключей, сумматор, дискриминатор и второй ключ, управ 5 ляющий вход которого объединен с управляющим входом первого ключа и является тактовым входом устройства, выходы первого и второго гене-. раторов равномерно распределенных случайных сигналов соединены с информационными входами соответственно первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с информационными входами компаратора и сумматора, выход сумматора является выходом устройства, выход второго ключа соединен со входом дискриминатора

У группа выходов которого соединена с группой управляющих входов компаратора, группа выходов которого соединена с управляющими входами соответствующих ключей группы, группа выходов блока масштабирования соединена с информационными входами соответствующих ключей группы, выходы кото35 рых соединеныссоответствующими входами группы информационных входов сумматора.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

40 Устройство содержит генератор 1 равномерно распределенных случайных сигналов, ключ 2, генератор 3 равномерно распределенных случайных сигналов, ключ 4, дискриминатор 5, компаратор б, ключи 7, блок 8 масштабирования, сумматор 9.

Принцип работы устройства основан на формировании случайных чисел с плотностью вероятности

1080141

Составитель..А.Карасов

Редактор С.Тимохина Техред,И.Тенер . КорректорА.Эимокосов

Ю » Заказ 1339/49 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент., г. Ужгород, ул. ПрОектная, 4 натора 5 выставлены значения вероятностей Р : на первом — Р, на второй - (P„+P ), наконец на N-ом(Р1 +Р, +Л +Р ) . Первый и второй ключи 2 и 4 необходимы для обеспечения тактов работы устройства, первый генератор 1 служит для моделирования чисел М, второй генератор

3 - для задания вероятностей Р .

Блок масштабирования 8 предназначен для задания масштабов изменения 10 моделируемой случайной величины и представляет собой набор блоков постоянных напряжений, пропорциональ. ных масштабам изменения случайной величины N<,..., NN. Сумматор 9 не обходим для обеспечения этого масштабирования.

Устройство работает следующим образом.

Синхронно включаются генераторы

1 и 3 и источник тактовых импульсов. 2О

Случайная величина I . от второго

t генератора 3, попадая на вход дискри минатора 5, открывает один из его выходов в зависимости от амплитуды числа Г .. Например, если К=5 и Р,=0,1; Р=0,5; Р = 0,21

Р4 - 0,05у Р - 0,15, то дискриминатор имеет пороги 0-0,1 ° 0,1-0,6 ° 0,6> 85 0 85 1 Е ли g 0 ° 7 то открыт третий выход дискриминатора 5. Пусть. величина, от генератора 1 сравнится с установкой 5-й схема сравнения в компараторе 6.

Открывается ключ 7у, и на вход сумматора 9 с выхода блока 8 поступает величина И 5, а на выходе его будет величина И5+,,подчиняющаяся плотности вероятности i>(x). Аналогичыж образом функционирует устройство и в следующие такты работы. На выходе

его формируются сигналы, подчиняющиеся заданному смешанному закону ,распределения. Поскольку перебор нескольких первичных случайных сигналов при формировании каждого случайного сигнала отсутствует, быстродействие предложенного устройства выше, чем у известного. По сравнению с базовым объектом предложенное позволяет расширить класс решаеваах задач,так как базовый объект моделирует только нормально распределенные случайные числа. !