Устройство для определения вероятностного состояния системы

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при исследовании сложньк систем. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения вероятности перехода системы с непрерывным временем изменения состояния в любое возможное состояние за заданное время. Сос.тоя ние системы отображается в виде вершин графа, дугами которого являются вероятности перехода системы из одного состояния в любое возможное состояние за заданное время. Устройство содержит матрицу пхп ячеек памяти, генератор тактовых импульсов, шесть групп-элементов И, первый элемент ИЛИ, две группы элементов ИЛИ, три элемента задержки, блок умножения, блок индикации , первый накапливающий сумматор , схему сравнения, две группы регистров , два счетчика по модулю п, два дешифратора, первая, вторая, третья и шестая группы элементов И содержат по п подгрупп элементов И каждая, а каждая ячейка памяти содержлт группу элементов И и регистр памяти. Поставленная цель достигается введением четвертого элемента задержки , второго элемента ШШ, элемента И, второго накапливающего сумматора и генератора случайных сигналов , а также за счет новых связей между блоками устройства. 2 ил. i (Л С hO X ю ел ю

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

РЕСПУБЛИК (бц 4 G 06 F 15/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3914232/24-24 (22) 19.06.85 (46) 07.01.87. Бюл. У 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTFT СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTN4 (72) Г.А.Ерошко и Н.Г.Липатова (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 271907, кл. G 06 G 7/48, 1970.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1164729, кл. G 06 F 15/32, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВЕРОЯТНОСТНОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при исследовании сложных систем. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения вероятности перехода системы с непрерывным временем изменения состояния в любое возможное состояние за заданное время. Состояние системы отображается в виде вершин графа, ..S0„„1282152 A 1 дугами которого являются вероятности перехода системы из одного состояния в любое возможное состояние за заданное время. Устройство содержит матрицу пхп ячеек памяти, генератор тактовых импульсов, шесть групп элементов И, первый элемент ИЛИ, две группы элементов ИЛИ, три элемента задержки, блок умножения, блок индикации, первый накапливающий сумматор, схему сравнения, две группы ре-. гистров, два счетчика по модулю п, два дешифратора, первая, вторая, третья и шестая группы элементов И содержат по и подгрупп элементов И каждая, а каждая ячейка памяти содерж и. группу элементов И и регистр памяти. Поставленная цель достигается введением четвертого элемента задержки, второго элемента ИЛИ, элемента И, второго накапливающего сумматора и генератора случайных сигналов, а также за счет новых связей между блоками устройства. 2 ил.

2 2 сумматором 15 формирует текущее время изменения состояния системы. ек

Схема 12 сравнения предназначена для сравнения текущего времени t „ и завлек данного времени t исследования системы, поступающего на информационный вход 32. В устройстве используется выход схемы 12 сравнения при

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии регистры 34 ячеек 2 памяти матрицы 1 хранят ве1 роятности перехода К-х вершин в различные состояния, регистры 17 содержат исходное вероятное состояние системы, счетчик 6, сумматоры 14 и 15 в нулевом состоянии, счетчик 7 в единичном состоянии, по информационному входу 32 подается величина < са

При поступлении сигнала на вход 31 запуска генератора 3 тактовых импульсов он выдает последовательность импульсов, которые поступают на счетный вход счетчика 6, и на выходных

i-х шинах дешифратора 4 (i=1,2,. ° ., и, и+1) вырабатываются сигналы, которые разрешают считывание информации с регистров 34 i-x строк матрицы 1 (1=1,2,...,n) и х-х регистров группы 17 Так как счетчик 7 находится в единичном состоянии, то сигнал на первом выходе дешифратора 5 разрешает считывание информации с регистров 34 первого столбца матрицы 1..

Одновременно по сигналу с первого выхода дешифратора 5 начинает работу генератор 30 случайных чисел. Последний фбрмирует числа, определяющие время очередного изменения состояния системы, которое характеризуется заданным законом распределения. Результат очередного суммирования случайных чисел в накапливающем, сумматоре 15 характеризует текущее время изменения состояния системы

Сигнал с первого выхода дешиТек фратора 5, пройдя через элемент 10 задержки, разрешает подачу t> „ на первую группу входов схемы 12 сравнения, на вторую группу входов которой подается величина t

Элемент 10 задержки задерживает управляющий сйгнал на время получения trek с помощью генератора 30 случайных чисел и сумматора 15. Результат сравнения анализируется по томч зовано при исследовании сложных систем, Целью изобретения является расши- 5 рение функциональных возможностей за счет определения вероятности перехода системы с непрерывным временем изменения состояния в любое возможное состояние за заданное время.

Состояние системы отображается в виде графа, дугами которого являются вероятности перехода системы из одного состояния в другое.

На фиг. 1 представлена схема устройства для определения вероятности состояния системы; на фиг. 2 — схема ячейки памяти.

Устройство содержит матрицу i размером пхп, состоящую из ячеек 2 памяти, генератора 3 тактовых импульсов, первый 4 и второй 5 дешифраторы, первый 6 и второй 7 счетчики по модулю и, элементы 8 — 11 задержки, схему 12 >5 сравнения, блок 13 умножения, первый

14 и второй 15 накапливающие сумматоры„ первую 16 и вторую 17 группы регистров, блок 18 индикации, группы элементов И 19 — 24, причем группы элементов И 19 — 21 и 24 содержат и подгрупп элементов И, первую 25 и вторую 26 группы элементов ИЛИ, первый 27 и второй 28 элементы ИЛИ, элемент И 29, генератор 30 случайных чисел, вход 31 запуска устройства, информационный вход 32. Каждая ячейка 2 памяти содержит группу элементов И 33, регистр 34 памяти, адресные входы 35 и 36, информационный вход 37, 40

Блок. умножения 13 предназначен для перемножения вероятностей перехода К-х вершин на исходное вероятное состояние системы, хранящееся в регистрах 17 (K=1 n). Накапливающий

45 сумматор 14 предназначен для формирования значения вероятности перехода

К-й вершины. Группа регистров 16 ,предназначена для формирования и хранения вероятностей перехода дискрет.ной системы на текущий момент времени изменения состояния системы t å ек

Генератор 30 случайных чисел предназначен для формирования числа, определяющего время очередного изменения состояния системы, которое характеризуется заданным законом распределения, и вместе с накапливающим

1 128215

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь3 1282 же управляющему сигналу, прошедшему через элементы 10 и 11 задержки.Элемент 11 задержки задерживает управляющий сигнал на время получения устойчивого результата сравнения.

При результате сравнения t c t a устройство продолжает работу, т.е. продолжает процесс определения вероятного состояния системы на момент времени t, . Через группу элементов fp

ИЛИ 25 информация последовательно с регистров 34 j íûõ строк первого столбца матрицы 1 поступает на первый вход блока 13 умножения, на второй вход которого поступает информа- f5 ция последовательно с j-x регистров 17. В результате последовательного умножения вероятностей перехода элементов первого столбца и вероятностей исходного состояния системы 20 и последующего суммирования полученных и произведений в накапливающем сумматоре 14 сформируются значения вероятного состояния первой вершины. Суммирование в сумматоре 14 25 происходит всякий раз при поступлении управляющего сигнала на группу элементов И 22 от i-x выходов первого дешифратора 4 через элемент ИЛИ

27 и элемент 9 задержки. Элемент 9 30 задержки задерживает управляющий сигнал на время получения произведения вероятностей элементов i-й строки матрицы 1 и i-ro регистра 17.

Сформированное значение вероятного состояния первой вершины (содержимое сумматора 14) записывается в регистра 16, через группу элементов И 19„ по разрешающим сигналам с первого выхода дешифратора 5 и 40 (и+1)-ro выхода дешифратора 4. Сигнал с (n+1)-ro выхода дешифратора 4, пройдя через элемент 8 задержки и элемент ИЛИ 28, установиу сумматор 14 в исходное нулевое состояние. Этот 45 же сигнал поступает и на счетный вход счетчика 7, увеличивая его состояние на единицу. Таким образом, разрешается считывание информации второго столбца ячеек 2 памяти матрицы 1. При поступлении тактовых,импульсов от генератора 3 на счетный вход счетчика 6 и при появлении сигналов на i-х выходах дешифратора 4 аналогично происходит последовательное считывание информации с регист(ров 34 i-х строк второго столбца мат рицы 1 и i-x регистров 17. Путем not следовательного умножения вероятносI

152 4 .тей и последующего их суммирования в сумматоре 14 получаем значение вероятного состояния второй вершины, которое записывается в регистр 16

Аналогично формируются значения вероятного состояния остальных вершин.

Заканчивается процесс формирования значений нового вероятного состояния системы на момент времени t тем при появлении сигнала на (n+1)-м выходе дешифратора 5, который разрешает перезапись информации с регистров 16 в регистры 17 через подгруппы элементов И группы 2 1. При отсутствии сигнала с выхода элемента И 29 устройство аналогично определяет момент времени изменения состояния системы с помощью генератора 30 случайных чисел и сумматора 15 и для этого момента времени (если удовлет" воряется условие t „, t ) опредетек ляется аналогично вероятное состояние системы. При условии > t сигнал с выхода элемента И 29 па

I пает на управляющие входы элементов И группы 24, разрешая при этом выдачу содержимого регистров 17 на блок индикации, т.е. выдачу сформированного вероятного состояния системы за время Т Зад °

Сумматоры 14 и 15 устанавливаются в исходное нулевое состояние, счетчик 7 устанавливается в исходное едиЪ ничное состояние, работа генератора 3 тактовых импульсов блокируется, работа устройства заканчивается.

Предлагаемое устройство позволяет оперативно определить вероятность перехода системы с непрерывным временем изменения состояния в любое возможное состояние за заданное время.

Формула изобретения

Устройство для определения вероятностного состояния системы, содержащее матрицу nxn ячеек памяти, генератор тактовых импульсов, первую, вторую, третью, четвертую, пятую и шестую группы элементов И, первый элемент ИЛИ, две группы элементов

ИЛИ, три элемента задержки, блок умножения, блок индикации, первый накапливающий сумматор, схему сравнения, две группы регистров, два счетчика по модулю и, два дешифратора, первая, вторая, третья и шестая группы элементов И имеют по и под1282152 групп элементов И каждая, а каждая ячейка памяти матрицы содержит группу элементов И и регистр памяти, выход каждого i-го разряда которого подключен к первому входу х-го эле- 5 мента И группы данной ячейки памяти (где i=1,2,...,n), вторые входы всех элементов И группы ячейки памяти объединены, третьи входы всех элементов

И группы ячейки памяти объединены, 10 управляющий вход генератора тактовых импульсов является входом запуска устройства, выхоц генератора тактовых импульсов подключен K счетному входу перього счетчика по модулю и, разрядные выходы которого подключены соответственно к разрядным входам первого дешифратора, каждый 1-й выход которого (i=1 2,...,n) подключен к i-му входу первого элемента ИЛИ, 20 к вторым входам элементов И группы каждой из ячеек памяти х-и строки матрицы и к первым входам элементов

И i-й подгруппы первой группы, (n+1) é выход первого дешифратора подключен к входу первого элемента задержки, и к первым входам всех элементов И второй группы, выход первого элемента задержки подключен к счетному входу второго счетчика

Ф по модулю и, разрядные выходы которого подключены соответственно к разрядным входам второго дешифратора, каждый i-й выход второго дешифратора подключен к третьим входам элементов И группы каждой из ячеек памяти с i-го столбца матрицы и к вторым входам элементов И i-й подгруппы второй группы, (и+1)-й выход второго дешифратора подключен к первым входам элементов И третьей группы, выход

i-ro элемента И группы каждой из ячеек памяти 1-го столбца матрицы (j =-1, 2;...,n) подключен к i-му входу j -ro элемента ИЛИ первой группы, выход которого подключен к j-му входу первой группы информационных входов блока умножения, каждый j-й вход второй группы информационных входов которого подключен к выходу j-ro элемента

ИЛИ второй группы, каждый х-и выход группы информационных выходов которого подключен к первому входу i-ro элемента И четвертой группы, вторые входы всех элементов И четвертой группы объединены и подключены к выходу второго элемента задержки, вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, выход каждого i-го элемента И четвертой группы подключен к i-му входу группы информационных входов первого накапливающего сумматора, выход которого подключен к третьим входам элементов И второй группы, выход i-ro элемента И j é подгруппы второй группы подключен к входу i-го разряда j-ro регистра первой груп|ы, выход i-го разряда j-го регистра подключен к второму входу

i-го элемента И j-й подгруппы третьей группы, выход каждого i-ro элемента

H j-й подгруппы третьей группы под-. ключен к входу i — го разряда j — ro регистра второй группы, выход i-ro разряда j-ro регистра второй группы подключен к второму входу i — ro элемента И j-й подгруппы первой группы, выход i ãî элемента И j-й подгруппы первой группы подключен к j-му входу

i-ro элемента ИЛИ второй группы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения фукнциональных возможностей за счет определения вероятности перехода системы с непрерывным временем изменения состояния в любое возможное состояние за заданное время, оно дополнительно со,цержит четвертый элемент задержки, второй элемент ИЛИ, элемент И, второй накапливающий сумматор, генератор случайных чисел, вход запуска которого соединен с входом третьего элемента задержки и подключен к первому выходу второго дешифратора, .выход генератора случайных чисел подключен к информационному входу второго накапливающего сумматора, выход третьего элемента задержки подключен к первым входам элементов И пятой группы и к входу четвертого элемента задержки, выход которого подключен к первому входу элементов И, каждый выход группы выходов накапливающего сумматора подключен к второму входу одноименного элемента И пятой группы, выход каждого элемента И пятой группы подключен к одноименному входу первой группы информационных входов схемы сравнения, вторая группа информационных входов которой является группой информационных входов устройства, выход схемы сравнения подключен к второму входу элемента И, выход которого подключен к установочному входу второго накапливающего сумматора, 1282152 8 го i-ro разряда j-го регистра второй группы подключен к второму входу

i-го элемента И 1-й подгруппы шестой группы, второй вход второго элемента KIH подключен к выходу первого элемента задержки, выход второго элемента ИЛИ соединен с установочным входом первого накапливающего сумматора к установочным входам первого и второго счетчиков по модулю п к блокировочному входу генератора тактовых импульсов, к первому входу второго элемента ИЛИ и к первым входам всех элементов И шестой группы, выходы которых подключены к одноименным входам блока индикации, выход каждосоставитель Т.Сапунова

Редактор И.Шулла Техред М.Xоданич Корректор Е.Сирохман

Заказ 72б9/49 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 с