Стохастический функциональный преобразователь

 

Союз Советских о иалистических

Cи

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ?хо—

Заявлено 27.1Х.1971 (№ 1700255?18-24) . !. Кл. G Обд 7126

G 06 f 15i36 с присоединением заявки хо—

Государственный комитет

Совета Министров СССР аа данам изоаретений и открытий

Приоритет—

Опубликовано 17.1Х.1973. Бюллетень хо 37

Дата опубликования on:?el?i>I 28 хИ.1973

R;1 Т Б

Автор изобретения

В. П. Гондарев

Таганрогский радиотехнический институт

Заявитель

СТОХАСТИЧЕСКИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

АХ=Х; 1 — Х:=ConSt

Предлагаемое устройство относится к области цифровой вычислительной техники и предназначено для получения случайных чисел с заданными законами распределения.

Известен стохастический функциональный преобразователь, предназначенный для получения случайных чисел с кусочно-линейной плотностью распределения. Он содер>кит генератор равномерно распределенных случайных чисел, соединенный через блок умножения- 1о сложения, соответствующие схемы «И» и схему «ИЛИ» с первым входом выходного регистра, а через блок выбора — с входом бло ка памяти, один выход которого соединен с соответствующим входом блока выоора, выходы вероятностного двоичного элемента подключены к соответству?ощим входам схем <<И>>.

Однако в таком преобразователе для получения каждого выходного числа генератор рав номерно распределенных в интервале 0,1 случайных чисел должен выдавать четыре,èñëà, которые подвергаются различным преобразованиям.

Цель изобретения заключается в упрощении работы преобразователя.

В предлагаемом стохастическом функциональном преобразователе эта цель достигается введением сумматора приращений и,использован?ием вероятностного двоичного 0,5-элемента, один выход которого подключен ко вхо- зо ду сумматора одноразрядных приращений, второй вход которого соединен с блоком памяти, а выход — с выходным, регистром.

На чертеже дана схема предложенного преобразователя.

Он содержит генератор равномерно распределенных в,интервале 0,1 случайных чисел

1, блок выбора интервала 2, блок памяти сумматор одноразрядных приращений 4, вероятностньш двон.шьш 0,5 — элемент 5, блок умножения-сложе:?пя функцш? распределения о, схемы «И» 7, 8, схсму «ИЛ11» 9 il выходIIo.-I Ре":?стР 10.

В основу работы стохастического функционального преобразователя положена операция стохаст:.?ческой супсрпоз;щпи над случайным . величинами с треугольными распределениями

С??мпсо а, что соответствует стохастической реализацlнl I.ус©оо ч?нно-л??нейной аппроксl1маци 1 плотности распределе-*,?fÿ при равномерном разбнен.:ги аргумента, когда

В рассматриваемом стохастическом функциональном преобразователе алгоритм реализуется путем случайной выборки с вероятностным Р; треугольных распределен:ш, которые реализуются путем 0,5-суперпозицщ? треугольных распределений, получаемых путсм выпол397923 нения операций умножения и сложения функций распределения.

Для осуществления случайной выоорки треугольных распределений в стохастическом функциональном преобразователе предусмот ре. блок выбора интервалов 2, одним входом EI выходом соединенный с блоком памяти

8, а другим входом — с генератором равномерно распределенных в интервале 0,1 случайных чисел 1. В блоке памяти 8 хранятся значения функции распределения F (Х ), вычисленные по вероятностям Р,, и граничные точки Х, интервалов (Х;, Х,+ >). Для выполнения операций умножения, сложения функций распределения, используется блок умножения-сложения функций распределения б, в основе работы которого лежат алгоритмы разделения входных чисел на большие (операция умножения функций распределения) и меньшие (операция сложения функций распределения) . В рассматриваемом стохастическом функциональном преобразователе, использует ся равномерное разбиение аргумента, когда где m — целое число.

В этом случае получается простейшая техническая реализация, а 0,5-суперпозиция треугольных распределений осуществляется путем введения в стохастический функциональный преобразователь вероятностного двоичного

0,5-элемента 5,и сумматора одноразрядных приращений 4.

Работает стохастический функциональный преобразователь следующим образом.

Генератор 1 выдает три числа, равномерно распределенной в интервале 0,1 числовой последовательности. Одно из них поступает в блок выбора интервала 2, где сравнивается со значенияхгп функции распределения F(X„).

В результате происходит выбор интервала Х;, Х;+,1 и Значение Х; с блока памяти 8 поступает в сумматор одноразрядных приращений

4, где складывается с одноразрядным приращением единичного выхода вероятностного двоичного 0,5-элемента 5. Результат этой суммы Х; пли Х;, " =Х, 1 записывается в старшие разряды выходного регистра 10. Два других числа с генератора 1 поступают в блок б, где разделяются на большее и меньшее. Через управляемые нулевым и единичным выходами вероятностного двоичного 0,5-элемента схемы

«И» 7,или 8 соответственно большее или меньшее число через схему «ИЛИ» 9 записывается в младшие разряды выходного регистра 10.

С выхода 11 снимается числовая последовательность, плотность распределения которой в пределах точности аппроксимации соответствует заданной.

Рассмотренный стохастический функциональный преобразователь отличается простотой, так как в .нем отсутствует необходимость хранить в блоке памяти коэффициенты, задающие на каждом участке необходимый угол наклона аппроксимирующих прямых. Это позволяет сократить в /, раза объем памяти.

2О Кроме того, в преобразо|вателе на каждое выходное число используется три (вместо четырех) числа с генератора равномерно распределенных чисел, что позволяет уменьшить объем оборудования или увеличить его быст родействие.

Предмет изобретения

Стохастический функциональный преобразователь, содержащий генератор равномерно распределенных случайных чисел, один выход которого соединен с первым входом блока выбора, два других выхода подключены к блоку умножения-сложения, выходы которого через соответствующие схемы «И» .и схему «ИЛИ» соединены с первым входом выходного регистра, выход блока выбора соединен со входом блока памяти, первый выход которого подключен ко второму входу блока выбора, вторые

4О входы схемы «И» соединены с соответствующими выходами вероятностного двоичного элемента, отличающийся тем, что, с целью упрощения работы устройства, оно содержит сумматор приращений, выход которого под4 ключен ко второму входу выходного регистра, первый вход — ко второму выходу блока памяти, второй — к одному выходу вероятностного двоичного элемента.

397923

Составитель Э. Сечина

Техред Т. Курнлко

Редактор Л. Утехина

Корректор В, )Колудева

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент»

Заказ 748/2457 Изд. М 989 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-З5, Раушская наб., д. 4/5