Генератор потоков случайных событий
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании систем с учетом влияния взаимосвязанных случайных воздействий. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования двух потоков случайных событий с отрицательной корреляционной зависимостью между ними. На чертеже приведена структурная схема генератора. Генератор содержит датчик 1 случайных импульсов, одновибрэторы 2,3, 6, элементы 4,11 задержки ,-формирователь 5 импульса, элементы И 7-9, счетчики 10, 12, 13, демультиплексор 14, сумматоры 16,17, генератор 15 равновероятной двоичной цифры, дешифраторы 18, 20,блок 19 переключателей, коммутаторы 21,22, блоки 23, 24 элементов ИЛИ, входы 26,27, выход 28 генератора. 1 ил.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (s<)s . G 06 F 7/58
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4679454/24 (22) 18.04.89 (46) 07.02.92. Бюл, N 5 (72) Ю,П.Рышков, А,Ю,Шевченко и А.Ю.Половников (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 345487, кл. G 06 F 7/58, 1971.
Авторское свидетельство СССР
N 1062696, кл. G 06 F 7/58, 1982. (54) ГЕНЕРАТОР ПОТОКОВ СЛУЧАЙНЫХ
СОББ ТИЙ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании систем с учетом влияния
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании систем с учетом влияния взаимосвязанных случайных воздействий.
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет формирования двух потоков случайных событий с отрицательной корреляционной зависимостью между ними.
Кэ чертеже приведена структурная схема генератора.
Генератор содержит датчик 1 случайных импульсов, одновибраторы 2,3, элемент 4 задержки, формирователь 5 импульса, одновибратор 6, элементы И 7-9, счетчик 10, элемент 11 задержки, счетчики 12,13, демультиплексор 14, генератор 15 равновероятной двоичной цифры, сумматоры 16,17, дешифратор 18, блок 19 переключателей, . дешифратор 20, коммутаторы 21. 22, блоки Ы „1711157 А1 взаимосвязанных случайных воздействий, Цель изобоетения — расширение функциональных возможностей за счет формирования двух потоков случайных событий с отрицательной корреляционной зависимостью между ними. На чертеже приведена структурная схема генератора, Генератор содержит датчик 1 случайных импульсов, одновибраторы 2, 3, 6, элементы 4, 11 задержки,-формирователь 5 импульса, элементы И
7-9, счетчики 10, 12, 13, демультиплексор
14, сумматоры 16, 17, генератор 15 равновероятной двоичной цифры, дешифраторы 18, 20, блок 19 переключателей, коммутаторы
21, 22, блоки 23, 24 элементов ИЛИ, входы
26,27, выход 28 генератора. 1 ил.
23, 24 элементов ИЛИ, 25, 26, 27 — входы генератора, 28 — выход генератора.
Генератор потоков случайных событий работает следующим образом.
Поступающий импульс опроса устанавливает в нулевое состояние счетчики 10, 12, 13, инициирует формирование случайного двоичного числа в генераторе 15. Длительность импульса на выходе одновибратора
3 определяется кодом, установленным на входе 25 генератора,и предположим составляет Т вЂ” t единиц, В течение этого времени через элемент И 7 счетчик 10 заполняется импульсами с выхода датчика
1. По истечении промежутка времени Т вЂ” t поступление случайных импульсов на вход счетчика 10 прекращается. Одновременно отрицательный фронт импульса одновибратора 2 запускает одновибратор 3. Длительность импульса на выходе одновибратора 3 определяется кодом, установленным на вто1711157
<Х> = <У>= — А(Т вЂ” т}+ (Т + т) = 2 Г, 1 12
Оу = ov + g z = А (Т вЂ” т} + 0 Ог +
+ ( ) Q + (
-А(Т вЂ” г) +-Жт+ — Ю +
1 1
4 4
+4 гтг, 1 Т+ гтг, 4
Огх g ° Т-+ г .
<Ху> г Тг — ã г
Kxv—
Ох OV. де < > — знак математического ожидания, Qx и 0v — среднеквадратическиеотклонения величин Х и Y.
Для пуассоновского потока
<Х> =<У>= g + ф
О. х =vv = X(T+Ï;
Окончательно пслччим
< ХУ> - < ХУ> + <У2>+
+
Отсюда Kxv =-2 т/(Т+ т). При изменении»(10-20), В этом случае при изменении ининтервала перекрытия хна первом 25 и вто- тервала пеРекРытиЯ Т на пеРвом 25 и втором управляющем входе 26 генератора, и составляет 2 г единиц, В течение этого времени через элемент И 8 происходит заполнение счетчика 12 импульсами с датчика 1, По окончании имгульса на выходе одно- 5 вибратора 3 заполнение счетчика 12 прекращается и запускается одновибратор 6.
Длительность импульса одновибратора 6 задается на первом входе 25 генератора и равна t единиц . В течение этого промежут- 10 ка времени импульсы с датчика 1 через элемент И 9 поступают на счетный вход счетчика 13, s котором производится подсчет их числа.
Отрицательный фронт импульса на вы- 15 ходе одновибратора 6 инициализирует формирователь 5 импульса, который формирует импульс синхронизации. Зтст импульс задерживается на необходимое время элементами 4 и 11 задержки и используется 20 для синхронизации демультиплексора 14 и сумматоров 16 и 17. Таким образом, по истечении промежутка времени (Т вЂ” т) +
+ 2 t + (Т вЂ” т) = 2Т з счетчиках 10, 12 и 13 хранятся коды вэаимонезависимых слу- 25 чайных чисел (событий), образованных путем подсчета импульсов датчика 1 на состветствуюи;;их непересекающихся интервалах Т вЂ” г, 2 r, Т- т.
Формирование взаимоксррелирован- 30 ных чисел рассмотрим вначале для случая положительной корреляции (переключатель знака корреляции в блоке 19 замкнут}. Пусть в счетчике 10 содержится число
Х, s счетчике 12 — число Z, в счетчике 13 —. 35 число У, Поскольку переключатель в блоке
19 замкнут, то независимо от состояния демультиплексора ",4 число Z по приходе синхроимпульса поступает как на первый
16, ак и на второй 17 сумматоры. " прихо- 40 дом синхроимпульса на выходе сумматоров образуются числа Х = Х + Z u Y = Y + Z. имеющие положительный коэффициент корреляции Kxv. ром 26 управляющих входах генератора от нуля дс Т коэффициент корреляции величин
Х и У меняется соответственно от нуля до единицы, Дешифраторы 18, 20, коммутаторы 21, 22 и блоки 23, 24 осуществляют преобразование случайных величин Х и Y в соответствии с требуемым законом распределения вероятностей.
Рассмотрим теперь случай отрицательной корреляции (переключатель знака корреляции в блоке 19 разомкнут). Как и в предыдущем случае. к моменту формирования коррелированных чисел Х и Y в счетчиках 10, 12, 13 хранятся случайные числа X,Z ! и У, а на выходе генератора 15 сформиро( вано случайное двоичное число "0" или "1".
Для определенности положим, что при значении "О" демультиплексор 14 соединяет выход счетчика 12 с вторым входом первого сумматора 16, а при значении "1" — с первым входом второго сумматора 17. Зто означает, что в каждом цикле формирования случайных величин Х и Y величина Z случайным образом "вычитается" из одной величины и "прибавляется" к другой, за счет чего величины X и У оказываются отрицательно коррелированы.
Покажем это. В каждом цикле формирования величин Х и У они образуются по следующему правилу;
Х = X,+ (1-b)Z;
Y= Y +bZ, где ЬC{0;1) — бинарная величина на выходе генератора 15, причем P{b = О) = Р{Ь =- 1) =
0,5.
Случайные величины Х, Y, Z и Ь взаимонезависимы. Величины Х и Y зависят от
"общих" величин Ь и 2 и поэтому взаимозависимы. Найдем коэффициент корреляции между ними, подставив в формулу (1} следующие величины:
1711157 ром 26 управляющих входах генератора от нуля до Т коэффициент корреляции меняется соответственно от нуля до величины, практически равной -1, Таким образом. в зависимости от состояния переключателя знака корреляции в блоке 10 и величин Т вЂ” т и 2 r, устанавливаемых на управляющих входах 25, 26 генератора, коэффициент корреляции между числами (событиями) на выходе, генератора в соответствии с приведенными формулами принимает значение от -1 до 1, Формула изобретения
Генератор потоков случайных событий, содержащий первый элемент задержки, датчик случайных импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно со счетными входами первого и второго счетчиков, входы обнуления которых соединены с информационным входом первого одновибратора и с входом опроса генератора, причем выход первого одновибратора соединен с вторым входом первого элемента И, первый и второй дешифраторы, выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго коммутаторов. управляющие входы которых являются входами задания закона распределения генератора, при этом выходы первого и второго коммутаторов соединены соответственно с входами первого и второго блоков элементов ИЛИ, выходы которых являются соответственно выходами первого и второго потоков случайных событий генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования двух потоков случайных событий с отрицательной. корреляционной зависимостью между ними, в него введены второй и третий одновибраторы, формирователь импульса, третий элемент И, блок переключателей, третий счетчик, второй элемент задержки, генератор равновероятной двоичной цифры. демультиплексор и два сумматора, причем выход первого счетчика соединен с
10
20
30 второго дешифраторов. вход запуска гене35
50 первым информационным входом первого сумматора, второй информационный вход которого соединен с первым информационным выходом демультиплексора, второй информационный выход которого соединен с первым информационным входом второго сумматора, второй информационный вход которого соединен с выходом второго счетчика, выход датчика случайных импульсов соединен с первым входом третьего элементэ И, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, выход которого соединен с информационным входом демультиплексора, вход синхронизации которого соединен с выходом первого элемента задержки, вход которого соединен с входом второго элемента задержки и с выходом формирователя импульса, вход которого соединен с вторым входом второго элемента И и с выходом второго одновибратора, информационный вход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и подключен к выходу третьего одновибратора, информационный вход которого соединен с выходом первого одновибратора, выход второго элемента задержки соединен с входами синхронизации первого и второго сумматоров, выходы которых соединены соответственно с входами первого и ратора равновероятной двоичной цифры соединен с входом обнуления третьего счетчика и подключен к входу опроса генератора, выход генератора равновероятной двоичной цифры соединен с входом разрешения демультиплексора, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым информационными входами блока переключателей, вход управления которого является входом задания знака корреляции генератора, входы задания длительности импульса, первого и второго одновибраторов обаединены и являются входом задания интенсивностей выходных потоков генератора, вход задания длительности импульса третьего одновибратора является входом задания величины корреляции генератора, выход блока переключателей является выходом задания знака корреляции генератора.
1711157
Составитель И. Столяров
Редактор Т. Юрчикова Техред М,Моргентал КоРРектоР M Муска
Заказ 340 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открь тиям ори ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
