Управляемый датчик случайных чисел

 

УПРАВЛЯЕМЫЙ ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ по авт. св. № 705438, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей датчика за счет обеспечения возможности воспроизведения линейно изменяющихся функций распределения, он содержит ключ, элемент задержки, второй блок памяти, второй блок сравнения и счетчик, счетный вход которого объединен с первым входом блока задания выборки, а информационный выход счетчика соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого является входом задания интервала дискретизации функции распределения , а выход второго блока сравнения соединен с входом обнуления счетчика, со считывающим входом второго блока памяти и входом элемента задержки, выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход которого объединен с выходом первого блока сравнения и подключен к информа-: ционному входу второго блока памяти , выход которого соединен с информа-; ционным входом ключа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(s»G06 F 7 58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 705438 (21) 3648685/24-24 (22) 04. 10. 83 (46) 28.02.85. Бюл. У 8 (72) А.А.Бурба, В.Б.Монсик и В.В.Харитонов (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 705438, кл. С 06 F 7/58, 1977 (прототип). (54) (57) HIPABJIIIEMbIA @AT%4K CJI HbIX

ЧИСЕЛ по авт. св. В 705438, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей датчика за счет обеспечения возможности воспроизведения линейно изменяющихся функций распределения, он содержит ключ, элемент задержки, вто„„SU„„1142831 A рой блок памяти, второй блок сравнения и счетчик, счетный вход которого объединен с первым входом блока задания выборки, а информационный выход счетчика соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого является входом задания интервала дискретизации функции распределения, а выход второго блока сравнения соединен с входом обнуления счетчика, со считывающим входом второго блока памяти и входом элемента задержки, выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход которого объединен с выходом первого блока сравнения и подключен к информа-. ционному входу второго блока памяти,выход которого соединен с информа-: ционным входом ключа.

1 1142831 2

Изобретение относится к области элемент задержки, второй блок памяти, вычислительной техники и может быть второй блок сравнения и счетчик, использовано при статическом моделиро- счетный вход которого объединен с ванин. первым входом блока задания выборки, По основному авт. св. Р 705438 из- а информационный выход счетчика совестен датчик, содержащий блок ввода единен с первым входом второго блофункции распределения, выходы кото- ка сравнения, второй вход которого рого подключены к первой группе вхо- является входом задания интервала дисдов блока параллельного сравнения чи- кретизации функции распределения, а сел вторая группа входов которого

Э

10 выход второго блока сравнения соедиподключена к выходу генератора рав- нен с входом обнуления счетчика, со номерно распределенных случайных чи- считывающим входом второго блока пасел, а выходы — к единичным входам мяти и входом элемента задержки, блока триггеров, нулевые входы кото- выход которого соединен с управляюрых соединены с другим выходом генера-. щим входом ключа, выход которого

15 тора равномерно распределенных .слу- . объединен с выходом первого блока чайных чисел, а выходы — с входами сРавнения и подключен к информационблока элементов И соответственно, вы- ному входу второго блока памяти, ходы которого соединены с первыми вхо- выход которого соединен с информацидами выходного блока, вторые входы онным входом ключа. которого подключены к выходу блока На чертеже приведена блок-схема

20 задания выборки, группа выходов которого соединена с первыми входами бло- Датчик содержит блок 1 ввода функка параллельного сравнения чисел, и ции распределения, блок 2 параллельпервый вход — с вторым выходом блока ного сравнения чисел, блок 3 памяти, 25 ввода функции распределения, который блок 4 задания выборки, блок 5 сравэтим же вь1ходом подключен к первому нения, блок 6 измерения сигнала расвходу, блока памяти, выход которого согласования, блок 7 управления, датсоединен с первым входом блока из- чик 8 равномерно распределенных слумерения сигнала рассогласования, чайных чисел, триггеры 9, блоки 10 второй вход которого через блок уп- З0 совпадения, выходной блок 11, счетравления подключен к первому выходу чик 12, блок 13 сравнения, элемент блока сравнения, первый вход которо о 14 задержки, ключ 15, блок 16 памяти. соединен с третьим выходом блока вво- Управляющий датчик случайных чисел

Да фУнкЦии РаспРеДелениЯ, втоРой работает следующим образом. вход — с выходом блока измерения сиг-35 Непрерывные-значения заданной нала рассогласования, второй выход — функции распределения поступают с с вторым входом блока памяти, а тре- блока 1 ввода на первый вход блока тий выход — с вторым входом блока за 3 памяти, где запоминается начальное дания выборки (13. значение F(X ), которое вычитается ф У

Однако известный датчик не по»о>»» 40 из последующих текущих значений ет использовать для статистического функции распределения. Эта разность моделирования функцию Распределения поступает на первый вход блока 6, имеющую л,линейный характер изменения. построенного по мостовой схеме таким

М

Это связано с тем, что при линейном образом, что на выходе измерительизменении исходной функции распреде- 4 ного элемента имеет место сигнал, ления сигнал на выходе блока измере;, пропорциональный степени изменчивосния сигнала рассогласования будет ти первой производной заданной функравным нулю и на выходе блока зада- ции распределения, Если функция расния выборки отсчетов заданной функ- .пределения на данном участке изменя-ции распределения не будет. ется линейно (F(X)=const), то напЦель изобретения — расширение фун- ряжение на выходе блока 6 равно О. кциональных возможностей датчика пу- При отклонении функции распредетем обеспечения моделирования при ления от прямой отличное от нуля линейном характере изменения заданной напряжение с выхода блока 6 поступафункции распределения. H ет на второй вход блока 5 сравнения, Для достижения поставленной цели При сравнении этого напряжения с до-. в управляемый датчик случайных чи- пустнмой величиной, которая опресел дополнительно введены ключ, деляется,допустимой погрешностью

1142831

3 воспроизведения Л Р(Х) и задается блоком 1 ввода, с выходом блока 5 сравнения поступает сигнал на второй вход блока 4 задания выборки и на второй вход блока 3 памяти для сброса его в нуль, а также на вход блока

7 управления. На одном из первых выходов блока 4 задания выборки появляется отсчет значения заданной функции распределения, в блоке 3 памяти !О запоминается новое значение функции распределения, а с выхода блока

7 управления на второй вход блока

6 поступает управляющий сигнал, который подготавливает измерительный эле- 15 мент к дальнейшей работе. Значения аргумента Х поступают также в счетчик

12, откуда подсчитанное значение интервала х поступает на первый вход второго блока 13 сравнения. На второй 20 вход блока 13 с входа датчика подается допустимое значение интервала дискретизации Ь y . Если 6 „ 7, лх, блок 13 д выдает импульс на второй вход счетчика 12 для сбрасывания его в нуль и 15 подготовки к расчету следующего интервала дискретизации, на первый вход ключа 15 через элемент 14 задержки (для обеспечения одновременного появления сигналов на входах обратного ЗО ключа) и на первый вход блока 16 памяти. Если блок 5 сравнения выдает сигнал на снятие отсчета на блок

4 задания выборки за интервал а то этот сигнал фиксируется и в блоке

16. Из блока 16 этот сигнал по команде блока 13 сравнения поступает на второй вход ключа 15 и закрывает

его. Следовательно, команда на снятие отсчета с блока 13 не проходит 4О на блок 4. Когда за интервал D сигх нал на снятие отсчета с блока 5 не выдается (это характерно для длительных участков функции распределения с линейным характером изменения),. 45 то и в блоке 16 памяти сигнал отсутствует. Поэтому по сигналу с второго блока 13 сравнения с выхода блока 16 на ключ 15 сигнал не поступает, ключ остается открытым и через него поступает сигнал с выхода блока

13 через элементы 14 задержки на второй вход блока 4 задания выборки на снятие отсчета текущего значения заданной функции распределения; 55

Эти значения являются узловыми точками заданной функции распределения.

Случайные числа, снимаемые в тактовые моменты времени с датчика 8 равномерно распределенных случайных чисел, подаются на вторые входы блока 2 параллельного сравнения чисел. На первые входы этого блока лостулают соответствующие числа узловых точек заданной функции распределения с выходов блока 4 задания выборки. В результате сравнения случайных чисел с числами, снимаемыми с блока ввода, только часть выходных шин блока 2 сравнения возбуждена, а другая часть — не возбуждена. Вследствие монотонности возрастания функции распределения между возбужденной и невозбужденной частями выходов блока сравнения существует единственная граница, которая определяется триг-герами 9 и блоком 10 совпадения. При этом из всех выходов блока 10 совпадения возбужден лишь один, определяющий участок функции распределения, в пределах которого оказалось в данный момент времени случайное равномерное распределенное число. Выходы блока совпадения возбуждают соответствующие выходные блоки 11, и на выходе управляемого датчика появляется случайное число, подчиненное заданному з. кону. В качестве выходных блоков могут .быть использованы ре". гистры, в которых записываются значения аргументов узловых точек функции распределения.

В-случае дискретного представления исходной функции распределения работа управляемого датчика происходит аналогично. Отличие заключается в том, что в данной ситуации не работают блоки 3-7 и 12-16, которые осуществляют дискретизацию непрерывной. функции распределения.

Положительный эффект изобретения заключается в том, что оно позволяет в отличие от прототипа избежатьпропуски при формировании узловых точек в процессе адаптивной дискретизации заданной непрерывной функции распределения, имеющей участки с линейным характером изменения и используемой в качестве исходной информации для статистического моделирования. Это дает возможность устранить пробелы в последовательности моделируем m случайных чисел,что существенно повышает ад кватность этих чисел заданной функции распределения, 1142831

3gggtlg Заказ 738/42 Тираж 710 Подписное

Финаал ППП "ПатеатР, г. Ужгород, ул.Проектная,4

Экономический эффект от использо- вания изобретения в народном хозяйстве может быть оценен суммой предотвращенного ущерба, который может возникнуть из-за неверных выводов по результатам статистического моделирования вследствие пробелов в пс "ледовательности моделируемых случайных чисел.