Генератор равномерно распределенных псевдослучайных величин

 

Изобретение может быть использовано в импульсной, вычислителтьной и информационно-измерительной технике . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности формирования псевдослучайных величин с регулируемым законом распределения , в частности с экспоненциальным распределением. Дпя достижения поставленной цели в генератор введены блок 16 логарифмирования, блок 17 умножения, блок 18 регистров , арифметические блоки 19, 20 и 21, группы 22, 23 и 24 элементов И, элементы И 25 и 26, блоки 27 и 28 сравнения, блок 29 элементов ИЛИ. Генератор также содержит генераторы 1 и 3 запускающих импульсов, элементы 2.7 и 13 задержки,, элемент ИЛИ 4, триггер 5, генератор 6 тактовых импульсов, счетчик 8 импульсов , первую группу 9 элементов И, блок 10 регистров памяти, N групп 11 элементов И, N элементов ИСКЛЮЧАОДЕЕ ИЛИ 12. 2 ил. . «о (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1465954 A 2 (д) 4 Н 03 К 3/84!

1;,, 1

3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (6i) 1202038 (21) 4210255/24-21 (22) 16,03.87 (46) 15.03.89. Бюл. М - 10 (72) Э.ВеБорисов, С.Н.Воробьев и Е.С.Егоров (53) 621.374.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1202038, кл. Н 03 К 3/84, 1984.

1 (54) ГЕНЕРАТОР РАВНОМЕРНО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН (57) Изобретение может быть использовано в импульсной, вычислительной и информационно-измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности формирования псевдослучайных величин с регулируемым законом распределения, в частности с экспоненциальным распределением. Для достижения поставленной цели в генератор введены блок 16 логарифмирования, блок 17 умножения, блок 18 регистров, арифметические блоки 19, 20 и

21, группы 22, 23 и 24 элементов И, элементы И 25 и 26, блоки 27 и 28 сравнения, блок 29 элементов ИЛИ.

Генератор также содержит генераторы

1 и 3 запускающих импульсов, элементы 2 7 и 13 задержки,, элемент

ИЛИ 4, триггер 5, генератор 6 тактовых импульсов, счетчик 8 импульсов, первую группу 9 элементов И, а блок 10 регистров памяти, N групп 11 элементов И, Н элементов ИСКЛЮЧйееов (/)

ИЛИ 12. 2 ил.

С:

1465954

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в вычислительной и информационно-измерительной технике.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей генератора за счет обеспечения возможностей формирования псевдослучайных ве личин с регулируемым законом распределения.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого генератора, на фиг,2 — схема блока элементов

ИЛИ о

Генератор содержит первый генератор 1 запускяющих импульсов, выход которого соединен с первым элементом 2 задержки, второй генератор 3 запускающих импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 4, выход которого соединен с первым входом установки триггера 5, выход которого соединен с входом генератора 6 тактовых импульсов, второй элемент 7 задержки, счетчик 8 импульсов, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И первой группы 9 элементов И, блок 10 регистров памяти, выходы которого соединены с входами соответствующих элементоь И групп 11 по N элементов И, выходы соответствующих элементов И KoYopblx соединены с входами соотве-.ñòâóþùèõ из М элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, третий элемент 13 задержки, первый блок 14 сравнения, первая группа ходов которого соединена с соотвстствующими выходами регистра 15 памяти, последовательно соединенные блок 16 логарифмирования и блок 17 . умножения, блок 18 регистров, первый

i9, второй 20 и третий 2 1 арифметические блоки, вторую 22, третью 23 и четвертую 24 группы элементов И, первый 25 и второй 26 элементы И, второй 27 и третий 28 блоки сравнения, блок 29 элементов ИЛИ, выходы которого соединены с соответствующими входами третьего арифметического блока 21, выходы которого соединены с соответствующими входами блока 17 умножения. Выходы первой группы 9 элементов И соединены с входами соответствуюших элементов П групп 11 по К элементов И, с первой группой входов первого арифметичес.* кого блока 19, с четвертой группоп

55 входов второго арифметического блока 20, с первой группой входов второго блока 27 сравнения и с первой группой входов третьего блока 28 сравнения, вторая группа входов которого соединена с первой группой выходов блока 18 регистров, вторая группа выходов которого соединена с четвертой группой входов первого арифметического блока 19, выходы которого соединены с группой входов второй группы 22 элементов И, выходы которой соединены с первой группой входов блока 29 элементов ИЛИ, вторая группа входов которого соединена с выходами третьей группы

23 элементов И, группа входов которой соединена со второй группой входов второго арифметического блока 20 и с четвертой группой выходов блока 18 регистров, третья группа выходов которого соединена с первой группой входов второго арифметического блока 20, выходы которого соединены с группой входов четвертой группы 24 элементов И, выходы которой соединены с третьей группой входов блока 29 элементов ИЛИ. Выход первого генератора 1 запускающих импульсов соединен с входом установки третьего арифметического блока 21 и с входом установки блока 18 регистров, пятая группа выходов которого соединена. с третьей группой входов второго арифметического блока 20 и со второй группой входов второго блока 27 сравнения, первый выход которого соединен с входом четвертой группы 24 элементов И. Второй выход второго блока 27 сравнения соединен с первым входом первого элемента И

25 и с первым входом второго элемента И 26, выход которого соединен с входом третьей группы 23 элементов И. Второй вход второго элемента

И 26 соединен с первым выходом третьего блока 28 сравнения, второй выход которого соединен с вторым входом первого элемента И 25, выход которого соединен с входом второй группы 22 элементов И. Выходы регистра 15 памяти соединены со второй группой входов первого арифметического блока 19. Выходы N элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 соединены с соответствующими входами блока 16 логарифмирования. Вход второго генератора 3 запускающих импульсов соединен

14 с входом первого генератора 1 запускающих импульсов, выход которого соединен с входом установки счетчика 8 импульсов, с соответствующими входами установки регистра 15 памяти и с соответствующими входами установки блока 10 регистров памяти.

Выход первого элемента 2 задержки соединен со вторым входом установки триггера 5. Выход генератора 6 тактовых импульсов соединен с входом синхронизации счетчика 8 импульсов, и с входом третьего элемента 13 задержки, выход которого соединен со вторыми входами элементов И первой группы 9 элементов И. Выходы счетчика 8 импульсов соединены со второй группой входов первого блока 14 сравнения, выход которого через второй элемент 7 задержки соединен со вторым входом элемента ИЛИ 4.

Подключение выходов второй 22, третьей 23 и четвертой 24 групп элементов И к входам блока 29 элементов ИЛИ представлено на фиг.2.

Генератор работает следующим образом.

При включении генератора .управляющее напряжение подается на первый 1 и второй 3 генераторы запускающих импульсов. При этом второй .генератор 3 запускающих импульсов вырабатывает импульс, который через элемент ИЛИ 4 поступает на вход усr тановки в нуль триггера 5 и устанавливает его в нулевое состояние.

После задержки на время переходных . процессов в триггере 5 первый генератор 1 запускающих импульсов также вырабатывает импульс, который обнуляет. счетчик 8 импульсов и устанавливает в соответствующие состояния триггеры блока 10 регистров памяти, регистра 15 памяти и блока

18 регистров. При этом в регистре 15 памяти уСтанавливается число m, соответствующее числу точек, которые должны быть сформированы генератором равномерно распределенных псевдослучайных величин, что обеспечивается соответствующим соединением выхода генератора 1 запускающих импульсов с входами триггеров регистра 15 памяти. Аналогичным образом, в блоке 18 регистров в соответствующих регистрах устанавливаются: число m соответствующее номеру i случайной точки, начиная с которого ин65954 4 тенсивность 3() экспоненциального распределения начинает возрастать до своего предельного значения достигаемого при i=m, число Р, чис1 ло 1,, соответствующее наименьшему значению интенсивности (i), достигаемому при i=m, и m, (m, число соответствующее начальному значению интенсивности A(i) при з.=1, - и число тп (В регистрах блока 10 регистров памяти устанавливаются: в первом регистре число V =2, во втором—

V =2 и так далее до 7„=2" . Для этогд числа представляются в двоичном коде и установка регистров блока 10 регистров памяти производится установкой триггеров в единичное или нулевое состояние аналогично регистру 15 памяти. Кроме того, импульс с выхода генератора 1 запускающих импульсов после задержки элементом

2 задержки (на время переходных про25 цессов) подается на вход установки триггера 5 и устанавливает его в единичное состояние.. В результате начинает работать генератор б тактовых импульсов, сигналы которого поступазо ют на счетный вход счетчика 8 импульсов. Счетчик 8 импульсов формирует номера точек, каждому из которых соответствует определенное состояние разрядов счетчика. Импульс, 35 который был подан на вход счетчика 8 импульсов после задержки в элементе 13 задержки (на время переходных процессов в счетчике 8 импульсов) поступает нъ входы элементов И первой группы 9 элементов И.

Тем самым производится опрос разрядов счетчика 8 импульсов и сигналы, соответствующие состоянию разрядов счетчика, поступают на входы групп элементов И блока 11 из К групп элементов.И. При этом сигнал с выхода элемента И первой группы

9 элементов И, соответствующий первому разряду счетчика 8 импульсов, 5О поступает на первые входы элеменФ тов И первой группы, сигнал с выхода второго элемента И группы. 9 элементов И вЂ” на первые входы элементов И второй группы блока 11 из N групп элементов И и так далее. Таким образом, если соответствующий разряд счетчика 8 импульсов находится в состоянии "1", то код соответствую щего регистра блока 10 регистров

65954 (2) 7 14 памяти поступает на выход элементов

И группы i 1 нз М элементов И.

В элементах ИСКЛП."МО!ЦЕЕ ИЛИ 12„ на которые поступают коды с элемен"-ов И групп 11 из И элементов И, производится логическое сложение сигналов, поступаюп нх на их входы.

В результате на выходах этих элементов формируется вег..ичина коор-! динаты первой точки. Процессы опиь санные выше с момента выработки первого импульса генератором 6 тактовых импульсов,, повторяются для второго и последующих импул,",cc.- „ (В результате на выходах Й элемен1 тов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 формируется последовательность величин коорди1 нат точек, номера которых последовательно формируются счетчиком 8 импульсов.

Одновременно код текущего номера i сформированной то гки поступает на первую группу входов первого арифметического блока 19 на чет( вертую группу входов второго ариф( метнческого блока 26 и на первые группь.. входов второго 2 и третье го 28 блоков сравнения, а код с выхода регистра !5 памяти — на вторую группу входов первого арифметического блока 19.-.

Одновременно на третью, четвертую и пятую группы входов первого арифметического блока 19 поступают коды величин ш A.ъи 3 (с соот» ветствующих груп* выходов блока 18 регистров) соответственно, а на выходах первого арифметического блока 19 формируется величина

A(;) 1 + 1 (° ) 12-Ь, m-m 2 которая поступает на-входы второй группы 22 элементов И.

Аналогично, на группы входов второго арифметического блока 20 поступают величины „, .и m„,а на его выходах формируется величина

30 Ь, P(i) = 3 — — — — (i-1)

° т

1 которая поступает на входы четвертой группы 24,элементов И. Одновременно величина A поступает на вхо1 ды третьей группы 23 элементов И.

Если. текущий номер х сформированной точки не больше m „ то на первом выходе ("Меньше - равно") 5 t0

29

2Я

ЗО

5G

65 второго блока 27 сравнения появляется разрешающий сигнал и величина,1 {i) с выходов четвертой группы

24 элементов И поступает на третью группу входов блока 29 элементов ИЛИ .

Если m

29 элементов ИЛИ.

Если i>, m то под действием сигналов со BTGpblx выходов (" Больше" и "Больше — равно".) блоков 27 и 28 сравнения срабатывает первый элемент И 25, разрешая выдачу величины (1) с выходов второй группы 22 элементов И на первую группу входов блока 29 элементов ИЛИ. Таким образом, на выходе блока 29 элементов

ИЛИ всегда имеется соответствующая величина Л(i) характеризующая интенсивность параметра экспоненциального распределения в зависимости от номера сформированной точки.

Сигнал с выхода блока 29 элементов ИЛИ поступает на вход третьего арифметического блока 2 1 и на его выходах формируется величина а =

I — которая поступает на

Л 1) вход блока 17 умножения.

Одновременно равномерно распределенное случайное число В, номер которого. равен i поступает на соответствующие входы блока 16 логарифмирования, а с его выходов — на соответствующие входы блока 17 умножения, на выходе которого формируется величина а 1п В, имеющая экспоненциальное распределение с переменной плотностью S(i) .

Код с выхода счетчика 8 импульсов во время работы генератора сравнивается в блоке 14 сравнения с кодом, записанным в регистре 15 памяти. При равенстве кодов, что соответствует моменту окончания форми" рования величин координат всех точек, на выходе блока 14 сравнения формируется импульс, который после задержки в элементе 7 задержки (па время переходных процессов в счет7 14659 чике 8 импульсов) через элемент ИЛИ

4 поступает на вход установки в нуль триггера 5, что приводит к остановке, генератора.

Формула из обретения

Генератор равномерно распределенных псевдослучайных величин по авт. св. У 1202038, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности формирования псевдбслучайных величин 15 с регулируемым законом распределения, в него дополнительно введены последовательно соединенные блок логарифмирования и блок умножения, блок .регистров, три арифметических 20 блока, три группы элементов И, два блока сравнения, два элемента И и блок элементов ИЛИ, выходы которого соединены с соответствующими входами третьего арифметического блока, 25 .выходы которого соединены с соответствующими входами блока умножения, выходы первой группы элементов И соединены с первой группой входов первого арифметического бло- 30 ка, с четвертой группой входов второго арифметического блока, с первой группой входов второго блока сравнения и с первой группой входов третьего блока сравнения, вторая. группа входов которого соединена с первой группой выходов блока регистров, вторая группа выходов которого соединена с четвертой группой входов.первого арифметического блока, 4О выходы которого соединены с группой входов второй группы элементов И, выходы которой соединены с первой группой входов блока элементов ИЛИ„ вторая группа входов которого соединена с выходами третьей группы элементов И, группа входов которой соединена с второй группой входов второго арифметического блока, с пятой группой входов первого арифметического блока и с четвертой группой выходов блока регистров, третья группа выходов которого соединена с первой группой входов второго арифметического блока, выходы которого соединены с группой входов четвертой группы элементов И,.выходы которой соединены с третьей группой входов блока элементов ИЛИ, выход первого генератора запускающих импульсов соединен с входом установки третьего арифметического блока и с входом установки блока регистров, пятая группа выходов которого соединена с третьей группой входов второго арифметического блока и с второй группой входов второго блока сравнения, первый выход которого соединен с входом четвертой группы элементов И, второй выход второго бло« ка сравнения соединен с первым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом третьей группы элементов И, второй вход вто" рого элемента И соединен с первым выходом третьего блока сравнения, второй выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом второй группы элементов И,. выходы регистра памяти соединены с второй группой входов первого арифметического блока, выходы N элементов ИСКЛЮЧАМЦЕЕ ИЛИ соединены с соответствующими входами блока логарифмирования.

1465954

С/ык !

i &.73

С8 и. !

Кл ЯФ

Составитель Ю. Бурмистров

Редактор А.Ревин Техред М.Дидык Корректор М.Самборская

Заказ 954/53 Тираж 879 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101