Стохастический генератор

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1ц 732947 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 14. 11.77 (21) 2543553/18-24 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет (23) Приоритетпо девам иэабретений и открытий

Опубликовано 05.05.80. Бюллетень ¹ 17 (53) УДК681.325 (088. 8) Дата опубликования описания 08.05.80

Э. А. Баканович, С. Ф. Костюк, М. A. Opnou и A. Г. Якубенко (72) Авторы изобретения

Минский радиотехнический институт (7!) Заявитель (54) СТОХАСТИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР

2 буемыми законами распределения по ме тоду условных вероятностей. Устройство содержит многоканальный генератор спучайных импульсных токов, схемы И, схему ИЛИ, вероятностный вентиль, регистр формирования случайного числа, схемы И регистра, устройство формирования адреса памяти и генератор-распределитель тактовых импульсов.

Недостатками этих устройств явпяются их сложность и узкая специализация, так как устройство позволяет формировать только. случайные числа с требуемыми законами распределения, но не позвопяет формировать бопее сложные случайные процессы, например М арковские.

Известно также устройство, предназначенное дпя формирования цепей Маркова и содержашее бпок управления, датчик случайных чисел, элементы И, копьцевой счетчик, эпементы ИЛИ, регистр, ЗУ, выходной регистр, выходные вентили и сумматор (31 . Это устройство сложно и

Изобретение относится к области вычислительной техники, предназначено дп» модепирования потоков случайных чисел с требуемыми законами распределения, Марковских процессов и может быть испопьзовано при построении вероятностных

5 вычислительных машин, а также в. качестве специализированного стохасти ческого блока, подключаемого к вычислительным машинам общего назначения.

1О

Известны устройства дпя формирования потоков случайных чисел с требуемыми вероятностными характеристиками.

Одно из известных устройств позвопяет формировать потоки случайных чисел с требуемыми законами распределения по методу обратных функций. Устройство содержит генератор равномерно распредепенных чисел, схему сравнения, блок памяти, генератор тактов, специализированный де- эп шифратор, регистр формирования спучайноо числа, входные и выходные вентипи (1

Известно устройство )2), позвопяютцее формировать спучайные числа с тре вг

Ф; =. )

1 . Ф k

3, В, --- .:,=,. ;,.;,; ..::,-:.1 т (53)M. Кл.

5 07 С 15/00

6 06 Р 1/02 з 732947 4 позволяет формировать только односвяэные

M арковские процессы.

Наиболее бпиэким по технической сущности к изобретению является стохастический генератор, содержащий бпок управпения, генератор равномерно распределенных чисел, вход которого соединен с пер»вым выходом блока управления, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом генератора равномерно распре- 10 деленных чисел, а второй вход - со вторым выходом блока управления, регистр адреса, разделенный на две части (старшую и мпадшую), первый вход которого соединен с первым выходом бпока сравнения, а второй вход — с пятым выходом блока управпения, бпок памяти, вход которого соединен с выходом регистра адреса, регистр чиспа, первый вход которого соединен с выходом блока памяти, а второй вход — с четвертым выходом блока управления, регистр маски, первый вход которого соединен с выходом регистра числа, второй вход — co вторым выходом блока сравнения, третий вход — с третьим выходом блока управления, первый выход соединен с третьим входом блока сравне- ния, а второй выход -. с третьим входом регистра адресаС4З.

Устройство позволяет формировать пос- З0 ледовательности случайных чисел с требуемыми законами распределений, а также

М арковские процессы. При этом реализуется метод обратных функций, основанный на сравнении равномерно распределенных случайных чисел со значениями F (Х )

1 воспроизводимой ункции распределения, отыскании интервала, дпя которого выполняется условие

Г() =(-сР(х. ), и выдаче соответствующего данному интервалу значения Х . В устройстве осуществляется логарифмический перебор упорядоченно расположенных F (g ), OcHo» 45 ванне g пагорифма перебора может быть разным 2, где и- любое положитепьИ ное число, При этом в блоке сравнения должно содержаться С3-1 схем сравнения.

Устройство работает спедующим образом. Блок управления вырабатывает команду, по которой генератор равномерно распределенных случайных чисел формирует и передает в блок сравнения случайное чиспо, одновременно через регистр числа и регистр маски из блоха памяти в блок сравнения параллельно поступает группа значений Р(К ). В результате дперации сРавнения в мпалшую часть регистра ад реса поступает код. По этому коду иэ бпока памяти выбирается и подается в блок сравнения очередная группа значений

F(X<) „после чего содержимое младшей, части регистра сдвигается, и записывается следующий результат сравнения. Цикл сравнений длится на и6 И такт ( в г

tl- количество интервапов квантования воспроизводимого закона по области его существования) ° По коду, полученному в результате цикла сравнений, выбирается ячейка памяти, содержащая ct значений

X„. из которой с помощью регистра маски выбирается требуемое значение.

П ри формировании цепей Маркова информация с регистра числа поступает через регистр маски в старшую часть регистра адреса, причем описанный алгоритм функционирования устройства служит для реализации одной строки матрицы, а укаэанная связь обеспечивает переход от одной строки к другой. е устройство пазвопяет модепировать

2 различных законов распред елений, (где e - разрядность старшей части регистра адреса). Информация о законах располагается в 2 областях памяти. Вые бор требуемого закона осуществляется соответствующей адресацией с помощью старшей части регистра адреса.

Недостатком устройства является бош шая погрешность воспроизведения участков плотностей распределений с малыми прира.щениями вероятностей, что ограничивает класс моделируемых с требуемой точностью законов. Этот недостаток обусповпен следующим: максимальная абсолютная погрешность задания вероятностей по-к стоянна — 2 (где К вЂ” разрядность схем сравнения), поэтому, если относительная погрешностьg= 2 "/ду„. участков с бопь1 шими значениями д p áóäåò достаточно малой (меньше заданной), то для участков с малыми приращениями эта погрешность эначитепьна. Так, например, для к участков с аР порядка 2, погрешность достигает 100%. Повышение точности воспроизведения требует увепичеищ разрядности схем сравнения, блока памяти, т.е. увеличения объема оборудования.

В устройстве невозможно программное управпение, варьирование при постоянных объеме памяти и разрядности старшей и младшей частей регистра числом моделируемых законов распределения и разрядностью формируемых случайных чисел, 732942 связностью цепей Маркова и числом их состояний.

В то время, как для различных задач требуется моделировать разное количество законов распределений с разной разрядностью формируемых случайных чисел, цепи Маркова различной связности с различным числом состояний.

Кроме того, техническая реализация устройства сложна, так как требуется блок О управления, вырабатываюший последовательность сигналов, обеспечиваюших функционирование устройства.

Белью изобретения является повышение

;точности воспроизведения законов распре- 15 деления, расширение функциональных воэможностей (обеспечение возможности прог раммного управления, варьирования при постоянном объеме памяти числом моделируемых законов и разрядностью генериру- 20 емых случайных чисел, связностью марковской пепи и числом ее состояний) и упрошение технической реализации.

Для достижения поставленной цели предложенный генератор содержит генера- 25 тор тактовых импульсов, регистр сдвига, три элемента И, два блока элементов НЕ блок элементов И, коммутатор и элемент

НЕ. Выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами регистра сдвига, первого и второго элементов И.

Второй вход регистра сдвига соединен со вторым входом регистра адреса и с выходом третьего элемента И, первым входом регистра адреса и с выходом третьего элемента И, первый вход которого является входом "Пуск" генератора, а второй вход соединен со входом элемента НЕ и вторым выходом регистра адреса. Выход элемента НЕ соединен со вторым входом

4О второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом регистра адреса. Выход регистра сдвига соединен со . вторым входом первого элемента И, выход которого соединен со входом генера45 тора равномерно распределенных случайных чисел. Вход первого блока элементов

НЕ соединен со вторым выходом генера тора равномерно распределенных случай50, ных чисел, а выход — со входом блока элементов И, выход которого соединен со входом шифратора. Выход последнего соединен с первым входом второго блока .элементов НЕ, второй вход которого сое55 динен с третьим выходом генератора равномерно распределенных случайных чисел, Выход второго блока элементов НЕ соединен с первым входом коммутатора, вто-рой вход которого соединен с четвертым выходом генератора равномерно распрьделенных случайных чисел, а выход коммутатора — с третьим входом блока сравнения.

Это позволяет повысить точность воспроизведения законов за счет преобразования исходных разномерно распределенных чисел. Преобразованное число состоит из двух частей, первая (старшая) часть содержит Р разрядов, вторая (младшая) - m разрядов, Первый разряд старшей части равен первому разряду исходного числа, остальные разряды старшей части указывают; сколько подряд раэря дов исхбдного числа, начиная со второго, приняло значение, равное первому. Причем, если первый разряд равен единице, это число берется B прямом коде, в противном случае — в инверсном. Если в исходном числе количество старшпх разрядов, принявших подряд равное значение, больше либо равно 2Р (включая старший разряд), в старшую часть необразованного числа подаются в зависимости от значения первого разряда все единицы либо нули, а в младшую часть — гн разрядов исходного числа, расположенных после

Р-4

2 старших разрядов. Если количество старших разрядов, принявших подряд равное значение меньше 2Р, в младшую часть преобразованного числа подаются

И разрядов исходного числа, расположен,ные после первого разряда, принявшего неравное значение. Первый принявший не-. равное значение разряд в младшую часть преобразованного числа не включается, поскольку в данном случае его значение всегда противоположно значению первого разряда и, следовательно, его введение не дает дополнительной информации.

В такой же форме представлены и коды вероятностей, хранимые в памяти устройства. Сравнение случайных чисел и кодов вероятностей, представленных в описанной форме, производится с помощью. известных схем сравнения двоичных чисел, При этом увеличение разрядности сравниваемых кодов на р-1 позволяет уменьшить максимальную погрешность за дания вероятностей, в кодах которых при их двоичном представлении К старших разрядов подряд, начиная со второго, при няло значение, равное первому, в 2 К

К+4 раз при К<2 и в 2 р раз,прикЪ

> Я р " (к=0,1,2... т, где ги исходная разрядность сравниваемых кодов). В про- тотипе указанное повышение точности пот7

7329 ребоиало бь1 введения дополнительно 2 разрядо в.

Преобразование исходных равномерно распределеннь|х чисел осушествляется первым блоком лементов НЕ, блоком апе-5 ментов И, шифратором, вторым блоком элементов НЕ и коммутатором. Разрядность генератора равномерно распределенных случайных чисел равна 2 - rn.

Так как преобразуются случайные равномерно распределенные числа, каждый из разрядов которых является независимым, младшая часть преобразованного числа является случайным равномерно распределенным числом, не зависящим от зна15 чения старшей части. Поэтому для формирования етой части числа можно взять (как это делается в устройстве) тт разрядов исхОднОГО случайноГО числау а фор мирование старшей части производить по р- 1 остальным 2 разрядам. Для получе ния максимальной точности воспроизведения при постоянной разрядности кодов вероятностей следует выбирать для каждого закона минимально необходимое значение P. Коммутатор обеспечивает возможность варьирования разрядностью первой и второй части преобразованного числа.

Повышение точности воспроизведения законов осуществляется методологи чески.

При методе обратных функций для формирования одного выходного случайного числа требуется одно исходное случайное число, Это и определяет его достоин-З5 ство, так как получение высокостабильных некореллированных случайных чисел с помощью генераторов случайных чисел, использующих в качестве исходного неко40 торый случайный физический процесс, работающих на достаточно высоких частотах, требует больших затрат оборудования.

Известен метод условных вероятностей обладающий по сравнению с методом об45 ратных функций, при равной разрядности исходных случайных чисел, более высокой точностью воспроизведения определенного класса законов. Я тот метод требует большего расхода исходных случайных чисел (одно исходное случайное число на форми50 рование одного разряда выходного числа). Это приводит либо к уменьшение быстродействия, по сравнению с первым методом, либо к дополнительным затратам

55 оборудовани я.

Известен метод, являющийся комбинашией двух выше указанных. Сущность его .состоит. в следующем: генерируется первое исходное число, по которому Опреде ляется, в какую половину, либо четверть, либо восьмую часть и т.д. области существования моделируемого закона попадает .значение формируемого случайного числа, т.е. формируется один либо два, либо три и т.д. разряда номера интервала квантования (выходного числа), генерируется второе исходное случайное число и уже по условному закону распреде пения на найденном интервале формируется следующая группа разрядов номера интервала квантования (выходного числа) и т,д. Количество разрядов, формируемых по одному исходному случайному числу, может быть любым. Методы обратных функций и ус ловных вероятностей являются частными случаями этого метода, когда по одному исходному случайному числу формируются все разряды выходнОГО числа, и когда один разряд формируется по одному числу.

Данное устройство позволяет реализовать три этих метода, Они отличаются один от другого методикой расчета кодов, хранимых в памяти, и программой опроса генератора исходных случайных чисел.

Требуемая программа опроса Генератора равномерно распределенных случайных чисел формируется с помощью регистра сдвига и первой схемы И. Возможность реализации этих трех методов позволяет выбирать метод, обеспечивающий наибольшую точность, и выбирать между точностью воспроизведения и быстродействием.

Расширение функциональных возможностей и упрощение устройства достигается тем, что для управления функционированием устройства используется выход старшего разряда регистра адреса, который представляет собой единый, не разделенный (как в прототипе) на две части регистр сдвига. Перед началом цикла формирования случайного числа в регистр адреса заносится единица, положение которой относительно старшего разряда определяет разрядность формируемого числа, и код номера требуемого закона. На каждом такте работы устройства содержимое регистра сдвигается, а в младшие разряды заносится двоичный код, поступающий из блока сравнения. Это Обеспечивает формирование адреса выбора следующих кодов из блока памяти. Количество разрядов на которое сдвигается содержимое регистра адреса, и разрядность поступающего из блока сравнения

73294 кода равны.Q, где а- основание логарифма перебора. Сдвиг единицы в старший разряд регистра адреса означает окончание цикла генерации. При атом останавливается процесс формирования случайного 5 числа,и разрешается повторное занесение кодов исходного состояния в регистр адреса и в сдвиговый регистр формирования программы, опроса генератора равномерно распределенных случайных чисел.

Структурная схема устройства приведена на чертеже, Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2 сдвига, первый алемент 3 И, генератор 4 равномерно распределенных случайных чисел, первый блок 5 алементов НЕ, блок 6 епементов И, шифратор 7, второй блок 8 элементов НЕ, коммутатор 9, элемент НЕ

10, второй 11 и третий 12 элементы И, 0 регистр 13 адреса, блок 14 памяти и блок

t5 сравнения.

Выход генератора 1 соединен с первым входом регистра 2, вторым входом эле25 мента 3 и первым входом элемента 11.

Второй вход регистра 2 соединен с выходом элемента 12, а выход - с первым входом элемента Э, выход которого соединен со входом генератора 4. Первый

30 выход генератора 4соединен с первым входом блока 8 элементов HF, второй вы ход — со входом блока 5 элементов НЕ, третий выход — со вторым входом коммутатора, а четвертый выход — со вторым входом блока 15 сравнения. Выход блока 5 элементов НЕ соединен со входом блока 6 элементов И, выход которого соединен со входом шифратора 7, Выход шифратора 7 соединен со вторым вхо40 дом блока 8 элементов НЕ, выход которого соединен с первым входом коммутатора 9. Выход коммутатора 9 соединен с первым входом блока 15 сравнения.

Вход алемента НЕ 10 соединен со вто45 рым выходом регистра 1 3 адреса, а выход — со вч орым входом элемента 1 1 И, выход которого соединен со вторым входом регистра 13 ад50 реса, Первый вход элемента 12 И соединен со вторым выходом регистра 13 адреса, а выход — со вторым входом регистра 2 сдвига и третьим входом регистр ра 13 адреса. Первый вход регистра 13

55 адреса соединен с выходом блока 15 сравнения а выход — co входом блока

l4 памяти, выход которого соединен с . ч;ретьим входом блока 15 сравнения.

7 1О е

Рассмотрим работу устройства при реализации логарифмического перебора по основанию 2. В атом случае блок сравнения содержит одну схему сравнения, регистр 13 обеспечивает сдвиг на один разряд. Количество разрядов регистра

13 равно 0 . Количество ячеек блока памяти равно 2 . Рассмотрим случай мо8 делирования одного дискретного распределения с максимальным для обьема памяти 2 - значением о =2, т,е. случай генерирования Е разрядных случайных двоичных чисел.

Устройство работает слецующим образом.

В исходном состоянии в ст,щшем разряде регистра 13 — единица. На первый вход элемента 12 поступает разрешающий потенциал, на второй вход элемента 11 с выхода алемента НЕ 1Π— запрещающий потенциал.

Цикл генерации начинается при поступлении на второи вход элемента 12 импульса запроса. По входам параллельной записи в регистр 2 заносится код, задающий требуемую программу опроса генератора

4 в младший разряд регистра 13 заносится единица, во все остальные разрядынули (т.е. начальный адрес). По атому ад ресу из блока 14 памяти считывается код

Р, определяющий вероятность попадания формируемой случайной величины в первую либо вторую половину области ее существования. В блоке сравнения считан ный код вероятности сравнивается со слу чайным числом. Если случайное число мень ше кода вероятности, на выходе блока сравнения - нулевой потенциал. Это означает, что первый разряд формируемого случайного числа принял значение, равное нулю. В противном случае на выходе блока сравнения — единичный потенциал первый разряд формируемого случайного числа принял значение, равное единице).

При поступлении на командный вход сдвига регистра 13 импульса генератора

1 единица из младшего разряда регистра сдвигается в следующий разряд, а в младший разряд по входу последовательной записи заносится результат операции сравнения.

По сформированному в регистре 13 новому адресу из блока памяти считывао ется следующий код вероятности Р, определяющий вероятность попадания формируемой случайной величины в первую либо вторую четверть области существования, если сформированный первый разряд приТаЮлица I

11 7329 нял значение, равное нулю, либо код ве роятности Р, определяющий вероятность

1 попадания в третью либо четвертую чет, верть области существования, если сформированный первый разряд принял значение равное единице. Производится сравнение считанного кода и случайного числа, содержимое регистра 13 сдвигается, и в младший разряд записывается результат операции сравнения. 10

Бикп сравнений длится В тактов. После В -1-го сдвига единица из младшего разряда регистра 13 сдвигается в старший. В остальных разрядах регистра находится | - 1 разрядов сформированного случайного числа, младший разряд находится на выходе схемы сравнения. Сдвиг единицы в старший разряд регистра 13 говорит об окончании цикла генерации.

Поступление импульсов генератора 1 че- 20 рез элемент 11 на командный вход сдви,га регистра 13 запрещается низким потенциалом с выхода элемента HE 10.

Разрешается поступление через элемент

12 импульса запроса на командные входы 25 параллельной записи регистров 2 и 13 (разрешается повторный цикл генерации), Одновременно со сдвигом на каждом такте содержимого регистра 13 сдвигается содержимое регистра 2. На элементе 30

3 производится стробирование импульсами сдвига состояния старшего разряда регистра 2. Это обеспечи вает получение требуемой программы опроса генератора 4.

Преобразование равномерно распреде- 35 ленных случайных чисел осуществляется следующим образом. 2Р " — ) разрядов

47 12 генератора 4 подсоединены ко входам блока 5 элементов НЕ. Старший разряд генератора 4 управляет блоками 5 и 7 элементов HE При равенстве значения старшего разряда единице через блок 5 передается прямой код, в противном случае — инверсный. В блоке 6 элементов И производится анализ числа разрядов, принявших значение, равное единице следовательно, принявших значение, равное старшему, и формируется унитарный код этого числа. Шифратор 7 преобразует унитарный код в двоичный. При равенстве единицы старшего разряда генератора 4 этот код передается через блок 7 в прямом коде, в противном случае — e инверсном коде.

С помощью коммутатора 9 путем перекоммутации разрядов с выхода блока 8 и генератора 4 задается количество разрядов P старшей части преобразованного числа. Выходы коммутатора соединены со старшими входами схемы сравнения. Младшие разряды схемы сравнения соединены с остальными выходами генератора 4.

Размещение кодов вероятностей в ячей-. ках блока памяти для описанного случая при 6 =5 показано в таблице 1. Слева в каждой клетке таблицы указывается обозначение кода вероятности, справа — адрес ячейки. Нумерация адресов памяти начинается с нуля. Нижний индекс в обозна- чении кода вероятности указывает номер такта, на котором считывается код, верх ние индексы — результат, полученный на предыдуших тактах.

Размещение кодов .вероятности при мо50 делировании двух законов распределений четырехразрядных случайных чисел для

Е=5 показано в таблице 2. Второй нижний индекс в обозначении кодов вероятности указывает на номер закона к коt 55 торому принадлежит данный код. Информация о первом законе расположена в ячейках 2,4,5, 8-9, 16 -23, информация о втором законе - в ячейках 3,6,7,12-15, 24-31. Запрос на генерацию случайных чисел требуемого закона осуществляется занесением в начале каждого цикла генерации в регистр 13 первого адреса массива информации этого закона. Для показанного примера при генерации случайных чисел первого закона распределения в регистр 13 заносится код двойки, при генерации случайных чисел второго закона— код тройки. Формирование четырехраз732947

Тай

adnuqa5

7аЮлииа4 рядных случайных чисел происходит эа четыре такта. По окончании цикла генерации в старшем разряде регистра 13 находится единица, в следующем разряде - нуль либо единица, указывающие

B таблице 3 показано размещение ко15 дов вероятности при моделировании трех законов распределения: одного закона распределения четырехразрядных случайных чисел и двух законов распределения го тра разрядных случайных чисел 8=5. Массив информации о первом законе расположен в ячейках 2,4,5,8-11,16-23, информация о втором законе - в ячейках 6-12, 13, 24-29, информация о третьем законе-, в ячейках 7,14,15,28-31. Запрос на генерацию случайных чисел требуемого закона осуществляется занесением в начале каждого пикла генерации начального адреса соответствующего массива. Младший

В таблице 4 показано размещение кодов вероятностей переходов при моделировании односвязной цепи Маркова, описываемой матрицей вероятнос гей переходов типа P„> (1,) =0,1,2,3), 6=5. Верхний индекс в обозначении кодов вероятностей

45 указывает номер состояния, из которого переходит цель. Нижние индексы указывают, в какое состояние с данной вероятностью должна перейти цепь. Так, на1 50 пример, Ро -вероятность того, что цепь перейдет в состояние с номером 0 либо

1, если она находиласЬ в состоянии 1, 1

P — вероятность того, что пель перей0 дет в состояние О, если она находилась в состоянии 1 и при розыгрыше вероятно55 стей на предыдущем такте определилось, что цепь должна перейти в состояние с номером О либо 1. номер моделируемого распределения, в трех остальных разрядах - три старших разряда сформированного случайного числа, младший разряд случайного числа находится на выходе схемы сравнения. разряд сформированного случайного числа находится всегда на выходе схемы срав нения, старшие разряды — в младших разрядах регистра 13. Формирование трехразрядных случайных чисел, происходит за три такта, В общем случае количество тактов формирования случайного числа равно его разрядности. M аксимальная разрядность формируемых случайных чисел и количество моделируемых законов распределений случайных чисел требуемой разрядности определяются значением Е, т.е. разрядностью регистра 13 и объемом памяти устройства

При моделировании указанной цепи Маркова устройство работает следующим образом. В начале периода генерации цепи в младшие два раэряла регистра 13 (четвертый и пятый при 6=5) заносится номер начального состояния пепи, в третий разряд — единица, в первый и второй - нули. На первом такте извлекается код, определяющий вероятность перехода в младшие состояния - Ро<, и происходит

I сравнение со случайным числом. По импульсу с генератора l производится сдвиг содержимого регистра 13 с записью в младший разряд результата сравнения. На втором такте извлекается код

732947

Та&иаа2 .

Р 2-19 аг

Рп 1 р.г-гг р -и

Ри — 11

PO&b Pg-,41

"- в -АНДРЮ- О Рю-4/

Р -44 Р2 -45 р22 уу

p"-4г Р,"-4я р21 гу р22рб ро2 g1

2 l ргг

Р 1-34 Рг" -О ргà — гб

po -уг Рг-и

РЫ24

p2O — г В:

p22 — 21

O-82 g-N

Р2 -Ц} Р222 — б1 р22 бг Ргг б) р" — гб

p"-б4 р22 -И р21бр P2fy(ри4б р2О4у

15 вероятности Р либо Р, производится сравнение со случайным числом, содержимое регистра 13 сдвигается, а в его младший разряд заносится результат второго сравнения. За два такта единица из третьего, разряда регистра 13 сдвигается в первый разряд. Это говорит об окончании цикла формирования перехода.

Сформированный код номера состояние пропроцесса находится в четвертом и пятом разрядах регистра 13. При запуске устройства на следующий цикл формирования перехода необходимо значение четвертого и пятого разрядов регистра 13 оставить без изменения, в третий разряд записать единицу, а в первый и второй разряды — е1упи.

При достаточно большом значении возможно последовательное моделирование нескольких Марковский процессов и закс нов распределений. При этом необходимо

30 обеспечить хранение необходимых текущих предыдущих состояний N àðêîâñêoãî процесса.

Запросы на генерацию случайных чисел требуемого распределения осуществляются З5 занесением перед цикпом генерации начапьного адреса соответствующего массива информации. При запросе на формировании перехода M арковского процесса задается начапьный адрес требуемого массива в

40 соответствии с предыдущими состояниями этого процесса.

Максимапьное число состояний Марковского процесса, максимальная связность процесса с необходимым чиспом состояний, количество поспедоватепьно моделируемых процессов и законов распределений с требуемыми параметрами, т.е. возможности устройства определяются значением - разрядностью регистра 13 и объемом памяти устройства.

Технико-экономическая эффективность изобретения опредепяется повышением точности моделирования распределений спучайных чисел Марковских процессов, рас.Г ширением функционапьных возможностей; обеспечением возможности программного управления, варьирования при постоянном

16

В таблице 5 показано размещение кодов вероятностей при генерировании двух связного Марковского процесса, описываемого матрицей вероятностей переходов

P - Р=7. Первый верхний индекс в обоз1гк начении кодов вероятностей — 1 второйФункционирует устройство аналогично вышеописанному случаю . Формируемые коды состояния процесса по окончанию каждого цикла формирования перехода находятся в шестом и седьмом разрядах регистра 13. При запуске на каждый новый цикл необходимо значение четвертого — седьмого.разрядов регистра 13 оставпять без изменения, в третий разряд заноситЬ единицу, а в первый и второй .У раз ряд 61 н ул и. объеме памяти числом моделируемых законов и разрядностью формируемых случайных чисел, связностью цепей Маркова и числом их состояний и упрошением и удешевлением устройства.

Формула изобретения

Стохастический генератор, содержащий регистр адреса, блок памяти, вход которого.соединен с первым выходом регистра адреса, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом блока памяти, а выход — с первым входом регистра адреса, гененатор равномерно распределенных случайных чисел, первый выход которого соединен со вторым входом блока сравнения, о т и и ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью повышения точности работы генератора, он содержит генератор тактовых импульсов, регистр сдвига, три эпемента И, два блока элементов НЕ, блок элементов И, коммутатор, элемент

НЕ, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом ретистра сдвига, первым входом первого эпемента И и первым входом второго эпемента И, второй вход регистра сдвига соединен со вторым входом регистра адреса и с выходом третьего элемента И, первый вход которого является входом

18 авномерно распределенных случайных чиел, а выход второго блока элементов HE оединен с первым входом коммутатора, торой вход которого соединен с четверым выходом генератора равномерно расределенных случайных чисел, а выход оммутатора соединен с третьим входом пока сравнения.

Исгочннки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N. 378826, кл. G 06 Г 1/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Ь 430368, кп. 5 06 F 1/02, 1974.

3, Авторское свидетельство СССР

1Ф 485439, кл. G 06 Г 1/02. 1975.

4. Авторское свидетельство СССР

М". 488212, кл, О 06 F 15/20, 197 (прототип) .

17 73294 Пуск генератора, а второй вход соединен р со входом элемента HE и вторым выходом с регистра адреса, выход элемента HE сое- с динен со вторым входом второго элемен- в та И, выход которого соединен с третьим т входом регистра адреса, выход регистра п сдвига соединен со вторым входом перво- к го элемента И, выход которого соединен б со входом генератора равномерно распределенных случайных чисел вход первого бпо- р ка элементов НЕ соединен со вторым выходом генератора равномерно распределенных случайных чисел, а выход первого блока элементов НЕ соединен со входом блока элементов И, выход которого:соединен со входом шифратора, выход которого соединен с первым входом второго блока элемента НЕ, второй вход которого соединен с третьим выходом генератора

Составитель A. Карасов

Редактор Л. Утехина Техред Ж. Кастелевич Корректор K). Макаренко

Заказ 1741/41 Тираж 641 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патекг, г. Ужгород, уп. Проектная, 4