Устройство для формирования случайных чисел

 

О П И С А Н И -Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (йФ4 43

Союз Советски к

Социалистические

Ресзтублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву -. (22) Заявлено 03. 10.77 (2l )2530523/18-24 (51) М. Кд.

G 07 С 15/00

С 06 Г 1/02 с присоединением заявки М—

1. 1юаударственный камитет

СССР (23) Приоритет— (ЬЗ) Ь ДКа81 .325(088.8) I1o делам изобретений и открытий

Опубликовано()7.07.80. Бюллетень М25

Дата опубликования описания 07.07.80 — --«3

Л. В. Боброва, Н. B. Киселева, Е. Н. Кузнецова, А. Г. Снегурова и B. С. Ходоровская (72) Авторы .изобретения (71) Заявитель

Северо-Западный заочный политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

1О

1

: Изобретение отйосится к области вычислительной техники, предназначено для формирования случайных -чисел, распределенных по любому смешанному закону распределения.

Известно устройство, формирующее случайные числа с заданным законом распределения, содержащее генератор случайных импульсов, регистр сдвига, элементы И, ИЛИ.

Однако известное устройство формирует случайные интервалы вреМени и не позволяет получать случайные числа )l).

Известно также устройство для формирования случайных чисел, содержащее блок управления, генератор равномерно распределенных случайных сигналов, компаратор, блок весовых коэффициентов. Однако это устройство не позволяет получать случайные числа с заданным смешанным законом распределения(Я)

Белью изобретения является расширение функциональных возможностей уст ройства за счет моделирования случайных чисел с заданным смешанным законом распределения, Для достижения поставленной цели в устройство для формирования случайньгх чисел, содержащее блок управления, выход которого соединен с входом первого генератора равноменно распределенных случайных сигналов, выход которого соединен с входом компаратора, выходы которого соединены с входами блока весовых коэффициентов соответственно, введены первый и второй блоки регистрации, первый и второй блоки масштабирования, ключ, блок сравнения, функциональный преобразователь, второй генератор равномерно распределенных случайных чисел, вход которого соединен с выходом блока управления, вход которого соединен с выходом ключа и с первым входом первого блока регистрации, второй вход которого соединен с первь1м входом ключа, с выходом второго генератора равномерно распределенных случайных чисел и с входом второго ключа масштабирования, вы%

6643 4

15

3 74 ход которого соединен со вторым входом ключа и с входом функционального пре-, образователя, группа входов котброГо соединена с выходами блока весовых коэффициентов соответственно, а выход функционального преобразователя сое динен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с третьим входом ключа, а второй вход блока срав нения через первый блок масштабирования соединен с входом компаратора, выходы которого соединены с входами второго блока регистрации соответс венно.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.. Устройство для формирования случайных чисел содержит блок 1 управления, выход которого соединен с входом генератора 2 равномерно распределенныХ случайных сигналов и входом генератора 3 равномерно распределенных случайных сигналов, которые служат- для получения случайных чисел X„ц х . Выходь генераторов 2 и 3 случайных. сигналов соединены с входами блоков 4 и 5 масштабирования соответственно. Блоки

4-5 служат для получения масштабирова ных случайных чисел Х и X . Выход

+ л - 2, блока 4 соединен с функциональным преобразователем 6„жпример, типа . "политрон", который служит для моделиро-; вания заданного смешанного закона распределения. Выход функпионального преобразователя 6 и блока 5 подключены к блоку 7 сравнения, которая служит для сравнения сигналов, поступающих с функционального преобразователя 6 и от блока 5 и подачи сигнала на замыкание ключа 8, который предназначен для управления блоком 9 регистрации и соединен с его управляющим входом и управляющим входом блока 1 управления. Выход второго гецератора 3 случайных сигналов, подключен к входу компаратора 10, Й " выходов которого связаны с М входами блока 12 весовых коэффициентов и второго блока 11 регистрации, а выходы блока 12 весовых коэффициентов соединены с управляющими входами функционального преобразователя 6.

Принцип работы предлагаемого устройства основан на выборе из последовательности равномерно распределенных случайных чисел тех чисел, которые удовлет воряют заданной плотности () ), на формировании смеси как случайной вели«м."а .г:. а:-25

55 чины при выполнении правила, определяющего смесь случайных чисел

М н (М= Р, кЖ ™ к.л к к к=л М

Р, — вероятность принадлежности случайной величины к -му классу;

1 (X) — плотнрсть вероятности случайной величины у, и к,-го класса.

Устройство работает следующим образом, Блок 1 приводит в-действие блок 2 и блок 3, которые выдают напряжения, I пропорциональные первой паре чисел л и х< причем напряжение поступает на, компаратор 10, который настроен на t4 уровней напряжений, пропорциональных

Р4,Р +Р,P +P+., .ÏoýT0ìó B зависимости от напряжения X откроется К -й выход компаратора и на к -й вход блока

12 весовых коэффициентов поступит car нал, согласно которому на управляющие пластины функционального преобразователя 6 будут поданы напряжения, соответствующие значениям функции плотности вероятности f (x) . Одновременно на основной вход функционального преобразователя 6 после прохождения нормировки в блок 4 поступит напряжение Кл в результате на выходе функционального преобразователя 6 появится напряжение

1 (Х„),которое подается на первый вход блока 7 сравнения; а на второй вход— с выхода второго блока 5 масштабирования напряжение х . Следует отметить, что блоки 4 и 5 представляют собой двухвходовые сумматоры с памятью. Первые входы сумматоров связаны с генераторами 2, 3, а вторые входы - с источником постоянного смещения. Сигнал с выходов сумматоров поступает непрерывно, меняясь лишь при изменении сигнала на первом входе. Это обеспечивает согласования тактов работы, устройств. Наличие сигнала,от сумматора блока 4 на развертывающем входе политрона 6 не вызывает преждевременного появления сигнала на выходе политрона 6, так как до сигнала с компаратора 10 на блок

12„12 на управляющие пластины блока 6 подаются нулевые потенциала.

Блок 7 сравнения проверяет,обеспечивается ли заданная частота появления моделируемой случайной величины у, t„(x„") ъ х

5 7466 где Х+ Х вЂ” нормированные напряжеЛу 2. ния Хл и X ð соответст вени о.

В случае выполнения неравенства блок сравнения выдает сигнал на ключ 8, который до этого был разомкнут сигналом с генератора 2 случайных сигналов и разрешает фиксашпо величины Х, Таким образом, напряжение регистрируется блоком 9 как первый член моделируемой сме-(О шанной выборки. Вместе с этим второе регистрирующее устройство зафиксирует номер класса К, которому соответствует, (Х . Одновременно напряжение Х „ запускает блок управления для И формирования нового случайного числа моделируемой выборки, Таким образом, устройство формирует последовательность случайных чисел, подчиняющихся закону распределения смеси 20 с указанием принадлежности каждого члена последовательности к тому или иному из смешиваемых классов.

Устройство может быть использовано в вычислительных системах и системах диагностики для выработки тестовых последовательностей, которые представляют собой смесь случайных величин нескольких классов.

30 формула изобретения

Устройство для формирования случайных чисел, содержащее блок управления, выход которого соединен с входом нер- M вого генератора равномерно распределенных случайных сигналов, выход которого соединен с входом компаратора, выходы которого соединены с входами блока-за43 6 дания весовых коэффициентов соответсч венно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ъ.расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования случайных чисел с заданным смешанным законом распределения, оно содержит первый и второй блоки ре,гистрации, первый и второй блоки мас

",штабирования, ключ, блок-сравнения, функциональный преобразователь, второй генератор равномерно. -распределенных случайных чисел, вход которого соединен с выходом блока управления, вход которого соединен с выходом ключа и с первым входом первого блока регистрапии, второй вход которого соединен с первым входом ключа, с выходом второго генератора равномерно распределенных случайных чисел и с входом второго блока масштабирования, выход которого соединен со вторым входом ключа и с входом функционального преобразователя, группа входов которого соединена с выходами блока задания весовых коэффициентов соI

:ответственно, а выход функционального

:преобразователя соединен с первым вх, дом блока сравнения, выход которого сое динен с третьим входом ключа, а второй вход блока сравнения через первый блок

;масштабирования соединен с входом ком паратора, выходы котора о соедйнены с входами второго блока регистрапии соответственно„

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Авторское свидетельство СССР № 312253, кл. G 06 F 1/02, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 428375, кл. G 06 Р 1/02, 1972.

746643

Заказ 3954/42

Тираж 641 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий "

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

Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Kapacba

Редактор Г, Петрова Техред Л.Теслюк Корректор М. Демчик