Устройство для формирования случайных сигналов Советский патент 1984 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для моделирования случайных чисел с любым смешанным законом распределения. Известен датчик случайных чисел Однако этот датчик позволяет мод лировать случайные числа с одним за данным законом распределения, при этом используется метод нелинейного преобразования, т.е. формирование числа происходит при совпадении линейно нарастающего напряжения со значением равномерно распределенног числа, что обуславливает невысокое ейлстродействие. Известен также датчик случайных чисел, который позволяет моделировать последовательность сл5гчайных чисел с двумерным несмешанным законом распределения 2 . Поскольку здесь также использует ся метод нелинейного преобразования быстродействие устройства ограничено.-. Наиболее близким к данному изобретению является устройство для фор мирования случайных чисел, содержащее блок управления, выход которого соединен со входом первого генерато ра равномерно распределенных случайных чисел, выход которого , соединен со входом компаратора, йыходы которого соединены со входами блока задания весовых коэффициентов соответственно, первый и второй бло ки масштабирования, ключ, блок срав нения, функциональный преобразователь, второй генератор равномерно распределенных случайных чисел, вход которого соединен с выходом блока управления, выход которого соединен с выходом ключа и с первым входом первого блока регистрации, второй вход которого соединен с первым выходом ключа, с выходом вто рого генератора равномерно распреде ленных случайных чисел и с входе 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 соответственно, а выход функционального преобразователя соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с третьим входе ключа, а второй вход .блока сравнения через первый блок масштабирования соединен со входом компаратора, выходы которого соединены со входгики второго блока регистрации соответственно з. Данное устройство позволяет моделировать случайные числа со сметаанным эаконсм распределения, однако при этом используется метод МонтеКарло, т.е. очередное формируемое число отбирается из нескольких исходных, что значительно снижает быстродействие устройства. Целью изобретения является повышение быстродействия. f Для достижения поставленной цели в устройство для формирования случайных сигналов, содержащее два генератора равномерно распределенных случайных сигналов, первый ключ, компаратор, блок масштабирования, введены группа ключей, сумматор, „ дискриминатор и второй ключ, управлякидий вход которого объединен с управлякнцим входом первого ключа и является тактовым входом устройства, выходы первого и второго генердторов равномерно распределенных случайных сигналов соединены с информационными входами соответственно первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с информационными входами компаратора и сумматора , выход сумматора является выходом устройства, выход второго ключа соединен со входом дискриминатора, группа выходов которого соединена с группой управляющих входов компаратора, группа выходов которого соединена с управляющими входами соответствуквдих ключей группы, группа выходов блока масштабирования соединена с информационньл и входами соответствующих ключей группы, выходы которых соединены Гсоответствующими вхоДс1ми группы информационных входов сумматора. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 равномерно распределенных случайных сигналов, ключ 2, генератор 3 равноМерно распределенных случайных сигналов, ключ 4, дискриминатор 5, ксмпаратор 6, ключи 7, блок 8 масштабирования, сумматор 9. Прийцип работы устройства основан на формировании случайных чисел с плотностью вероятности cf(x)«rP,f,Cx) ZTP.f где Р - вероятность принадлежности случайного числа к-му классу;t(x)- плотность вероятности К-го класса. Перед работой устройства по плотостям вероятности определяются их ункции распределения Рц(х), аппрокимация которых выставляется на становочных входах столбцов матрицы (таратора 6. На порогах дискрими- , натора 5 выставлены значения:вероятностей РК : на первом - Р, на вторе - (Р +Р, ) , наконец на N-OM(Р;| +PJ ,+J. .). Первый и второй ключи 2 и 4 необходимы Для обеспечения тактов работы устройства, первый генератор 1 служит для мод лирования чисел X, второй генерато 3 - для задания вероятностей Рц. Блок масштабирования 8 предназначе для задания масштабов изменения моделируемой случайной вел(1чины и представляет собой набор блоков постоянных напряжений, пропорциона ных маойтабам изменения случайной величины Mf/..., MN. Сумматор 9 не обходим для обеспечения этого масштг биро;9« ния.. Устройство работает сле.оующим ; образом. Синхронно включаются генераторы 1 и 3 и источник тактовых импульсо Случайная величина гj от второго генератора 3, попадая на вход диск минатора 5, открывает один из его выходов в зависимости от амплитуды числа Г1 . Например, если и ;р, 0,1; Р..0,5; Р - 0,2г Р 0,05; ,15, то дискриминатор имеет пороги 0-0,1; 0,1-0,6; 0,60,8; 0,8-0,85; 0,85-1. Если 0,7, то открыт третий выход дискриминатора 5. Пусть величина Р, от генератора 1 сравнится с установкой 5-й схемы сравнения в компараторе 6. Открывается ключ 7j , и на вход сумматора 9с захода блока 8 поступает веяичина М 5, а на выходе его будет величина М5+ f ,подчиняю1цаяся плотiHocTH вероятности 1з(х. Аналогичтм обозам функционирует устройство и в следуювще такты работы. На выходе его формируются сигналы, подчиняющиеся заданному смешанному закону распределения. Поскольку перебор ; нескольких первичных случайных сигналов при формировании каждого случайного сигнала отсутствует, быстродействие предложенного устройства выше, чем у известного. По сравнению с базовым объектом предложенное позволяет расширить класс решаемых задач,так какбазовый объект моделирует только нормально распределенные случайные числа.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ СИгаАЛОВ, содержащее два генератора равномерно распределённых случайных сйгнгшов, первый ключ, коъшаратор, блок масштабирования, 1отличаюцееся тем, что, с ;целью повышения быстродействия устройства, otfo содержит группу ключей, сукматор, дискриминатор и второй ключ, управляющий вход которого соединен с управляющим входом первого ключа и является тактовым входом устройства, выходы первого и второго генераторов равномерно распределенных случайных сигналов соединены с информационными входами соответственно первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с инфор-, мационными входами компаратора и сумматора, выход сумматора является выходом устройства, выход второго . ключа соединен со входом дискриминатора, группа выходов которого соединена с группой управлякщих входов компаратора, группа, выходов которого 9 соединена с управляющими входами соответствующих ключей группы, группа выходов блока масштабирования соединена с информационными входами соответствующих ключей группы, выходы которых соединены с соответствующими входами группы информэдионных входов сумматора.