Генератор случайных потоков

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для получения совокупности некоррелированных случайных потоков, ориентированных на решение задач статистического моделирования. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет обеспечения возможности получения трех некоррелированных случайных потоков и упрощение генератора. Генератор содержит ключ 1, блоки 2 и 3 умножения, блок 4 задания констант, ключ 5, блок 6 умножения, ключ 7, датчик 8 случайных чисел, блоки 9, 10 и 11 вычитания, ключи 12, 13 и 14, элемент 15 задержки. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для получения совокупности некоррелированных случайных потоков при решении задач статистического моделирования.

Известен генератор случайных чисел, содержащий переключатель, датчик равномерно распределенных случайных чисел, блок памяти, блок регистрации, элементы И, интегратор, ключи, блок сравнения, генератор линейно изменяющегося напряжения.

Однако данный генератор не обладает возможностью генерировать некоррелированные случайные числа из совокупности статистически связанных случайных величин.

Известен генератор случайных чисел, содержащий четыре ключа, пять умножителей, вычитатель, блок памяти, три сумматора, два делителя, два блока регистрации и элемент И.

Однако его можно использовать только для двумерной системы коррелированных случайных величин.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генератор случайных чисел, содержащий шесть ключей, датчик случайных чисел, десять блоков умножения, пять сумматоров, блок задания констант, генератор синхронизирующих импульсов, два блока деления, два элемента НЕ, коммутатор и два регистра.

Данный генератор имеет сложную функциональную схему и не обеспечивает генерацию трех некоррелированных случайных потоков.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности получения трех некоррелированных случайных потоков и упрощение генератора.

Цель достигается тем, что в генератор случайных потоков, содержащий шесть ключей, три блока умножения, датчик случайных чисел и блок задания констант, причем выход ключа 1 подключен к первым входам блоков 2 и 3 умножения, вторые входы которых соединены соответственно с выходами задания первого и второго коэффициентов линейной регрессии блока 4 задания констант, выход ключа 5 подключен к первому входу блока 6 умножения, входы управления ключами 1 и 5 соединены с входом управления считыванием блока 4 задания констант и с входом синхронизации генератора, введены три блока вычитания и элемент задержки, причем информационные входы ключей 1, 5 и 7 подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам датчика 8 случайных чисел, выход ключа 5 соединен со входом уменьшаемого блока 9 вычитания, вход вычитаемого которого подключен к выходу блока 2 умножения, выход блока 3 умножения соединен с входом вычитаемого блока 10 вычитания, вход уменьшаемого которого подключен к выходу ключа 7, выход блока 10 вычитания соединен с входом уменьшаемого блока 11 вычитания, вход вычитаемого которого подключен к выходу блока 6 умножения, второй вход которого соединен с выходом задания третьего коэффициента линейной регрессии блока 4 задания констант, выходы ключа 1 и блоков 9 и 11 вычитания подключены соответственно к информационным входам ключей 12, 13 и 14, выходы которых являются соответственно выходами первого, второго и третьего случайных потоков генератора, входы управления ключей 12, 13 и 14 объединены и через элемент 15 задержки соединены с входом управления ключа 7 и соединены с входом синхронизации генератора.

На чертеже приведена структурная схема генератора.

Генератор содержит ключ 1, блоки 2 и 3 умножения, блок 4 задания констант, ключ 5, блок 6 умножения, ключ 7, датчик 8 случайных чисел, блоки 9, 10 и 11 вычитания, ключи 12, 13 и 14 и элемент 15 задержки.

Принцип работы генератора состоит в том, что он реализует способ получения трех некоррелированных случайных потоков на основе метода линейного регрессивного преобразования исходных коррелированных случайных потоков.

Работа генератора происходит в следующей последовательности. На вход синхронизации генератора подается тактовый импульс (синхроимпульс), который поступает на управляющие входы ключей 1, 5 и 7. В результате этого с датчика 8 случайных чисел происходит считывание первых случайных чисел α, β и γ.

Случайное число α с выхода ключа 1 поступает на информационный вход ключа 12 и первые входы блоков 2 и 3 умножения. Случайное число βс выхода ключа 5 поступает на первый вход блока 6 умножения и вход уменьшаемого блока 9 вычитания. Случайное число γ с выхода ключа 7 подается на вход уменьшаемого блока 10 вычитания.

Одновременно с этим тактовый импульс подается на вход элемента 15 задержки и вход управления считыванием блока 4 задания констант. С выходов последнего постоянные коэффициенты (заранее установленные в блок 4) поступают в определенные блоки: К₁ - в блок 2 умножения, К₂ - в блок 3 умножения, К₃ - в блок 6 умножения. Результаты с блоков 2(К₁ α ), 3(К₂ α ) и 4(К₃β ) умножения поступают соответственно на входы вычитаемых блоков 9, 10 и 11 вычитания.

С выхода блока 9 вычитания разность β-K₁ αпоступает на информационный вход ключа 13. В блоке 10 вычитания происходит вычисление разности γ-K₂ α, которая поступает на вход уменьшаемого блока 11 вычитания. С выхода блока 11 вычитания результат γ-K₂ α-K₃ βпоступает на информационный вход ключа 14.

После задержки тактового импульса на выходе элемента 15 задержки формируется управляющий импульс, который подается на управляющие входы ключей 12, 13 и 14. В результате этого на выходах генератора одновременно появляются первые некоррелированные случайные числа: X= α Y= β-K₁ α Z = γ-K₂ α-K₃ β При поступлении на вход синхронизации следующего тактового импульса процесс повторяется по приведенной схеме.

(56) Авторское свидетельство СССР N 444176, кл. G 06 F 7/58, 1972.

Авторское свидетельство СССР N 1363199, кл. G 06 F 7/58, 1987.

Авторское свидетельство СССР N 1531094, кл. G 06 F 7/58, 1988.

Формула изобретения

ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПОТОКОВ, содержащий шесть ключей, три блока умножения, датчик случайных чисел и блок задания констант, причем выход первого ключа подключен к первым входам первого и второго блоков умножения, вторые входы которых соединены соответственно с выходами задания первого и второго коэффициентов линейной регрессии блока задания констант, выход второго ключа подключен к первому входу третьего блока умножения, входы управления первого и второго ключей объединены с входом управления считыванием блока задания констант и подключены к входу синхронизации генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет обеспечения возможности получения трех некорректированных случайных потоков и с целью упрощения генератора, в него введены три блока вычитания и элемент задержки, причем информационные входы первого, второго и третьего ключей подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам датчика случайных чисел, выход второго ключа соединен с входом уменьшения первого блока вычитания, вход вычитаемого которого подключен к выходу первого блока умножения, выход второго блока умножения соединен с входом вычитаемого второго блока вычитания, вход уменьшаемого которого подключен к выходу третьего ключа, выход второго блока вычитания соединен с входом уменьшаемого третьего блока вычитания, вход вычитаемого которого подключен к выходу третьего блока умножения, второй вход которого соединен с третьим выходом блока задания констант, выходы первого ключа и первого и третьего блоков вычитания подключены соответственно к информационным входам четвертого, пятого и шестого ключей, выходы которых являются соответственно выходами первого, второго и третьего случайных потоков генератора, входы управления четвертого, пятого и шестого ключей объединены и через элемент задержки соединены с входом управления третьего ключа и соединены с входом синхронизации генератора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2