Генератор случайных чисел

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 G 06 F 7/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4761224/24 (22) 22.11.89 (46) 23.03.92, Бюл. hh 11 (72) Э,В;Борисов (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1605230, кл. G 06 F 7/58, 1988. (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для формирования последовательности нечет„„5U„„1721607 А1

Ф г,l ких чисел. Цель изобретения — расширение класса распределения формируемых случайных чисел. Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, датчик 2 равномерно распределенных случайных чисел, умножители 3 и 9, вычитатели 4 и 10, элементы И 7 и 12, блок 8 ключей, элементы задержки 11 и 15 блок 14 вычисления размаха уровня значимости функции принадлежности, реверсивный счетчик 13, блок 5 вычисления значений функции принадлежности. 1 ил., 1 табл.

1721607 — а! д, а-о< у< а+о

pv(y) =

0 в остальных случаях, Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для формирования последовательности нечетких чисел.

Целью изобретения является расшире- 5 ние класса распределений формируемых случайных чисел.

На практике, если достаточно длительное время субъект не может выбрать требуемого числа, то он снижает требование и 10 начинает принимать за них и более отдаленные от наиболее ожидаемого. Если достаточно длительное время субъект очень часто принимает за требуемое предъявляемые числа, то он повышает требования и наибо- 15 лее отдаленные от ожидаемого числа старается не принимать за требуемые. При этом изменяется размах уровня значимости функции принадлежности, изменяется распределение нечетких чисел, формируемых 20 генератором.

На чертеже представлена структурная схема генератора, Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов (ГТИ), датчик 2 равномерно 25 распределенных случайных чисел, умножитель 3, вычитатель 4, блок 5 вычисления значений функции принадлежности, блок 6 сравнения, элемент И 7, блок 8 ключей, умножитель 9, вычитатель 10, элемент 11 за- 30 держки, элемент И 12, реверсивный счетчик

13, блок 14 вычисления размаха уровня значимости функции принадлежности и элемент 15 задержки, Блок 14 может быть выполнен в виде 35

ПЗУ.

Генератор работает следующим образом.

Сигнал от ГТИ 1 поступает на вход onроса датчика 2, в результате чего на его 40 выходе формируется очередное значение числа х с равномерным распределением в интервале (0,1), В исходном состоянии реверсивный счетчик 13 обнулен, а блок 14 по нулевому сигналу на входе формирует еди- 45 ницу на выходе. Следовательно, на выходе вычитателя 10 формируется случайное число х i = 1 — хь также имеющее равномерное распределение в интервале(0,1).

В умножителе 3 число х умножается на 50 величину 2 о где а — полуразмах носителя функции принадлежности,иу(у), которая в частном случае может быть задана в виде функции принадлежности типа примерного равенства 55 где а — средняя точка носителя функции принадлежности, соответствующая наиболее ожидаемому значению множества Y.

Сигнал 2x o в вычитателе 4 вычитается из координат правой границы носителя функции принадлежности. В результате на выходе вычитателя 4 формируется одно из возможных значений yi = а+ 0 — 2xi (т нечеткого множества.

В блоке 5 формируется значение функции принадлежности, соответствующее значению уь т.е. pv(y ) = 1 —, . Одно-! у — а! временно с этим на выходе первого элемента 11 задержки формируется случайное число х -> °

Следовательно, на выходы блока 6 сравнения одновременно поступают значение функции принадлежности pv (у ) вычисленное no i-му такту срабатывания ГТИ

1, т.е. по i-му такту смен ы состоя н ия датчика

2, и значение случайного числа х;-> — соответствующего (i-1)-му такту смены состояния датчика 2.

При pv(yi) > х l-1 на выходе блока 6 сравнения формируется уровень логической "1", которая поступает на первый вход элемента И 7. На второй вход элемента И 7 через элемент 15 задержки поступает импульс от ГТИ 1. В результате на выходе блока 8 ключей формируется возможное значение нечеткого числа, сформированное в 1-м такте работы устройства на выходе, Еслиpv(y ) < х i-1, то сигнал на выходе блока

8 ключей не формируется.

Кроме того, в процессе опроса элементов И 7 и 12 изменяется состояние реверсивного счетчика 13, по которому блок 14 изменяет свое состояние, Пример таблицы состояния блока 14 представлен в таблице.

Число k, которое соответствует размаху уровня значимости функции принадлежности на выходе блока 14, умножается на сигнал х с выхода датчика 2 в умножителе 9, а полученный результат вычитается из единицы в вычитателе 10. Получаемые на его выходе числа х I = 1 — klxi имеют равномерные распределения в интервале(1-k;,1).

Таким образом, обеспечивается регулировка нижнего уровня функции принадлежности, по которому разыгрывается текущее ее значение для принятия решения о текущем значении нечетного числа. Это расширяет класс распределений, формируемых генератором.

Формула изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, датчик

1721607

+6 и

+4 +3

Код на вхо е — 4 — 5

-5 и

It (tt

0,2 0,3

0,1

Код на выхо е

0,4

0,4

0,4 0,4

0,4

0,5

0,6 0,7

0,8

Составитель В. Орлов

Т ехред М. Моргентал

Редактор И. Шмакова

Корректор М. Кучерявая

Заказ 954 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 равномерно распределенных случайных чисел, первый умножитель, первый вычитатель, два элемента задержки, блок вычисления значений функции принадлежности, блок сравнения, первый элемент И, блок ключей, выход которого является выходом генератора, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входом опроса датчика равномерно распределенных случайных чисел и через первый элемент задержки с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с управляющим входом блока ключей, выход датчика равномерно распределенных случайных чисел соединен с первым входом первого умножителя, второй вход которого является входом задания размаха носителя функции принадлежности генератора, выход первого умножителя соединен с входом вычитаемого первого вычитателя, вход уменьшаемого которого является входом задания максимального значения носителя функции принадлежности генератора, выход первого вычитателя соединен с информационным входом блока ключей и с входом блока вычисления значения функции принадлежности, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход и выход "Больше" которого соединены соответственно с выходом второго элемента задержки и вторым входом первого элемента И, отличающийся тем, что, с целью расширения класса распределений

5 формируемых случайных чисел, в него дополнительно введены второй умножитель, второй вычитатель, реверсивный счетчик, блок вычисления размаха уровня значимости функции принадлежности и второй эле10 мент И, первый вход которого соединен с выходом "Меньше или равно" блока сравнения, второй вход и выход второго элемента

И соединены соответственно с выходом первого элемента задержки и вычитающим

15 входом реверсивного счетчика, суммирующий вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого элемента И и входом блока вычисления размаха уровня значимости функции принадлежности, вы20 ход которого соединен с первым входом второго умножителя, второй вход которого соединен с выходом датчика равномерно распределенных случайных чисел, выход второго умножителя соединен с входом вы25 читаемого второго вычитателя, вход уменьшаемого которого соединен с шиной единичного потенциала, выход второго вычитателя соединен с входом второго элемента задержки;