Стохастический преобразователь

Авторы патента:

G06F7/70 - с помощью стохастической последовательности импульсов, т.е. случайно возникающих импульсов, средняя частота повторения которых представляет числа

G06F7/58 - генераторы случайных или псевдослучайных чисел

G06F17/18 - для обработки статистических данных

ОП И

САНИ Е

<" 646344

Союз Соаетскнх

Соцмапмстнческнх

Респубпмк (6!) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) ЗаЯвлено07.02.77 (2!) 2450982У18 24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.02.79.Бюллетень № 5 . Дата опубликования описания 08.02.79 г (5!) И. Кл, G 06 F 15/36

Гавудврственний нвмнтет

СССР нв делам нзеервтвннй н открытнй (53) УДК681.325 (088.8) В. ll Гусев, В. Н. Морозов, О. E. Шведенко и Б. Г; Орлов (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторское бюро Внбропрнбор (7!) Заявитель (54) СТОХАСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ!

Изобретение относится к области вы- чиспитепьной техники и может быть нс- . ! попьзовано при преобразовании равномерно распреде пенного спучайного чиспа в проиэвопьно распредепенное случайное чнспо.

Известно устройство, решающее поставленную задачу и содержащее генератор тактовых импульсов, одновибратор, датчик равномерно распредепенных случайных чисеп, дешифратор, эпементы

ИЛИ, выходной регистр (1). Однако этот генератор имеет спожное решение узла задания требуемого распредепения.

Наиболее бпнэкнм техническнм реше пнем к данному изобретению явпяется стохастическнй преобраэоватепь, содержащий наборное поле, датчик равномерно распредепенных спучайных чисел, вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов, второй выход которого соединен с первыми входамн пер . вого бпока эпементов И, выходы которого являются выходами преобраэоватепя, а вторые входы подключены к выхоцам регистра памяти(2).

Недостатком известного преобразо.ватепя явпяется то, что он позволяет задавать требуемые вероятности отдепьных разрядов формируемого чиспа, но не распределение числа непосредственно.

Цепью изобретения явпяется повышение точности.

Йпя достижения поставленной цели преобраэоватепь содержит блок задания вероятностей, шифратор, второй блок эпементов И н дешифратор, входы которого соединены с выходами датчика равномерно распредененных спучайных чисел, а выходы - с первыми входами второго бпока элементов И, выходы которого через шифратор подкпючены ко входам регистра памяти, а вторые входы через наборное попе соеднненй с выходами блока задания вероятностей, вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов.

6 $6344

Кро.ле того, блок задания вероятностей содержит датчик равномерно раснределенных случайных чисел, ц групп элементов И и tl групп элементов ИЛИ, выходы всех групп элементов И и ИЛИ являются выходами блока, а первые входы соединены с выходами датчика равномерно распределенных спучайпых чисел соответственно, вторые входы

i- и группы элементов И и i - и груп, льг элементов ИЛИ соединены с выходами (1 -1)-й группы. элементов И и (1 -1)-й группы элементов ИЛИ соответственно, вторые входы первой группы элементов И и первой группы элементов

ИЛИ соединены с h-ым выходом датчика равномерно распредепенных случайных чисел.

Блок- схема преобразователя приведена на фиг, 1; на фиг. 2 приведена схема блока задания вероятностей.

Преобразователь содержит датчик 1 равномерно распределенных случайных чисел, выходы которого через дешифратор 2 подключены к первым входам второго блока 3 элементов И, вторые входы которого соединены с выходами наборного поля 4, а выходы через шифра« тор 5 и регистр памяти- 6 вЂ” с первыми входами первого блока 7 элементов И, выходы которого являются выходами преобразователя. Входы наборного поля 4 соединены с выходами блока 8 задания вероятностей, вход которого соединен со входом датчика 1 и с выходом генератора 9 импульсов, другой выход которого соединен со вторыми входами блока 7 элементов И.

Блок 8 задания вероятностей (фиг. 2) содержит датчик 10 равномерно рас- пределенных случайных чисел и 0 групп

11 элементов И, и-групп элементов

ИЛИ 12, выходы которых являются выходами блока, первые входы соединены с выходами датчика 10, а вторые входы выходами предыдущей группы.

Преобразователь работает следующим образом.

Датчик 1 вырабатьгвает случайные равномерно распределенные числа, интен-сивность потока"которьгх определяется частотой импульсов генератора 9.

Де ыифратор 2 преобразует числа в импульсы; равномерно распределенные на его выходах. Если числа h - разрядные и если интенсивность потока чисел оС, 5 о !

20 75

55 то на любом выходе GE7ll.ифратора и вЂ” пульс ноявляется с вероятностью

Е- Е ., о где -= вЂ” !!нымн слова ц 2н и 2"

Ь1 ми, (5 есть интенсивность потока импульсов на каждом выходе дешифратора.

Вероятность открытого состояния элемента И блока 3 задается ца набоРном поле, но не набором группы шин, а выбором соответствующего выхода. Блок 8 устроен так, что на его выходах, расположенных в порядке, показанном на фиг. 2, при переборе всевозможных равновероятных чисел с выхода датчика 10, появятся импупьсы: на первом выходе - один импульс, на втором - два, на третьемтри и т. n., на последнем; 2 -1-ом выл ходе, появится 2 -1 импульсов, т. е.

11 выходы блока 8 представляют собой сплошную сетку уровней квантования диапазона вероятностей от 0 до 1 с величиной кванта п . При совпадении на эпе1. менте И .блока 3 импульса дешифратора с коммутирующим импульсом на соответствующем входе шифратора 5 возникает

Ф 4 импульс, который отображается числом на выходе шифратора и запоминается регистром 6. Одновременно совпадение происходит только на одном элементе И, так как одновременно только на одном из выходов дешифратора существует им пульс. Элементы И блока 7 пропускают на выход генератора число, записанное в регистре 6, с приходом импульса счи,тывания от генератора 9 импульсов. В соответствии с принятыми выше обозначениями вероятность открытого состояния ключа, подсоединенного к первому выходу блока 8 .будет равна так же )Ъ . Здесь имеется в в ду, что разрядность датчиков 1 и 10 одинакова, равна И,а интенсивность потока чисел датчика 10- равна интенсивности датчика

1. Вероятйость совпадения импульсов на элементе И, блока 3 но первому выр2 ходу блока 8 равна и эта вероят6. ность наименьшая.

Если развернуть выражение дпя и отбросить величины высших порядков малости, что возможно при ус 2,то

Р = - . Если соотношение импульсов

2" генератора 9 с его выходов взято таким, что частота, определяю цая интенсивность, в 2" и более раз превышает частоту опроса, то поток считываемых с регистра 6 чисел.будет некоррелированным потоком случайных чисел с за

646344

1S данным законом распределения вероят

НосТЕА их появления. действительно, япя наименее веротяного числа при соотношении частот генератора 9, равном, И 2

2, вероятность нужно умножить на эту вепичь»у, в результате чего получим, т. е. совпадает с интенсивностью потока импульсов на отдельном выходе дешифра тора.

На других элементах И бпока 3, подкпюченных ко второму, третьему и т. д. выходам бпока В вероятность -совпадений будет соответственно 2 Р

3 )3 и т. д., что определит вероятность появления соответствующих чисел при считывании с регистра 6.

При соотношении импульсов генератора 9 с его выходов, меньшем 2", по ток случайных чисел с регистра 6 будет коррепированным, в реэупьтате чего возможно считывание подряд несколько раэ одного и того же числа.

Формула изобретения

1. Стохастический преобразователь, 30 содержаший наборное попе, датчик равномерно распредепенных случайных чисел, вход которбго соединен о первым выходом генератора импульсов, второй выход которого соединен с первыми входами первого блока элементов И, выходы которого являются выходами преобразователя, а вторые входы подкпючены к выходам регистра памяти, <0 отличающийся тем,что,с ! цепью повьппения точности, преобрлэоватепь содержит блок задания вероятностей, шифратор, второй блок элементов

И и дешифратор, входы которого соединены с выходами датчика равномерно распределенных случайных чисеп, и выходыс первыми входами второго бпока элементов И, выходы которого через шифратор подключены ко входам регистра памяти, а вторые входы через наборное поле соединены с выходами блока задания вероятностей, вход которого соединен, с первым выходом генератора импульсов.

2. Преобразоватепь по п. 1, о ти и ч а ю tti и и с я тем, что бпок з»дания вероятностей содержит датчик равномерно распределенных спучайных чисел, И групп элементов И и д групп элементов ИЛИ, выходы всех групп элементов И и ИЛИ являются входами бпока, а первые входы соединены с выходами датчика равномерно распределенных случайных чисел соответственно, вторые входы 1 " и группы элементов

И и i -й группы элементов ИЛИ соединены с выходами (1 -1)-й группы

- элементов И и (1-1)-й группы элементов ИЛИ соответственно, вторые входы первой группы элементов И и первой группы элементов ИЛИ соединены с д- ым выходом датчика равномерно распредеденных случайных чисеп.

Источники информации, принятые вс внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

%385268, кп. G 06 F 1 /02, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

%430366, кп. (з 06 F1/02,,1973.

1/52

232

8 32

4/Я2

ИЗ

ИЛ2

П32