Устройство для моделирования равновероятной бесповторной выборки Советский патент 1984 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при статистическом моделировании. Известен вероятностный распределитель импульсов, содержащий генератор импульсов, датчик случайных импульсов, блок памяти, счетчик дешифратор , триггеры, элементы И, ИЛИ С1 Однако известный распределитель н позволяет получить все множество из п равновероятных событий за п испытаний. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирОзани равновероятной бесповторной выборки, содержащее генератор шума, группу из п (п - чи.сло разрядов устройства) источников опорного напряжения, груп пу из п схем сравнения, группу из п элементов И, первые входы которых подключены к выходам соответствующих схем сравнения группы, вторые входы элементов И группы объединены между собой и являются входом Опрос устройства, а выходы элементов И группы образуют выходы разрядов устройства, группу из () элементов ИЛИ-НЕ, выход каждого i-ro (,n-1) элемента ИЖ-НЕ группы соединен с третьим входом i-ro элемента И группы Г23. Однако известное устройство обладает недостаточным быстродействием. Цель изобретения - повышение быст родействия устройства. Для достижения поставленной цели в устройство для моделирования равно вероятной бесповторной выборки,содер жащее генератор шума, группу из п (п - число разрядов устройства) источ ников опорного напряжения, .группу из п схем сравнения, группу из п элемен тов И, первые входы которых подключе ны к выходам соответствующих схем .сравнения группы, вторые входы элементов И группы объединены между собой и являются входом Опрос устрой ства, а вькоды элементов И группы об разуют выходы разрядов устройства, группу из п-1 элементов ИЛИ-НЕ, выход каждого из i-ro (, п-1) элемента ИПИ-НЕ группы соединен с третьим входом i-ro элемента И группы, введены делитель напряжения, коммутатор, дешифратор, счетчик, группа из п переключателей и группа из п триггеров, единичные входы которых объединены между собойи подключены квыходу переноса счетчика, выходы рязрядов которого соединены с соответствующими входами дешифратора, выходы которого соединены с группой управляющих входов коммутатора соответственно, группа информационных входов которого подключена к выходам делителя напряжения соответственно, вход которого соединен с выходом генератора шума, вход Опрос устройства подключен к счетному входу счетчика, выход коммутатора соединен с первыми входами схем сравнения группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих переключателей группы, управляющие входы которых подключены к единичньвч выходам соответствующих триггеров группы, нулевые входы которых подключены к выходам соответствующих Элементов И группы, единичный вьгход первого триггера в группе соединен с третьим входом первого элемента И в группе, единичньй выход каждого i-ro триггера группы соединен с 1етвертым входом i-ro элемента И группы, входы каждого i-ro элемента ИЛИ-НЕ соединены с выходами всех К-х (, i-t) схем сравнения группы соответственно, выходы + и - каждого j-ro (j 1,п) источника опорного напряжения соединены соответственно с первым и вторым информационными входами j-ro переключателя, выход + каждого (i+1)-ro источника опорного напряжения соединен с выходом i-й схемы сравнения. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство содержит генератор 1 шума, делитель 2 напряжения, коммутатор 3, дешифратор 4, счетчик 5, схемы 6 сравнения, переключатели 7, источники 8 опорного напряжения, элементы И 9, элементы ИЛИ-НЕ 10, триггеры 11.. Генератор 1 шума имеет на своем выходе напряжение, мгновенные значения амплитуд которого равномерно распределены в интервале от О до U . С выхода генератора 1 шума напряжение подается на делитель 2, на i-м выходе которого оно. будет также равномерно распределенным в интервале от нуля Д° mл . iU, где i t,n; U Up,/n. С i-ro выхода делителя 2 через коммутатор 3 шумовое напряжение подается на первые выходы схем 6 сравнения всех цепей. На вторые входы схем 6 сравнения подаются опорные напряжения с последовательно соединенных источников 8 опорного напряжения, напряжения каждого из которых равны Uk. Так как опорное напряжение, подаваемое на i-ю схему сравнения, определяется из соотношения i ЧэпГ i {1 ,если j-я цепь не заблокирован О,если j-я цепи заблокирована то это позволяет разделить весь диапазрн изменения шумового напряжения на j 1,п равных зон. При приходе спросного импульса всегда выполняется условие Uon Uuj:/M onHiH выходе i-й цепи появляется выходной импульсньв сигнал. В дальнейшем из-з ., того, что выходным сигналом 1-й цепи перебрасывается в нулевое состояние триггер 11 этой цепи, то нулевым сиг налом с его выхода, подаваемым на вход схемы И 8 этой цепи запрещается появление новых сигналов до момента окончания всех п испытаний, когда триггеры 11 всех цепей снова будут переведены в единичное состояние. Каждый опросный импульс, подаваемыйна счетный вход счетчика 5, увеличивает его содержимое на единицу, что вызывает подачу с дешифратора 4 упра ляющего сигнала на. вход коммутатора 3. Соответственно этому коммутатор 3 переключает на свой выход шумовое напряжение с нового вухода делителя 2, максимальное значение шумового напряжения на котором будет на величину, равную и, меньше предьадущего. Сигналом с выхода триггера 11 i-й цепи переключается в нижнее положение переключатель 7 i-й цепи и тем самым уменьшаются на величину, равную и, спорные напряжения, подаваемые на схемы сравнения 6 цепей с номерами j . 1,п. Та--:чм образом, после каждого 1 1,п опросного импульса осуществляется трансформация устройства моделирования равновероят ной бесповторной выборки в К п- выходное. После п-го опросного импул са устройство снова превращается в п-выходное за сче-т того, что импульс переполнения счетчика 5 перево дит в единичное состояние триггеры 11 всех цепей и тем самым разрешается появление выходных сигналов на всех п-выходах устройства, а нулевым состоянием счетчика 5 вызьшается по,дача с дешифратора и на коммутатор 3 такого управляющего сигнала,когда на выход коммутатора 3 поступает полное значение напряжения генератора 1 шума. В результате после окончания каждых испытаний устройство возвращается в исходное состояние. В качестве базового устройства выбран прототип. Положительный эффект, который дает изобретение заключается в том, что оно позволяет иметь в каждой серии п испытаний сигналы на всех выходах устройства, в то время как базовое устройство позволяет выполнить это условие только при бесконечно большом числе испытаний. Тем самым повышается оперативность статистического моделирования и статистических испытаний некоторых систем и процессов. В базовом объекте, содержащем п выходов, вероятность появления сигнала на J-M выходе (гд j 1,п) в каждом отлепьном испытании равна Р - . Для того, чтобы с вероятностью не меньше Р сигнал появился на каждом выходе по крайней мере один раз, необходимо провести m испытаний, причем число определяется по формуле ggd - р). Pgd - р) в таблице приведены значения га для базового объекта, содержащего п 10 выходов, при различных величинах требуемой вероятности появлений Сигнала на каждом выходе. 0,95 0,997 0,999 0,9999 0,99999 m 28 56 Предлагаемое устройство позволяет получить при Р 1 число необходимых испытаний m п 10. Изобретение позволяет уменьшить число испытаний « 3 - 10 и более раз. В.соответствующее число раз уменьшаются временные и другие затраты на проведение статистических испытаний и статистического моделирования.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАВНОВЕРОЯТНОЙ БЕСПОВТОРНОЙ ВЫБОРКИ, содержащее генератор шума, группу из п (п - число разрядов устройства) источников опорного напряжения, группу :из п схем сравнения, группу из ti элементов И, первые входы которых подключены к выходам соответствующих схем сравнения группы, вторые входы элементов И группы объед нены между собой и являются входом Опрос устройства, а выходы элементов И группы образуют выходы разрядов устройства, группу из п-1 элементов ИЛИ-НЕ, выход каждого i-ro (, n-1) элемента ИЛИ-НЕ группы соединен с третьим входом i-ro элемента И группы, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит делитель напряжения, коммутатор, дешифратор, счетчик, группу из п перекл1дчателей и группу из п триггеров, единичные входы которых объединены между собой и подключены к выходу переноса счетчика, выходы разрядов которого- соединены с соответствующими входами депифратора, выходы которого соединены с группой управляющих входов коммутаторов соответственно, группа информационных входов которого подключена к выходам делителя напряжения соответственно, вход которого соединен с выходом генератора шума, вход Опрос устройства подключен к счетному входу счетчика, выход коммутатора соединен с первыми входами схем сравнения группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих переключателей группы, управляющие входы которых подключены к единичным выходам соответствунщих триггеров груп(Л пы, нулевые входы которых подключены к выходам соответствующих элементов И группы, единичный вькод первого триггера в группе соединен с третьим S входом первого элемента .И в группе, единичный выход каждого i-ro триггера группы соединен с четвертым входом 1-го элемента И группы, 00 входы каждого i-ro элемента ИЖ-НЕ ;о ел соединены с выходами всех К-х (, i-1) схем сравнения группы соответственно, выходы и - кйждого ;О j-ro (,n) источника опорного напряжения соединены соответственно с первьм и вторым информационнымивходами j-ro переключателя, выход + каждого (i+1)-ro источника опорного напряжения соединен с выходом i-:й схемы сравнения.