Управляемый датчик случайных чисел

 

i ц 744533

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 213424 (22) Заявлено 18.04.78 (21) 2606522/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06,80. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.0G.80 (51) М. Кл. б 06F 1/02

G 07С 15/00

Государственный комитет (53) УДК 681 325 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. К. Ковнацкий, А. А. Бурба, В. К. Дедков, Н. А. Северцев, О. М. Баширова и Ю. К. Малюгин (71) Заявитель (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для статистического моделирования.

Основное изобретение по авт.св. № 213424 содержит блок ввода заданной функции распределения, выходы которого соединены со входами блока сравнения, вторые входы которого связаны с выходом датчика случайных сигналов, а выходы — с единичными входами блока триггеров, нулевые вхо- 10 ды которых соединены с выходом датчика случайных сигналов, а выходы — со входами блока элементов И, выходы которого соединены со входами выходного блока (11.

Недостатком известного датчика являет- 15 ся невозможность моделирования закона распределения, подобного закону распределения моделируемого объекта.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей датчика за счет мо- 20 делирования закона распределения, подобного закону распределения моделируемого объекта.

Для достижения поставленной цели в управляемый датчик случайных чисел, содер- 25 жащий блок ввода заданной функции распределения, выходы которого соединены со входами блока сравнения, вторые входы которого связаны с выходом датчика случайных сигналов, а выходы — с единичными 30 входами блока триггеров, нулевые входы которых соединены с выходом датчика случайных сигналов, а выходы — со входами блока элементов И, выходы которого соединены со входами выходного блока, введены блок вычисления функции распределения, блок памяти, блок сравнения, блок оценки дисперсии, первый и второй входы которого являются первым и вторым входами датчика, третий вход блока оценки дисперсии соединен с первым выходом блока памяти, а выход блока оценки дисперсии— с первым входом блока сравнения, второй вход которого является третьим входом датчика, а выход блока сравнения соединен с первым входом блока вычисления функции распределения и со входом блока памяти, выход которого соединен со вторым входом блока вычисления функции распределения, выход которого подключен ко входу блока ввода заданной функции распределения.

Блок-схема датчика приведена на фиг. 1; на фиг. 2 приведена схема блока оценки дисперсии; на фиг. 3 — схема блока вычисления функции распределения.

Датчик содержит датчик 1 случайных чисел, распределенных по равномерному закону, первый выход которого соединен с (а+1) входами блока 2 параллельного сравнения чисел, второй выход соединен с (и+1) входами блока 3 триггеров, а третий выход является выходом датчика. Вторые (и+ 1) входов блока 2 параллельного сравнения чисел соединены с (и+1) выходами блока 4 ввода заданной функции распределения, выходы блока 2 параллельного сравнения чисел — с единичными входами триггеров блока 3 триггеров, единичные выходы которых связаны с первым входом соответствующих элементов и блока 5 совпадения, второй вход каждой из которых соединен с нулевым выходом триггера последующей схемы блока триггеров. Выходы блока совпадения соединены с выходами датчика и выходным блоком 6.

Выход блока 7 вычисления функции распределения соединен с блоком 4 ввода заданной функции распределения, блок 8 памяти своим выходом — с блоком 7 вычисления функции распределения, блок 9 оценки дисперсии одним из входов — с одним из выходов блока памяти. Выход блока 10 сравнения соединен с блоком 8 памяти и блоком 7 вычисления функции распределения, а вход — с блоком 9 оценки дисперсии.

Блок 9 оценки дисперсии содержит первый 11 и второй 12 сумматоры, выходы которых соединены со входами блока 13 умножения, другой вход которого через блок 14 деления связан с выходом сумматора 11.

Блок 7 вычисления функции распределения содержит сумматор 15, выходы которого соединены с входами блока 16 возведения в степень, блока 17 деления и блока 18 умножения, другие входы которого соединены с выходами блока 17 деления и блока

19 вычитания, вход которого связан с выходом блока 17 деления, вход которого соединен с выходом блока 16 возведения в степень.

Работает датчик следующим образом.

Случайные числа, снимаемые в тактовые моменты времени с датчика 1 случайных чисел, распределенных по равномерному закону, подаются на блок 2 параллельного сравнения чисел. На вторые входы этого блока поступают соответствующие числа узловых точек заданной функции распределения, хранящиеся в блоке 4 ввода заданной функции распределения. В результате сравнения случайных чисел с числами, снимаемыми с блока ввода, только часть выходных элементов блока 2 параллельного сравнения чисел будет возбуждена, а другая часть не возбуждается. Вследствие монотонности возрастания функции распределения между возбужденной и невозбужденпыми частями выходов блока сравнения существует единственная граница, которая определяется триггерами блока 3 и элементами совпадений блока 5. При этом из всех элементов блока совпадения выход возбужден лишь у одного, определяющего участок функции распределения, в пределах которого оказалось в данный момент времени слу5

60 чайное число, распределенное по равпомерному закону. Выходы блока 5 совпадения возбуждают соответствующие выходные элементы блока 6.

Таким образом, получаем па блоке 6 случайные числа, соответствующие функции распределения, задаваемой в блоке 4 ввода заданной функции распределения. Функция распределения подается с блока 7 вычисления функции распределения, где она формируется следующим образом.

На входы блока 9 оценки дисперсии подается квадрат значения математического ожидания критерия подобия m и параметр

Р распределение а„. В блоке 8 памяти хранятся все необходимые значения параметра Р-распределения a„„, которые последовательно один за другим подаются в блок оценки дисперсии 9. В этом блоке осуществляется вычисление текущего значения о и подаются на блок 10 сравнения, где осуществляется сравнение текущего значения о „с задаваемым o.,, которое подается на второй вход блока сравнения. В случае равенства cr „= a,на выходе блока сравнения вырабатывается сигнал, который подается на блок 8 памяти, где фиксируется текущее значение а, при котором выполняется равенство и подается на блок 7 вычисления функции распределения.

Текущее значение х вырабатывается в самом блоке вычисления функции распределения. Значения ординат F (x;i =1,2, и+1) подаются на блок 4 ввода заданной функции распределения.

Блок оценки дисперсии (фиг. 2) работает следующим образом.

На первый сумматор 11 (фиг. 2) подается параметр р-распределение а„, где осуществляется сложение его с постоянными числами, а на втором сумматоре 12 производится аналогичное сложение параметра а с постоянным числом. Результаты сложения с блоков 11 и 12 подаются на блок 13 умножения, где осуществляется умножение выражений в числителе и знаменателе. Деление числителя на знаменатель происходит в блоке 14 деления. Весь процесс определения о,„ циклический, т. е. по мере поступления а„ из блока 8 памяти повторяются одни и те же операции.

Блок вычисления функции распределения (фиг. 3) работает следующим образом.

На сумматор 15 поступает параметр а, где осуществляется сложение его с постоянными числами. В блоке 16 возведения в степень осуществляется возведение х в степень (а,+1) и (а+2). В блоках деления, умножения, вычитания проводятся операции в соответствии с названием блоков.

Технико-экономический эффект заключается в том, что расширяется класс решаемых задач за счет возможности моделирования случайных чисел, характеризующих ра744533

5 боту одного технического объекта, подобного другому техническому объекту, Данное устройство целесообразно использовать в области вычислительной техники при статистическом моделировании и испытаниях, где появляется необходимость учета статистического подобия.

Формула изобретения

Управляемый датчик случайных чисел по авт. св, № 213424, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей датчика за счет моделирования закона распределения, подобного закону распределения моделируемого объекта, он содержит блок вычисления функций распределения, блок памяти, блок сравнения, блок оценки дисперсии, первый и второй входы которого являются первым и вторым входами дат шка, третий вход блока оценки дисперсии соединен с первьгм выходом блока памяти, а выход блока оценки дисперсии

5 соединен с первым входом блока сравнения, второй-вход которого является третьим входом датчика, а выход блока сравнения соединен с первым входом блока вычисления функции распределения и со вхо-.

I0 дом блока памяти,,выход которого соединен со вторым входом блока вычисления функции распределения, выход которого подключен ко входу блока ввода заданной функции распределения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 213424, кл. G 06F 1/02, 19бб (прототип).