Генератор многомерных случайных величин
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании систем с учетом влияния случайных внешних факторов и случайных отклонений параметров объектов, а также при создании стохастических вычислительных машин и многоканальных датчиков случайных сигналов. Цель изобретения - повьппение быстродействия. Генератор многомерных случайных величин содержит генератор тактовых импульсов, генераторы равномерно распределенных случайных чисел, счетчик, элемент задержки, блоки памяти, мультиплексор, дешифратор , группу регистров. Генератор многомерных случайных величин обеспечивает более высокое быстродействие при формировании многомерных случайных величин, у которых количество составляющих меньше, чем их разрядкость, и требует значительно меньших аппаратурных затрат для его реализации . 1 ип. I (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
5 2 А1 (19) (11) (51) 4 С 06 F 7/58
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ уФ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4059973/24-24 (22) 24.04.86 (46) 07.09.87. Бюл. 9 33 (71) Минский радиотехнический институт (72) Э.А.Баканович, А;И.Волковец и В.M.Король (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 534775, кл. G 06 F 7/58; 1975 °
Авторское свидетельство СССР
N - 1084791, кл. G 06 F 7/58, 1984. (54) ГЕНЕРАТОР МНОГОМЕРНЫХ СЛУЧАЙНЫХ
ВЕЛИЧИН (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании систем с учетом влияния случайных внешних факторов и случайных отклонений параметров объектов, а также при создании стохастических вычислительных машин и многоканальных датчиков случайных сигналов. Цель изобретения — повышение быстродействия. Генератор многомерных случайных величин содержит генератор тактовых импульсов, генераторы равномерно распределенных случайных чисел, счетчик, элемент задержки, блоки памяти, мультиплексор, дешифратор, группу регистров. Генератор многомерных случайных величин обеспечивает более высокое быстродействие при формировании многомерных случайных величин, у которых количество составляющих меньше, чем их разряд" . ность, и требует значительно меньших е аппаратурных затрат для его реализации. 1 ил.
С::
r«< т
>.и н <ь т<
«н т н„г„
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании систем с учетом влияния случайных внешних факторов и случайных отклонений параметров объектов, а также при создании стохастических вычислительных машин и многоканальных датчиков случайных сигналов.
Цель изобретения — повышение быстродействия.
На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого генератора многомерных случайных величин.
Генератор многомерных случайных величин содержит генератор 1 тактовых импульсов, генераторы 2 и 3 равномерно распределенных случайных чисел, счетчик 4, элемент 5 задержки, олоки
6 и 7 памяти, мультиплексор 8, дешифратор 9, группу 10 регистров.
Генератор многомерных случайных величин работает следующим образом.
Запускающий импульс, поступающий на вход "Пуск" генератора, разрешает работу генератора 1 тактовых импульсов и сбрасывает счетчик 4 в ноль. Генератор 1 тактовых импульсов начинает вырабатывать тактовые импульсы. При поступлении тактового импульса на входы генераторов 2 и 3 равномерно распределенных случайных чисел на их выходах вырабатываются равномерно распределенные случайные коды, которые поступают на младшие адресные входы блоков 6 и 7 памяти. На старшие адресные входы блоков 6 и 7 памяти подается содержимое счетчика 4, который модифицируется на + 1 перед формированием значения каждой составляющей.
Через время, необходимое для выборки адреса, на выходах блоков 6 и 7 памяти будут сформированы случайные коды с требуемым распределением вероятностей. Код с выхода блока 6 памяти будет подан на первый информационный вход, а код с выхода блока 7 памяти на управляющий вход мультиплексора 8.
В результате этого на выход мультиплексора 8 будет подано число с одного из N — 1 входов. Код с выхода мультиплексора 8 будет записан в соответствующий регистр группы 10 регистров тактовым импульсом, который был задержан эпемептом 5 задержки на. время, необходимое д.-<я формирования значения одной сосгавляющей. Вы>5992 2 бор регистра группы 10, в который осуществляется з апис. кода, зависит от значения счетчика -<, который модифицируется на + 1 после формирования
5 значения одной составляющей. !!осле того, как будут получены значения всех N составляющих на выходе переполнения счетчика, будет сформирован импульс переполнения, который заблокирует работу генератора тактовых импульсов. Для формирования следующей реализации многомерной случайной величины на вход "Пуск" необходимо подать запускающий импульс.
Рассмотрим, как обеспечивается формирование корреляционно зависимых значений составляющих многомерной случайной величины. Значения составляющих формируются в результате случайного выбора, реализуемого на мультиплексоре 8 кода числа, на адресный вход которого подается случайный код, имеющий заданное распределение веро25 ятностей для каждой составляющей.
Распределение вероятностей случайного выбора для i-й составляющей рассчитывается на основе матрицы коэффициентов -взаимной корреляции: по следующей формуле:
i = 1, 2, ..., N;
40 V; 0 для j i< i+1) ° ° э N-1ô где D D — дисперсии соответственно
Э J составляющих х; и х
< < рJIH i = 1 <> < = 1, чр = 0 для
1, 3, ..., N — 1.
Во время случайного выбора значение i-й составляющей выбирается из некоррелированного случайного кода, поданного на первый информационный вход мультиплексора 8 числа, и из
i-1 значений составляющих полученных
< ранее. Очевидно, что если вероятность
1 выбора первого входа V, будет равна единице, то i ÿ составляющая будет независимой, а если вероятность выбо55 ра j-r o входа jj i (будет равна единице, то значения составляющих и j будут одинаковы, т.е. r; = 1.
Таким образом, рассчитав значения вероятностей вь<бора, можно формироФормул а изобретения
Составитель И.Столяров
Техред М.Ходанич Корректор И.Муска
Редактор Н.Егорова
Заказ 4048/43
Тираж 672 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
13359 вать многомерные случайные величины с заданной корреляционной матрицей.
Управление одномерными законами распределения вероятностей где i = 1, 2, ..., N осуществляется при помощи задания требуемого распределения вероятностей некоррелированных кодов, подаваемых на первый вход мультиплексора 8 чисф! ла. Расчет вероятностей P pacnpe3 делений некоррелированных кодов для каждой составляющей осуществляется по следующей формуле:
P — 5 V Рi= 1,2, ..., N;
«1 1 ()
V j=1,2, ..., М.
Генератор многомерных случайных величин, содержащий генератор тактовых импульсов, вход нПуск которого 25 является входом "IIycx" генератора, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом первого генератора равномерно распределенных случайных чисел, с входом элемента задержки, со З0 счетным входом счетчика и входом второго генератора равномерно распределенных случайных чисел, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит первый и второй блоки памяти, дешифратор, мультиплексор и группу регистров, информационные выходы которых являются выходами генератора, информационные входы регистров группы подключены к выходу мультиплексора, входы занесения регистров группы подключены к соответствующим выходам дешифратора, вход разрешения которого соединен с выходом элемента задержки, информационный выход счетчика подключен к старшим разрядам адресных входов первого и второго блоков памяти и соединен с информационным входом дешифратора, выход переполнения счетчика подключен к входу останова генератора тактовых импульсов, разрядные выходы первого генератора равномерно распределенных случайных чисел соединен с младшими разрядами адресного входа первого блока памяти, разрядные выходы второго генератора равномерно распределенных чисел подключены к младшим разрядам адресного входа второго блока памяти, выход первого блока памяти подключен к первому инфор- мационному входу мультиплексора, ос- . тальные информационные входы которого подключены к выходам соответствующих регистров группы, вьгход второго блока памяти подключен к управляющему входу мультиплексора.
