Генератор случайного процесса

 

ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА , содержащий датчик равномерно распределенных случайньк чисел, выход которого соединен с информационным входом ключа, управляющий вход которого является тактовым входом генератора , а выход ключа соединен с входом сумматора и с первыми входами Схем сравнения группы, выходы которьк соединены с управляняцими входами соответствующих ключей группы, информационные входы которых подключены к соответствующим выходам источника постоянных напряжений, а выходы ключей группы соединены с группой входов сумматора соответственно, выход которого является выходом генератора , отличающийся тем, что, с целью расширения области применения генератора путем изменения saKOHdB распределения в процессе его -работы, он содержит группу функциональных преобразователей и (Л генератор линейно изменякнцегося напряжения , выход которого соединен с входами ф|ушсциональных преобразователей , выходы которых соединены с S вторыми входами соответствующих схем сравнения.

09) 01) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зш G 06 F 7/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 361488 j/18-24 (22) 25.04.83 (46) 07.10.84. Бюл. ¹ 37 (72) Л.В.Боброва, Г.И.Горьян, Н.B.Êèñåëåâ, А.Г.Якубовская и E.Ã.ßêóбовский (71) Северо-.Западный заочный политехнический институт (53) 681..325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 746643, кл. G 06 F 7/58, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 723633, кл. G 06 F 7/58 1978.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3530248, 1982 (прототип)., 4. Путилин А.Б., Политрон M., «" Энергия", 1980, с . 15., (54)(57) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОПЕССА, содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соединен с информационным входом ключа, управляющий вход которого является тактовым входом генератора, а выход ключа соединен с входом сумматора и с первыми входами схем сравнения группы, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих ключей группы, информационные входы которых подключены к соответствующим выходам источника постоянных напряжений, а выходы ключей группы соединены с группой входов сумматора соответственно, выход которого является выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения генератора путем изменения законбв распределения в процессе его работы, он содержит группу 3 функциональных преобразователей и генератор линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен с входами функциональных преобразователей, выходы которых соединены с вторыми входами соответствукицих схем сравнения.

1 111

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для формирования случайных чисел с управляемым законом распределения.

Известно устройство для формиро5 вания случайных чисел, в котором моделирование чисел осуществляется с использованием метода Монте-Карло, а зто значит, что для формирования одного числа с заданным законом рас- 1О пределения необходимо просмотреть не .сколько чисел с равномерным законом распределения f1) .

Однако это снижает быстродействие . устройства и усложняет его схемное решение .

Известен датчик случайных чисел, в котором формирование числа проис- ° ходит при использовании метода нелинейного. преобразования, т.е. при сов падении значения линейно нарастающего напряжения со значением равномерно распределенного случайного числа $2) .

Однако у устройства невысокое быстродействие.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор случайного процесса, содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соеДинен с информационным входом ключа,.

ЗО управляющий вход которого является тактовым входом генератора, а выход ключа соединен с входом сумматора и с первыья входами схем сравнения, группы, выходы которых соединены с управ- 5 ляющими входами соответствующих ключей группы, информационные входы которых подкл ючены к со.ответствукицим выходам источника постоянных напряжений, .а выходы ключей группы соедине. ны с группой входов сумматора соответственно, выход которого является выходом генератора, второй датчик случайных чисел, второй ключ, компаратор, схемы сравнения (3) .

Однако известный генератор не имеI ет возможности изменять автоматически во времени закон распределения формируемого процесса.

Целью изобретения является расширение области применения генератора путем изменения законов распределения в процессе его работы.

Для достижения поставленной цели

i г еeнaеeр аaтTоaр с лaу чаaй нaоoг 0о пaр о0цaе с eса, со- 55 держащий датчик равномерно распределенных случайных чисел, выход которо го соединен с информационным входом

7636 2 ключа, управляющий вход которого является тактовым входом генератора, а выход кпюча соединен с входом сумматора и с первыми входами схем сравнения группы, выходы которых соединены,с управляющими входами соответствукицих ключей группы, информационные входы которых подключены к соответствующим выходам источника постоянных напряжений, а выходы ключей группы соединены с группой входов сумматора соответственно, вьход которого является выходом генератора, введены группа функциональных преобразователей и генератор линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен с входами функциональных преобразователей, выходы которых соединены е вторыми входами соответствующих схем сравнения.

На-чертеже приведена блок-схема генератора.

Генератор содержит датчик 1 равномерно распределенных случайных чисел, ключ 2, генератор 3 линейно изменяющегося напряжения, функцио.нальные преобразователи 4, схемы 5 сравнения, ключи 6, источник 7 постоянных напряжений, сумматор 8.

Функциональные преобразователи описаны в )4).

Устройство работает следующим образом.

Предварительно на N универсальных функциональных преобразователях 4 выставляются законы изменения значений функции распределения в N точках. (преобразователь 4-1 задает закон изменения функции распределения

F(z) в точке F(x1}, второй — в точке Р(х ) и т.д.). На каждом из функциональных преобразователей 4 могут быть выставлены И значений функции распределения в данной точке. .Например, пусть необходимо сформировать последовательность случайных чисел, в которой К первых чисел имеют нормальный Р1(х) закон распределения F,(õ), К следующих — релеевский F,(х), К третьих — закон распределения Пуанссона F,(õ) и т.д., десятая группа из К чисел — распределение Стьюдента F,z(x) . Пусть в качестве

1 функциональных преобразователей (4-1)-(4-N) использованы ЭЛТ ЛФ9П политрон, каждый из которых имеет

10 функциональных пластин. Для обеспечения требуемого регулирования за. кона преобразования необходимо вы117636

3 1 ставить на функциональных пластинах ЭЛТ политрон следующие значения: на ЭЛТ (4-1) — Р1(х),F,(х„),..., F>(x<); на ЭЛТ (4-2) F„ (x ) Fë(г) на ЭЛТ (4-0) — F„ (x„), F,(х ), F (хн) 1 М.

Пусть первые значения, выставленные на функциональных 4, аппроксимируются числами О, 1/2N, 2/2N,...,- 1/2N. Это значит, что в первый момент времени будет моделироваться случайное чис ло с функцией распределения, заданной данной последовательности чисел.

Г

Как часто будет изменяться функция .распределения у моделируемой последовательности случайных чисел, зависит от соотношения частот генератора 3 и источника тактовых импульсов.

Если их частота одинакова, каждое случайное число будет иметь функцию распределения отличающуюся от соседних значений. Если частота генерато. ра 3 в К раз меньше частоты источника тактовых импульсов, каждые К рядом стоящих промоделированных случайных чисел будут иметь один закон распределения. В любом случае частота источника тактовых импульсов должна быть выше частоты генератора

3. Пуск устройства происходит при синхронном запуске датчика 1, источника тактовых импульсов и генератора 3. Напряжение с выхода генератора 3 считывает первые значения, выставленные на блоках 4,. которые поступают на первые входы схем 5 сравнения в то время как на вторые их входы через первый ключ 2 поступает число от датчика 1, Предположим, что оно равно 1/2N. Срабатывает схема 5-1 сравнения, открывается ключ 6-1, и на сумматоре 8 величина 1/N.ñóììèðóется с первым масштабом N, т.е. на

I0 выходе будет величина М + 1/N. Если частоты генератора 3 и йсточника тактовых импульсов равны, в следующий момент работы устройства с функциональных преобразователей 4 будут счи15 таны новые значения функции распреде" ления, например, О, 1/N, 2/N,...,-t/N.

Соответственно очередное значение реализации случайного числа, которое будет формироваться, будет подчинять20 ся этой новой функции.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет моделировать случай- . ную последовательность чисел с регулируемым изменением закона распределения во времени, что позволяет расширить класс решаемых задач по сравнению с известным, который предназначен для моделирования последовательности случайных чисел с любым заданным, но не регулируемым законом распределения, а также по сравнению с базовым объектом, который предназначен только для моделирования последовательности чисел с нормальным распределением.

1117636

Составитель A.Карасов

Редактор Е.Лушникова Техред М.Тенер Корректор С.Черни

Заказ 7221/33 . Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувскан наб., дi 4/5

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