Датчик случайных чисел Советский патент 1984 года по МПК G06F7/58 

.Изобретениг относится к вычислительной технике и предназначено для моделирования нестационарной лослед вательности случайных чисел (случай ных векторов ) с двумернбй плотность вероятности. По основному авт.св. № 723633 известен датчик случайных чисел, содержащий последовательно соединенные генератор линейно изменяющег ся напряжения,первый функциональны преобразователь с подключенным к ег управляющим входам первым блоком памяти, первый ключ, интегратор и первую схему сравнения, второй вход которой соединен с генератором равномерно, распределенных чисел, а выход подключен к генератору .линейно-изменяющегося напряжения,генератору равномерно распределенных чисе и управляющему входу второго ключа, второй управляющий вход которого связан с генератором линейно изменя щегося напряжения, а основной вход соединен с входом первого функционального преобразователя, объединенным с входом второго функциональ ного преобразователя. Управляющие входы второго функционального преобразователя подключены к второму блоку памяти, входы которого связаны с выходами третьего функционального преобразователя. Считывающий вход функционального преобразовател соединен с выходом второго ключа С1J иШ. Недостатком данного датчика явля ется моделирование только стационарной последовательности случайных чисел (случайных векторов ), в то время как для моделирования реальной ситуации, как правило, необходимы нестационарные числа. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика за счет обеспечения нестационарности процесса. Поставленная цель достигается тем, что датчик случайных чисел содержит сумматор, умножитель, счетчик, вторую схему сравнения, дв группы кличей, третий, четвертый, пятый и шестой блоки , четвер тый и пятый функциональные преобразователи, управлякяцие входы которых объединены между собой и с первым входом второй схемы сравнения и под ключены к информационному выходу счетчика, счетшлй вход которого объ единен с управляющими входами ключей первой и второй групп, cyMMatopa и умножителя и подключен к выход первой схемы сравнения а установочный вход счетчика подключен к выходу второй схемы сравнения, второй вход которой является управлякяцнмвходом датчика, группа выходов трет его блока памяти соединена с первой группой входов ключей первой группы соответственно, вторая группа входов которых Подключена к группе - выходов четвертого блока памяти соответственно, а группа выходов ключей первой группы соединена с группой входов четвертого функционального преобразователя соответственно, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго ключа, а выход сумматора соединен с первым входом умножителя, выход которого является выходом датчика, группа выходов пятого блока памяти соединена с первой группой входов ключей второй группы соответственно, вторая группа входов которого подк лючена к группе выходов шестого блока памяти соответственно, а группа выходов ключей второй группы соединена с группой входов пятого функционсшьного пре-т образователя соответственно, выход которого соединен с вторым входом умножителя. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого датчика. Датчик содержит генератор 1 линейно изменяющегося напряжения, функ- . циональный преобразователь 2, блок 3 памяти, ключ 4, интегратор- 5, схему б сравнения, генератор 7 равномерно распределенного случайного сигнала, ключ 8, функциональный преобразователь 9, блок 10 памяти, функциональный преобразователь 11, блоки 12 и 13 памяти, группу kлючeй 14, функ- циональный преобразователь 15,блоки 16 и 17 памяти, группу ключей 18, функциональный преобразователь 19,счетчик 20, схему 21 сравнения, сумматор 22, умножитель 23 и блок 24 регистрации. В качестве функциональных преобразователей 2 , 9, 15 и 19 использованы функциональные преобразователи типа политрон, которые указаны в С2. Работа датчика заключается в следующем. Двумерная плотность вероятности W(X,X) случайного вектора может быть представлена через одномерную плотность вероятности W (к | оДной из компонент вектора и условную плотность вероятности V( второй компоненты: w(x;;xj w(x,)v(vxj. Первый функциональный преобразователь 2 в совокупности с блоком 3 памяти предназначен для моделирования одномерной плотности WfX), а второй функциональный преобразователь 9 в совокупности с вторым блоком 10 памяти - для моделирования условной вероятности V(Xi/X2) Второй блок IО памяти состоит из N строк потенциометров для запоминания значенчй V(,),V(X2/X) в то время как первый блок памяти включает в себя лишь одну строку (один ряд потенциометров/. Третий функциональный преобразователь 15 в совокупности с блокёши 12, 13, 14 22 и 4 предназначен для задания нестационарности по математическому ожиданию реализаций случайного вектора, а четвертый функциональный преобразователь 19 в совокупности с блоками 16, 17, 18 и 23 - для задания закона нестационарнести по дисперсии. Счетчик 20 и схема срав нения 21 нео бходимл для организации считывания законов не :тационарности функциональных преобразователей 15 и 19. . . Датчик работает следуюви|К| образом. Синхронно включается генератор. линейно изменяющегося напр яжения и генератор 7. Развер1 ка от генератора 1 считывает с функционального, преобразователя 2 функцию W{X) W(T и через двухпозиционный ключ 4, ко.торый в начальном положении замыкает цепь преобразователь 2 - интег-. ратор 5, поступает на интегратор 5, с выхода которого напряжение, пройо jw/{t)cjt/ циональное , поступает на первый вход первой схемы 6 сравнения для сравнения с величиной t от генератора 7. В.момент равенства напряжений на входах схемы б вели.чина i пропорциональна формируемой. случайной величине X с плотностью вероятности (Х) (т.е. первой компоненте двумерного случайного вектора или первому члену случайной после довательности ). Схема 6 сравнения выдает сигнал, кото1 й открывает ключ 8, пропускающий напряжение развертки генератора 1 на вход функционального преобразователя 11 для определения по величине К., вида функ ции V(X2/Xi|f . Одновременно сигнал от первой схемл 6 сравнения поступает на вход счетчика 20 и перебрасывает двухпозиционные ключи 14 и 18 в результате к управля1011|им входам четвертого функционгипьного преобразователя 15 оказывается подключенным Третий блок 12 памяти, в котором хра нится закон Ч (t) нестационарности математического ожидкания дли компоненты Х , а к управл5авцим входам пятого функционёшьного преобразователя 1. подключается пятый блок 16 :памяти, на котором выставлен зако S;,{t| нестационарности дисперсии компоненты Х, . Все дополнительные блоки 12, 13, 16 и 17 памяти идентичны первому блоку 3 памяти, т.е. представляют сЪбой один ряд по:тенциометров. Связь выходов блоков памяти и управляющих входов функцио-. нальных преобразователей следующая: N выходов третьего блока 12 памяти связаны с N нечетными управляющими входами четвертого преобразователя 15, а N выходов четвертого блока 13 памяти - с N четными управляющими входами четвертого преобразователя 15. Анашогичным образом связаны.блоки 16 и 17 и преобразователь 19. Поскольку на выходе счётчика 20 присутствует сигнал, соответствующий единице, считывающие лучи четвертого и пятого функциональных преобразователей 15 и 19 (имеется ввиду, что в качестве всех функциональных преобразователей использованы ЭЛТ ЛФ9П - политрон / окажутся под первыми функциональными пластинами, т.е. считаны величины 4(t-,) с выхода преобразователя 15 и (Ф.,/4:.,) с выхода преобразователя 19. Первая величина суммируется в сумматоре 22 с параметром Х(, , а вторая умножается в умножителе 23 с суммой х, +(ti} В результате на выходе датчика будет величина V( +4(tJ. В связи с тем, что сигнал от пер;вой cxeMd 6 сравнения поступает так;же на управляющие входа генераторов 1 и 7 и ключ 4, датчик начинает следующий цикл работы. Теперь напряжение развертки генератора 1 .считывает функции V(X2/X) с второго функционального преобразователя 9, так как в зависимости от амплитуды сигнала Xi выдается сигнал по соответствующему выходу преобразователя 11, кото1Иа1й подключает к управляющим входам второго функционального преобразователя 9 набор потенциометров, соответствующий функции V( Х2/Х) а функциональный преобразователь 2 отключен от интегратора 5. Ключ 4 переброшен сигналом от первой схемы 6 сравнения и замлкает цепь преобразователь 9 - интегратор 5. Начинается формирование второй компоненты Л Когда она сформирована, сигнал от схемы 6 сравнения сбрасывает на ноль сумматор 22 и умножитель 23, открывает ключ 4, закрытый до этого нулевым сигналом от генёрато ра 1 по первому управляющему входу, и перебрасывает ключи 4, 14 и 18. В результате к управляющим пластинам четвертого преобразователя 15 подключается четвертый блок 1.3 памяти, моделирукяций закон ® стационарности матожидания компоненты Хз ® управляющим пластинам пятого функционального преобразователя 19 подключается шестой блок 17 памяти,кюделирующий закон ( стационарности дисперсии компоненты Х. Поскольку на выходе счетчика 20 присутствует сигнал, соответствующий двойне, считывающие лучи преобразователей 15 и 19 оказываются под вторыми функциональными пластинами и считывают величины соответственно 1/2 (il и (t J . На выходе датчика будет величина 2(4 2 + (11 Я® следукицих такта раёоты на выходе датчика будут вели ины «f./t.jfrz + Y ( , -

+ /2 r2/J Я.

Когда в цикл работы датчика

величина установки второй схемы 21 сравнения сравнится с показанием счет

чика, схема 21 выдает сигнал сброса для счетчика 20. Это означает, что уже сформирована случайная последовательность заданной длины с требуемой нестационарностью.Далее формируются числа, составляющие новую последовательностьj т.е. вновь пере бираются значения f(t) , Чт/t.) ,

V /4- itl И м V TI 1

М I 2( 1/

Таким образом, предлагаемый датчик позволяет моделировать последовательность случайны:; ;чисел (векторов } с двумерным распределением и заданной регулируемой нестационарностью математического ожидания и дисперсий омпонент вектора, что расширяет класс решаемых задач по сравнению с известными датчиками.

ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ ПО авт. св.№ 723633, о т л и.ч ающ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения нестационарности процесса, он содержит сумматор, умножитель, счетчик, вторую схему сравнения, две группы ключе третий, четвертый, пятый и шестой блоки памяти, четвертый и пятый функциональные преобразователи, управлякадие входы которых объединены между собой и с первым входом второй схемы сравнения и подключены к нн- формационному выходу счетчика, счет.ный вход которого объединен с управляющими входами ключей первой и второй групп, сумматора и умножителя, и подключен к выходу первой схемы сравнения, а установочный вход счетчика подключен к выходу второй схемы сравнения, второй вход которой является управляющим входом датчика, группа выходов третьего блока памяти соединена с первой группой входов ключей первой группы соответственно, вторая группа входов которых подключена к группе выходов четвертого блока памяти соответственно, а группа выходов ключей первой группы соединена с группой входов четвертого функционального преобразователя соответственно, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к (Л выходу ключа, а выход суквлатора соединен с первым входом умножителя, выход которого являе ся выходом датчика, группа выходов пятого блока памяти .соединена с первой группой входов ключей второй группы соответственно, вторая группа входов которого подключена к группе выходов шестого блока памяти соот90 &0 ветственно ,; а группа выходов ключей второй Группы соединена с группой входов пятого функционального преобразователя соответственно, выход 00 которого соединен с входом умножителя. :о

./j