Устройство для моделирования квадратичного блуждания

 

Изобретение отйосится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано при решении сеточных уравнений методом статистических испытаний. Цель изобретения - повышение быстродействия . Устройство содержит вход I запуска, первый 2 и второй 3 входы ввода исходных данных, блоки элементов И 4, 9, дешифратор 5, датчик 6 равномерно распределенных случайных чисел, элементы 7 задержки, равновероятностный элемент 8, блок 10 сравнения, блок II элементов НЕ, коммутатор 12, сумматор 13. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU„, 292О

J (50 4 G 06 F 15/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / -"

К .А 9ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1 (21) 3823819/24-24 (22) 10.12 ° 84 (46) 23.09.86. Бюл. Р 35 (7!) Казанский ордена Трудового

Красного Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им. А. H. Туполева (72) В. В. Софронов и С, Г. Марьин (53) 681.3(088.8), {56) Авторское свидетельство СССР

У 383054, кл. G 06 F 15/32, 1969.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 913391, кл. G 06 F 15/20, !980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

КВАДРАТИЧНОГО БЛУЖДАНИЯ (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано при решении сеточных уравнений методом статистических испытаний.

Цель изобретения — повышение быстродействия. Устройство содержит вход 1 запуска, первый 2 и второй Э входы ввода исходных данных, блоки элементов И 4, 9, дешифратор 5, датчик 6 равномерно. распределенных случайных чисел, элементы 7 задержки, равновероятностный элемент 8, блок !О сравнения, блок 11 элементов НЕ, коммутатор 12, сумматор 13, 7 ил.

9280

10

1 125

Изобретение относится к вычисли" тельной технике и может быть использовано в универсальных и специализированных вычислительных устройствах при решении сеточных уравнений методом статистических испытаний.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства, На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема равновероятностного элемента; на фиг. 3 - функциональная схема ком-, мутатора; на фиг. 4 — функциональная схема сумматора, на фиг. 5 — траектория блуждания по максимальному квадрату на фиг. 6 — аппроксимация максимального квадрата сеткой с квадратными ячейками; на фиг, 7— таблица кодирования.

Устройство (фиг. 1) содержит вход l запуска устройства, первый вход 2 ввода исходных данных устрой" ства, второй вход 3 ввода исходных данных устройства, второй блок 4 элементов И, дешифратор 5, датчик 6 .равномерно распределенных случайных чисел, первый и второй элементы 7 задержки,,равновероятностный элемент 8, первый и третий блоки 9 элементов И, блок 10 сравнения, блок Il элементов НЕ, коммутатор 12, сумматор 13.

Вероятностный элемент 8 (фиг. 2) содержит первый и второй регистры 14 и 14- сдвига, первый и второй сумма, торы 15 по модулю два, дешифратор 16, Коммутатор 12 (фиг. 3). содержит блоки 17 и 18 элементов И, элементы ИЛИ 19 и 20. Сумматор 13 (фиг. 4) содержит регистры 21, комбинационные сумматоры 22 и блоки 23 элементов ИЛИ, Дешифратор 5 коммутирует определенное количество разрядов датчика 6, соответствующее количеству разрядов двоичного кода числа К.

Датчик 6 равномерно распределенных случайных чисел вырабатывает равномерно распределенные случайные числа в прямом и инверсном двоичном коде в интервале (0,1). Равновероятностный элемент 8 осуществляет равновероятный розыгрыш одного и четырех возможных исходов (секторов квадрата). Коммутатор 12 вырабатывает приращения по координатам х и у и соответствии с таблицей кодирования (фиг, 7). Сумматор 13 осуществляет формирование координат очеред- „ ного узла траектории случайного блуждания, Устройство осуществляет построение траектории случайного блуждания следующим образом.

С центром в стартовом узле А, (фиг. 5) строится максимальный квадрат, принадлежащий исследуемой сеточной области, стороны квадрата располагают параллельно осям координат и аппроксимируют лежащими на них и 8К узлами области (фиг, 6), где К равно половине числа узлов области, лежащих на одной стороне квадрата, 15 кроме одного углового, Моделируется случайный переход .с вероятностью

1 1

Р=-=-- из узла А в один из узлов п 8К о . периметра квадрата (например, узел А, 20 фиг. 5). Далее с центром в узле А строится максимальный квадрат, разыгрывается случайный переход в один из узлов периметра этого квад-. рата и т,д. Повторение таких.случайных переходов порождает марковс" кую цепь, которая с вероятностью, равной единице, заканчивается на границе сеточной области. Для получения оценки решения уравнения Лап30 ласа в узле А, вычисляется среднее арифметическое случайных граничных значений от требуемого числа траек- торий квадратичного блуждания.

Устройство квадратичного блуждания работает следующим образом, I

Управляющий сигнал по входу 1 открывает блок 4 элементов И, запускает датчик 6 равномерно распределенных случайных чисел и равновероятностный элемент 8 и через элемен. ты задержки поступает соответственно на блок 10 сравнения и на сумматор 13 ° Значение К по входу 2 устройства поступает на коммутатор 12

45 и через блок 4 элементов И вЂ” на де-. шифратор 5. По этому же входу значение К поступает на блок 10 сравнения и через блок ll элементов HEна коммутатор 12, По входу 3 уст50 ройства координаты стартового узла заносятся в сумматор !3. Дешифратор 5 коммутирует соответствующее значению К количество разрядов датчика 6. Прямой и инверсный код слу55 чайного числа с датчика 6 через блоки элементов И подаются на коммутатор 12. Сравненное значение прямого кода случайного числа и кода

1259280

10 числа К с блока 10 сравнения поступает на коммутатор 12 В зависимости. от кода, выбранного равновероятностным элементом 8 сектора квадрата, коммутатор 12 в соответствии с таб- 5 лицей кодирования (фиг. 7) заносит приращения по координатам х и у в сумматор 13, В последнем осуществляется формирование координат очередного узла траектории случайного, блуждания.

Равновероятностный элемент 8 (фиг, 2) работает следующим образом, . Регистр 14 с сумматором 15 по модулю два в цепи обратной связи 5 представляет собой генератор одноразрядных псевдослучайных равномерно распределенных чисел. По каждому управляющему сигналу, поступающему с входа 1 устройства на вход перво- 20 го разряда регистров, с выхода первого разряда регистров снимаются одноразрядные равномерно распределенные псевдослучайные числа, которые поступают на входы двоичного дешифратора 16, Двоичный дешифратор 16 формирует единичный сигнал на одном из своих четырех выходов в зависимости от кода двухразрядного случайного числа на его входе. З0

Коммутатор 12 (фиг ° 3) работает следующим образом, Если, нанример1 элемент 8 формирует единичный сигнал на первом выходе, то этот сигнал открывает блоки 17 - 17 и 18 элементов И. Зна9 1 чение числа К через первый блок 18„ двухвходовых элементов И и пятый блок 19- двухвходовых элементов ИЛИ поступает на первый блок 20„ трех- 40 входовых элементов ИЛИ. Единичный сигнал, соответствующий случаю, когда К больше случайного числа, поступает с выхода блока 10 сравнения на пятый блок 17 трехвходовых .элементов И. Единичный сигнал, соответствующий случаю, когда К меньше или равно случайному числу, поступает с выхода блока 10 сравнения на восьмой блок 17 трехвходовых элементов И. Прямой (обратный) код случайного числа с датчика 6 через пяTblA .(восьмой) блок 17-5«78 ) трехвхо довых элементов И и третий (четвертый) блок 19 (194) двухвходовых элементов ИЛЙ поступает на второй блок 20 трехвходовых элементов ИЛИ.

На выходе коммутатора 12 образуются приращения по координатам х и у в соответствии с таблицей кодирования (фиг, 7). Коммутатор 12 работает аналогичным образом, если равновероятностный элемент 8 формирует единичный сигнал на втором, третьем или четвертом выходе.

Сумматор 13 (фиг. 4) работает следующим образом.

Координаты стартового узла А, по входу 3 устройства через блоки 23 и 23 элементов ИЛИ поступают на регистры 21 и 21 . Приращения по коор1 3 динатам х и у с коммутатора 12 поступают на регистры 21 и 21 ° По уп4 равляющему сигналу с элемента 7 за 2 держки операнды суммирования с регистров 21 поступают на входы комбинационных сумматоров 22, через блоки 23 элементов ИЛИ вЂ” на регистры 21 и 21, Использование предлагаемого устройства в составе универсальной или специализированной ЭВМ для решения сеточных однородных эллиптических уравнений (например, уравнения Лапласа) в прямоугольных областях позволяет сократить время решения задачи по сравнению с известным устройством в (2к+1) раз.

Формула изобретения

Устройство для моделирования квадратичного блуждания, содержащее первый и второй блоки элементов И, дешифратор, датчик равномерно распределенных случайных чисел, равно-вероятностный элемент, коммутатор, сумматор, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами коммутатора, первый информационный вход которого соединен с первым выходом равновероятностного элемента, второй информационный вход коммутатора соединен с.выходом первого блока элементов И, первая группа входов которого соединена соответственно с выходами дешифратора, прямые выходы датчика равномерно распределенных случайных чисел подключены соответственно к входам второй группы первого блока элементов И, первая группа входов второго блока элементов И является входом запуска устройства и соединена с входом запуска равновероятностного элемента, 5 12 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно дополнительно содержит первый и второй элементы задержки, третий блок элементов И, блок сравнения и блок элементов НЕ, вход запуска устройства соединен с входом запуска

pàò÷èêà равномерно распределенных случайных чисел, и входами первого и второго элементов задержки, выход второго блока элементов И подключен к входу дешифратора, выходы которого подключены к входам первой группы третьего блока элементов И, вторая группа входов которого соединена соответственно с инверсными выходами датчика равномерно распределенных случайных чисел, прямые выходы датчика равномерно распределенных случайных чисел подключены соответственно к входам первой группы блока сравнения, вход разрешения сравне59280 6 ния которого соединен с выходом.первого элемента задержки, входы второй группы блока сравнения соединены .соответственно с входами блока элемен тов НЕ, с третьим информационным входом коммутатора, второй группой . входов второго блока элементов И и является первой группой входов ввода исходных данных устройства, 1

1о выход второго элемента задержки подключен к входу разрешения суммирования сумматора, группа входов установки исходного состояния которого является второй группой входов вво15 да исходных данных устройства, второй, третий и четвертый выходы равновероятностного блока, выхода третьего блока элементов И, блока сравнения и блока элементов НЕ

20 подключены - к соответствующим ин. формационным входам коммутато— .ра.

) 259280 стиг.3

I 259280

Фиг.5

Фиг.б

Составитель В. Фукалов

Редактор Н. Яцола Техред H.Попович Корректор А. Зимокосов

Заказ 5123/47 Тираж 67) Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул, Проектная, 4

Устройство для моделирования квадратичного блуждания Устройство для моделирования квадратичного блуждания Устройство для моделирования квадратичного блуждания Устройство для моделирования квадратичного блуждания Устройство для моделирования квадратичного блуждания Устройство для моделирования квадратичного блуждания 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в вычислительных устройствах различного назначения

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении имитационно-моделирующей аппаратуры

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в качестве приставки .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в стохастических вычислительных машинах, моделирующих устройствах и также в качестве имитаторов цомех

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при решении задач статистического моделирования

Изобретение относится к областивычислительной техники и может быть использовано для моделирования пог:решностей измерений в навигационных

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования слз хайных чисел с равномерным распределением

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться при статистических исследованиях

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться при статистических исследованиях

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для использования в стохастических вычислительных устройствах

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных и моделирующих устройствах, использующих вероятностные принципы представления и обработки информации

Изобретение относится к области контроля качества работы генераторов низкочастотных сигналов и может быть использовано в качестве генератора маскирующих помех

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в качестве зашумляющих устройств в различных каналах связи

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в компьютерной технике, технике связи и локации

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в устройствах, моделирующих случайные процессы

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах для обработки информации

 

Наверх