Генератор случайных процессов Советский патент 1984 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для генерирования случайных процессов, заданных семейством двумерных плотностей вероятности.

Известны устройства, генерирующи случайные процессы с заданными двумерными плотностями С1,.

Однако известное устройство 1 позволяет генерировать случайный процесс, заданный только одной двумерной плотностью вероятности из семейства двумерных плотностей, что снижает точность моделирования по сравнению, например, с другими известными устройствами . Данные устройства предназначены для генерирования случайного процесса по семейству двумерных плотностей, но их принцип действия основан на представлении моделируемого процесса суммой марковских процессов, что ограничивает класс моделируемых процессов. I.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является генератор случайных процессов, содержащий источник опорног напряжения, блок регистрации, датчик случайного сигнала, выход которго подключен к информационному вход первого ключа и первому входу блока сравнения, а первый вход датчика случайного сигнала объединен с первым управляющим входом первого ключа и подключен к выходу блока сравнения, выход первого ключа соединен со входом развертки, а также счетчик, элемент памяти, второй ключ, блок памяти и функциональный преобразователь, входы которого соединены соответственно с выходами блока памяти, эл емента памяти и блока развертки, выход которого соединен также с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход функционального преобразователя соединен со вторым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом блока памяти и первым управляющим входом второго ключа, второй управляющий вход которого объединен со вторым входом блока памяти, со вторым входом датчика случайных чисел, со вторым управляющим входом первого ключа и подключен к первому входу счетчика, второй выход которого под ключей к третьему входу датчика случайных сигналов, третьему управляющему входу первого ключа, третьему управляющему входу второго ключа и блока памяти, четвертый вхо которого объединен со входом блока регистрации и подключен к выходу втрого ключа, информационный вход которого подключен к выходу элемент

памяти, вход которого соединен с выходом первого ключа 4.

Данное устройство предназначено для моделирования случайных процессов по заданному семейству двумерных плотностей вероятности.

Недостатком устройства является малое быстродействие.

Целью изобретения является повышение быстродействия генератора.

Для достижения постазленной цели в генератор случайных процессов, содержащий генератор тд-л-оэых импульсов, выход которого соединен с управляющим вков,ом первого ключа,

информационный

so, которого подключен к ВЫХОД. fe LCT-o случайных чисел а вы. первого ключа соединен ; первым зкодом выход которой схемы сравнения; соединен с упраялг;г;-7;им входом второго ключа, вьглод которого соединен со с ::гтыва;ощим входом первого блока Пйняти, выход которого является выходом генератора, введены умножитель, второй блок памяти, дискриминатор, третий ключ и второй датчик случайных чисел, выход которою соединен с информационным входом третьего ключа, управляющий вход которого подключен к выходу генератора таковых импульсов, 3 выход третьего ключа соединен с информационным входом второго ключа и со входом дискриминатора, группа выходов которого соединена с группо считывающих входов второго блока памяти соответственно, группа адресньгх входов которого соединена с группой выходов первого блока памяти соответственно, а группа выходов второго блока памяти соединена с группой входой умножителя соответственно, выход которого соединен со вторым входом cxeNM сравнения.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого генератора.

Генератор содержит дискриминатор 1, блок 2 памяти, умножитель 3, схему 4 сравнения, ключ 5, датчик 6 случайных чисел, ключ 7,.блок 8 памти, ключ 9, датчик 10 случайных чисел, генератор 11 тактовых импульсов.. Блок 2 памяти содержит дискриминаторы 12 и матрицы 13 потенциометров.

Генератор предназначен для моделирования случайного процесса xlt), заданного семейством It двумерных плотностей вероятности u/IXj-f, х ,t), ; 1, . . . k . Поскольку все двумерные

плотности Ы(Х;-С|(, , «3

семейства двумерных плотностей взаимно независимы, в каждый момен времени условная плотность вероятности Ч(х- / х. , X

i-fc форми1-2.1

руемого значения Xj реализации чайного процесса может быть выражена через произведение двумерных плотностей /(X;/Xi.,,X,.2,...,X..) u;(X;,,Xi)w(x..,Xi)., -(,-,, . Для простогы записи здесь везде исключено написание интервалов статистической зависимости f ,поскольку индекс С совпадает с индек сом первого параметра двумерных плотностей. Аппроксимированные значения дву мерных плотностей выставлены на матрицах 13 потенциометров блока памяти 2. Первая,матрица 13 предн начена для запоминания двумерной плотности и;(х-,., х,-) распределени ее значений по столбцам и строкам матрицы следующее: 4i.xl),u;(xt,,x;),...,c.(xt,,x). 4м.fl--К. ).--.. -(M- IHl H- J--Mi DЗдесьх;,„х,...,х|1, и х,х,...,х - К значений, которые могут принимать соответственно величины х. и х . Вторая матрица 13j, предназначе для запоминания двумерной плотнос () ..;.-H-2.i).-..i). (-r ---() .-K,)Цх.х). Последняя, К-я матрица для запоминания двумерной плотнос iS-KN) U(U.1.4xt,,,..,u,(x,/,). V : : -:-(- j: 4U.).-(U.)-(U-x lБлок памяти 8 предназначен для хранения значений Xj,..., х,-., х,- . Ве .Xj.2,x., должны подаватьс соответственно на входы дискримин торов 12, 12, 12. В зависимост от значений величиных.. дискримин тор 12; должен осуществить выбор t -ой строки матрицы 13- . Дискри минатор 1 предназначен для выбор t -ых столбцов, соответствующих значению величины х. в качестве значениях принимается значение равномерно распределенной случайн величины г. от второго датчика 10 случайных чисел. Йуск генератора осуществляется при запуске генератора 11 тактовых импульсов, который открывает первый 5 и третий 9 ключи и пропускает сигналы от первого 6 и второго 10 датчиков случайных чисел соответственно на первый вход схемы сравнения 4 и вход дискриминатора 1. Если величина сигнала от первого датчика равна г1 , сигнал с п-го выхода дискриминатора 1 подключает все h-e столбцы матриц 13. В К+1 ячейку блока 8 должны предварительно записать значения х|%,...,х.2, xj-v t равносильно подключению в матрицах 13.. .12, 13 соответственно т-й,...,С-й, s-й строк, В результате ко входам умножителя 3 окажутся подключенными выходы потенциометров на пересечении п-го столбца и т-й, Е-й, s-й строк, что равносильно появлению на выходе умножителя 3 сигнала, пропорционального произведению ..)-4vv. 1 , которое поступает на второй вход схемы сравнения 4, Осуществляется проверка соответствия величины х Г2 плотности вероятностиЧЫхГ,х ., xJl-n) по правилу Неймана : Xj/x| ).,,.., неравенство выполняется, величина г может быть принята за реализацию х. Схема сравнения 4 срабатывает, по ее сигналу открывается второй ключ 7, и величина ri записывается Б(К+1) ячейку блока 8, что приводит к сдвигу всех хранящихся в блоке чисел и выдаче на входы дискриминаторов 12,, 122,,.,,12 соответственно чисел x,. xf ,-Х;, -t-j -( выбору в блок памяти 2 г-й, j-й,,,., t-й строк соответственно матриц 13,, 13.,.,,,13, В следующий такт работы генератора 11 в зависимости от величины 2 второго датчика 10 случайных чисел будет выбран г столбец всех матриц, на выходе умножителя 3 будет произведение, пропорциональное -K.)-W-,)--Kv)4iRt. которое поступает на второй вход схемы сравнения 4 и сравнивается с поступившей на ее первый вход вели чиной f . Если выполняется неравенство Неймана (ЛА-Л-г U) качестве величина г„ принимается в Z2 очередного значения . , и циклы работы устройства повторяются, Если последнее неравенство не выполняется, схема сравнения 4 не срабатывае и после очередного такта работы .генератора 11 будет проверяться неравенствои/хР|х XJ X г , у Р-vi J -, - X 2 Таким образом может быть сформирована реализация случайного процес са произвольной длины, заданного семейством двумерных плотностей вероятности. По сравнению с прототипом предло женное устройство позволяет существенно повысить быстродействие, так как при формировании каждого значения реализации требуется проверка одного неравенства Неймана, а не К, как в прототипе. По сравнению с базовым объектом предложенное устройство позволяет расширить класс решаемых задач, так как генерирует случайный процесс, заданный семейством двумерных распределений, в то время как базовый объект - процесс с одномерным распределением.

ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ, содержащий генератор тактовых импульсов,выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, информационный вход которого подклю;чен к выходу первого датчика случайных чисел, а выход первого ключа соединен с первым входом схемы сравнения, выход которой соединен с управляющим входом второго ключа, выход которого соединен со считывающим входом первого блока памяти, выход которого является выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит умножитель, второй блок памяти, дискриминатор, третий ключ и второй датчик случайных чисел, выход которого соединен с информационным входом третьего ключа, управляющий вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход третьего ключа соединен с информационным входом второго ключа и со входом дискриминатора, группа выходов которого соединена с группой считывающих g входов второго блока памяти соответ- (Г ственно, группа адресных входов которого соединена с группой выходов первого блока памяти соответственно, а группа выходов второго блока памяти соединена с группой входов умножителя соответственно, выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения. ел 00 со