Управляемый генератор потоков случайных событий Советский патент 1983 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислитеш: ной технике и может йыть использовано при моделировании случайных процессов при создании стохастических вычислител ных машин и моделей. Известен управляемый генератор потоKDB случайных событий, содержащий блок ввода, блок задания длительности испытаний, блок схем совпадения, шифратор номера схем совпадения, регистр номера схем совпадения, счетчик импульсов, генератор импульсов, схему блокировки f 1 Недостатком этого устройства является невозможность управления законом распределения в цифровой форме, -а также невозможность задания закона распред&ления амплитуд случайных событий. Наиболее близким к предлагаемому по техническому pemeHtDo является управляемый генератор потоков случайных со&л- тий, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, счетчик импульсов, элемент ИЛИ, элементы И, блок памяти, управляемый вероятностный (i,h )-пЬлюо ник 2. Недостатком известного устройства является невозможность задания и peryvлирования закона распределения амлпвтуд импурьсов случайного потока и времен смены амплитуд Е1мпульсов. Цель изобретения - расщирение ционапьных возможностей генератора за счет получения дополнительно двумерво распределенного по амплитуде и по времени телеграфного сигнала. , Поставленная цель достигается тем, что в управляемый генератор потоков случайных событий, содержащий группу источников пуассоновского потока импупь сов, блок задания длительности импульсов, шифратор, выход которого соедннея с информационным входом регистра памяти, введены группа вероятностных преобразователей, вероятностный (1,г )-полюс ник, два элемента ИЛИ, преобразователь ко(напряжение и группа регистров кодов. 31661 выходы которых соединены с управляюпгами входами соответствующих вероятноетных преобразователей группы, импульоные входы которых подключены к выходам соответствующих источников пуассоновского потока импульсов группы и объединены с соответствующими входами : первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом вероятностного {1,п )- полюсника, выход которого соединен с вероятностными входами вероятностных преобразователей группы, выходы которых соединены с соответствующими входами шифратора и с соответствующими входа- ми второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом блока задания длительности импульсов, выход которого соединен со стробирующим входом регистра памяти, выход которого соединен с входом преобразователя код-напряжение, выход которого являет.;я выходсад генератора. Кроме того, блок задания длительности импульсов содержит вероятностный {1,п)-полюсник,вероятностный преобразователь, счетчик и регистр кода, первый и второй выходы которого соединеш 1 соответственно с управляющими входами вероятностного преобразователя и счетчика, выход которого является выходом блока, вход которого подключен к вероятностному входу вероятностного преобразователя и к входу вероятностного (1,п )-полюсншса, выход которого соединен с импульсным входом вероятностного преобразователя, выход которого соединен со счетным входом счетчика. При этом вероятностный преобразователь содержит группу элементов И, элемент ИЛИ и элемент И, выход которого v- КА t flVolVA lA 1. JC 1 KtUl V. k//- XV V 1 W является выходом преобразователя, управляющий вход которого образует первые входы элементов И группы, вторые входы которых образуют вероятностный вход преобразователя, а выходы элементо И группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первьш входом элемента И, второй вход которого является импупьс ным входом преобразователя. На фиг. 1 приведена блок-схема г&нератора; на фиг. 2 - схема вероятносч ного преобразователя; на фиг. 3 и 4 приведены соответственно первый и второ варианты блока задания длительности им- пульсов. Управляемый генератор потоков случай ных событий состоит Из следующих бло- 6 .4 ков: источников 1 -1„ пуассоновского потока, первого элемента 2 ИЛИ, вероятностного (1,п )-полюсника 3, вероятностных преобразователей 4 - 4р, регистров 5 - 5п кодов, шифратора 6.,, регистра ТУ, памяти, второго элемента 22ИЛИ, преобразователя 8 код-напрязкение, блока 9 задания длительности импульсов. Источники 1 - 1 пуассоновского потока предназначены для генерирования импульсныхПуассоновских потоков с интенсивностью Ад. Первый элемент 2 ИЛИ предназначен для объединения импульсных пуассоновских потоков с иоточниками 1 - 1 „ пуассоновых потоков и запуска вероятностного (1, п )-полюсника 3. Вероятностный (1,п )-полюсник 3 предназначен для формирования на его выходах импульсов с вероятностью , где 1- номер выхода (1,п)-полюсника. Импульсные потоки на выходах . вероятностного (1,п )-полюсника 3 не пересекаются, т.е. в любой момент вре- мени импульс присутствует только на однсад из выходов. Преобразователи 4-, 4 j предназначены для управления интенсивностью импульсных потоков, поступакущих от источников i -Ifi пуассоновских потоков, а также для преобразования распределенных во времени интервалов между импульсами в пространственное раопределение. Регистры 5 п Д° предназначен ны для хранения кодов, управляющих ин- i енсивностью импульсных потоков на выходах преобразователей . Шифратор 6 предназначен для преобразования пространственно-распределенной случай- - ° величины на выходах преобразователей 4 -4 пВ двоичный код. Регистр 7 памяти предназначен для хранения двоичных кодов, поступающих от шифратора 6-,. Блок 9 предназначен для управления процессом записи кодов, поступающих из шифратора 6 в регистр 7 кода амплитуды. Такое управление позволяет получить на выходе регистра 7 амплитуды случайные числа с требуемым законом распределения. Элемент 2пИЛИ служит для объединения импульсных потоков с выходов преобразователей 4 - 4 и подачи их на блок 9. Преобразователь 8 код-напряжение предназначен Для преобразования случайных двоичных пространственно-распределенных случайных чисел, поступающих из регистра 7 памяти в аналоговый сигнал. При этом полярность выходного сигнала преобргсзо вателя 8 код-напряжение управляется знаковым разрядом регистра 7 кода амплитуды. Вероятностный преобразователь 4 со,держит группу элементов И, элемент 11 ИЛИ, элемент 12 И. Блок 9 задания длительности импульса содержит в первом варианте вероят ностный {1, п )-псшюсник 3, вероятностный преобразователь 4 .регистр 5п4-.1 кода и счетчик 13. Во втором варианте блок 9 содержит, кроме того, элемент , вероятностный (1,1 )-полюсник 3, вероятностные преобразователи 4. тпт Регистр 1 кодов ™ФРвтор б2, регистр 7 памяти и блок 14 памяти. Управляемый генератор потоков случайных событий работает следующим . Источники 1 -1р пуассоновских потоков вырабатывают пуассоновские потоки с интенсивностью Лц, которые nt ступают на вторые входы соответству- 19ЩИХ преобразователей 4 - и одновременно через элемент 2- ИЛ И запуо.кают-вероятностный (1, г)-полюсник 3, который по каждому запускающему импульсу на одном из своих выходов вырабатывает импупьс с вероятностью Р где 1 - номер выхода (1,п )-полюсника Таким образом, суммарный пуассоновокий поток, поступающий с выхода эл&мента 2 ИЛИ, разделяется вероятностным (1,П )-полюсником 3/, на п непересекаС ющихся пуассоновских потоков с интенси& ностями Л| n 2, где 1 - номер выхода вероятностного (1, h )-полюсника. Интенсивности Д образуют двоичновзвешенный числовой ряд с коэффициентами Р . С выходов вероятностного (l,lv) полюсника 3,, импульсные потоки поступают на входы соответствующих преобразователей . Интенсивности пото ков на выходах преобразователей зависят от кодов, хранящихся в регистра 5,-5. На группу входов каждого преобразователя поступают импульо ные nyaccoHOBCKHje потоки с интенсивноотью Л пАд и вероятностью i . На групЯу входов из соответствук щего регистра 5 - 5 кода поступает: заранее записанный туда код. Разрядные коды, в которых записана , дают разрешение на прохождение импульсов через элементы 10 элемент 11 ИЛИ, элемент 12 И на выход преобразователя. Таким образом, на элеме нтах Ю И происходит перемножение интенсивностей на 1 или О в каждом разряде регистра кода, а на элементе 11 ИЛИ происходит суммиро-вание этих интенсивностейй езультирующая интенсивность ка выходе элемента ИЛИ каждого преобразователя равна , «к1оД}: 5 пПри этом по существу элементы 10, lOtf И осущес1-вляют операцшо умножения вероятностей Рц на коэффициенты «j, а элемент 11 ИЛИ осуществляет суммирование произведений а ,Р. Коэффициенты «j образуют двоичный код требуемого значения интенсивности выходного потока преобразователей 4 -4 . Набор таких кодов, хранящихся в регистрах 5л-5j кодов интенсивностей, обеспечивает формирование требуемого параметра пуассоновских потоков, образукущихся на выходах элементов ИЛИ преобразователей 4 п выхода которых они прореживаются. Потоки случайных импульсов с выходов преобразователей 4,. -4 поступают на соответствующие входы шифратора 6,,, которь й регистрирует номер i -го преобразователя 4 - 4., с выхода которого с момента начала испытания первым поступил импульс. Шифратор 6.t преобразует номер преобразователя в двоичный код, который является случайным и подчиняется закону распределения, задаваемому совокупностью кодов в регистрах кода. Число, сформированное шифратором , записывается, в регистр 7 памяти при поступлении на его второй вход импульса с блока 9 задания длительности импульса. Блок 9 работает следующим образом. На вход блока подается суммарный поток импульсов с выходов преобразователей 4 п объединенных элементом 2 ИЛИ. После преобразования, аналогич ного описанному выше, поток импульсов с выхода преобразователя 4 ; поступает на вход счетчика 13 с управляемым коэффициентом пересчета. Первая группа выходов регистра управляет коэффициентом пересчета счетчика 13 При этом на Еыходе счетчика 13 формируется эрлангч)вский поток тлпупъг- . сов за счет суммирования определенного числа интервалов первичного пуассоновского потока. Порядок эрланговского потока определяется кодом на первой выходов регистра 5р |Кода. Код на второй группе выходов регистра 5, кода определяется интенсивностью потока на вь:ходе преобразователя 4 аналогично тому, как описано выше. Таким образом, на выходе счетчика 13 форми- руется эрланговский, в частном случае, при коэффициенте пересчета счетчика 13 равном единице - пуассоновский поток. Для задания распределения моментов смены амшгатуд, код которого записывается в регистр 7, необходимо задавать информацию в регистр 5 кода. Регист 5 кода разделен на две части. В первую часть из блока памяти 14 поступают коды, определяющие интенсивность пуассоновского потока. Во вторую часть регистра 5 кода поступают коды порядка эрланговского потока. Для выборки из блока 14 памяти требуемых кодов в блок 9 введена схема, состоящая из (1,т)-полюсника 3 , преобразователей п+Ч- 4п4т регистров 5 пч-ткодов, шифратора б, элемента 22ИЛИ, регистра 7 памяти. Принцип работы этой схемы аналогичен описанному выше. Информация из регистра 7 памяти прои&водит выборку требуемых адресов блока 14 памяти. Из выбранных ячеек блока 14 памяти информация поступает на вход регистра 5 кода и записывается туда по команде, поступающей на второй вход регистра 5 кода в конце каждого цикла работы счетчика 13. Таким образом, требуемый закон распределения моментов смен амплитуд формируется из совокупности эрланговых потоков, инте сивность и порядок которых определяетсй кодами, хранящимися в блоке памяти 14 По команде с выхода счетчика 13 (с вы хода блока 9) осуществляется прием кодов в регистр 7. В соответствии с код на выходе формируется требуемый уровень напряжения выходного сигнала. При необходимости управляемый пото импульсов может сниматься с выхода любого преобразователя 4 , либо с выхо да элемента 2пИЛИ. Предлагаемый генератор, позволяет получать телеграфнь1й сигнал со случайной амплитудой и длительностью. Формула изобретения 1. Управляемый генератор потоков случайных событий, содержащий группу источников пуассоновского потока импульсов, блок задания длительности импульсов, шифратор, выход которого соединен с информационным входом регистра памяти, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения дополнительно двумерно распределенного телеграфного сигнала, он содержит группу вероятностных преобразователей, вероятностный (1,п )-полюсник, два элемента ИЛИ, преобразователь код-напряжение и группу регистров кодов, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих вероятностных преобразователей группы, импульсные входы которых подключены к выходам соответствующих источников пуассоновского потока импульсов группы и объединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом вероятностного (1, п )-полюсника, выход которого соединен с вероятностными входами вероятностных преобразователей группы, выходы которых соединены с соответствующими входами шифратора и с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого.соединен с входом блока задания длительности импульсов, выход которого соединен со стробирующим входом регистра памяти, выход которого соединен с входом преобразователя код-напряжение, выход которого является выходом генератора. 2. Генератор по п. 1, отличающий с я тем, что блок задания длительности импульсов содержит вероятностный (1, п )-полюсник, вероятностный преобразователь, счетчик и регистр кода первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами вероятностного преобразователя и счетчика, выход которого является выхоДСЖ1 блока, вход которого подключен к вероятностному входу вероятностного преобразователя и к входу вероятностного (1, п)-полюсника, выход которого соединен с импульсным входом вероятностного преобразователя, выход которого соединен со счетным входом счетчика. 3. Генератор по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что вероятностный преобразователь содержит группу элементов И, элемент ИЛИ и элемент И, выход которого является вь ходом преобразователя, управляющий вход которого образует первые входы элементов И группы, вторые входы которых образуют ве9 lOOiO96lO

роятностный вход преобразователя, аИсточники информации,

выходы элементов И rpymibi соединеныпринятые вовнимание при экспертизе

с соответствующими входами алемента 1. Авторское свидетельство СССР

ИЛИ, выход которого соединен с первым№ 344431, кл. G Об F 7/58, 1970.

входом элемента И, второй вход которо- s2. Авторское свидетельство СССР

го является импульсным входом преоб-№ 543364, кл. G Об F 7/58, 1975

разователя.(прототип).

B)iod3

B)(od 2.

V

BKQd1

фиг.2

Ito

«

«t

4 fc

|§

«

:i в«Ч

с 9Ш.

йд2И

1

i

с Bktx.

зз

5л. if

Ж1

сжш

n 5/юку 7/

13

n

I SfJi-3 I

j

т

/fi-fff

7

I Sfn-m

к m n входаff S. 2. /

I

2j

tuz.f