Управляемый датчик случайных чисел Советский патент 1985 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при статическом моделир вании. По основному авт. св. № 705438 из вестен датчик, содержащий блок ввода функции распределения, выходы которого подключены к первой группе входов блока параллельного сравнения чисел, вторая группа входов которого подключена к выходу генератора равномерно распределенных случайных чисел, а выходы - к единичным входам блока триггеров, нулевые входы которых соединены с другим выходом генератора равномерно распределенных .случайных чисел, а выходы - с входами блока элементов И соответственно, вы ходы которого соединены с первыми вх дами вьпсодного блока, вторые входы которого подключены к выходу блока задания выборки, группа выходов которого соединена с первыми входами блока параллельного сравнения чисел, и первый вход - с вторым выходом блока ввода функции распределения, который этим же выходом подключен к первому входу блока памяти, выход которого соединен с первым входом блока измерения сигнала рассогласования, второй вход которого через блок управления подключен к первому выходу блока сравнения, лервый вход которог соединен с третьим выходом блока вво да функции распределения, второй вход - с выходом блока измерения сиг нала рассогласования, второй выход с BTOpbtM входом блока памяти, а третий выход - с вторым входом блока за дания выборки tl. Однако известный датчик не позволят ет использовать для статистического моделирования функцию распределения, имеющую ллнейный характер изменения. Это связано с тем, что при линейном изменении исходной функции распределения сигнал на Выходе блока измерег ния сигнала рассогласования будет равным нулю и на выходе блока задания выборки отсчетов заданной функции распределения не будет. Цель изобретения - расширение фун кциональных возможностей датчика путем обеспечения моделирования при линейном характере изменения заданно функции распределения. Дпя достижения поставленной цели в управляемый датчик случайных чисел дополнительно введены ключ. 1 1 элемент задержки, второй блок памяти, второй блок сравнения и счетчик, счетный вход которого объединен с первым входом блока задания выборки, а Информационный выход счетчика соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого является входом задания интервала дискретиз.ации функции распределения, а выход второго блока сравнения соединен с входом обнуления счетчика, со считывающим входом второго блока памяти и входом элемента задержки, выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход которого объединен с выходом первого блока сравнения и подключен к информационному входу второго блока памяти, выход которого соединен с информационным входом ключа. На чертеже приведена блок-схема датчика. Датчик содержит блок 1 ввода функции распределения, блок 2 параллельного сравнения чисел, блок 3 памяти, блок 4 задания выборки, блок 5 сравнения, блок 6 измерения сигнала рассогласования, блок 7 управления, датчик 8 равномерно распределенных случайных чисел, триггеры 9, блоки 10 совпадения, выходной блок 11, счетчик 12, блок 13 сравнения, элемент 14 задержки, ключ 15, блок 16 памяти. Управляющий датчик случайных чисел работает следующим образом. Непрерывные значения заданной функции распределения поступают с блока 1 ввода на первый вход блока 3 памяти, где запоминается начальное значение F(Xp), которое вычитается из последующих текущих значений функции распределения. Эта разность поступает на первый вход блока 6, построенного по мостовой схеме таким образом, что на выходе измерительного элемента имеет место сигнал, пропорциональный степени изменчивости первой производной заданной функции распределения. Если функция распределения на данном участке изменяется линейно (F(X)const), то напряжение на выходе блока 6 равно 0. При отклонении функции распределения от прямой отличное от нуля напряжение с выхода блока 6 поступает на второй вход блока 5 сравнения, При сравнении этого напряжения с до-, пусткмой величиной, которая определяется .допустимой погрешностью

воспроизведения Л F(X) и задается блоком 1 ввода, с выходом блока 5 сравнения поступает сигнал на второй вход блока 4 задания выборки и на второй вход блока 3 памяти для сброса его в нуль, а также на вход- блока 7 управления. На одном из первых выходов блока 4 задания выборки появляется отсчет значения заданной функции распределения, в блоке 3 памяти запоминается новое значение функции распределения, а с выхода блока 7 управления на второй вход блоха 6 поступает управляющий сигнал, который подготавливает измерительный элемент к дальнейшей работе. Значения аргумента X поступают также в счетчик 12, откуда подсчитанное значение интервала X поступает на первый вход второго блока 13 сравнения. На второй вход блока 13 с входа датчика подается допустимое значение интервала дискретизации Л . Если d у 7/ д , блок 13 выдает импульс на второй вход счетчика 12 для сбрасывания его в нуль и подготовки к расчету следующего интервала дискретизации, на первый вход ключа 15 через элемент 14 задержки (для обеспечения одновременного появления сигналов на входах обратного ключа) и на первьш вход блока 16 памяти. Если блок 5 сравнения -выдает сигнал на снятие отсчета на блок 4 задания выборки за интервал d , то этот сигнал фиксируется и в блоке 16. .Из блока 16 этот сигнал по команде блока 13 сравнения поступает на второй вход ключа 15 и закрывает его. Следовательно, команда на снятие отсчета с блока 13 не проходит на блок 4. Когда за интервал д сигнал на снятие отсчета с блока 5 не вьздается (это характерно для длительных участков функции распределения с линейным характером изменения), то и в блоке 16 памяти сигнал отсутствует. Поэтому по сигналу с второго блока 13 сравнения с выхода блока 16 на ключ 15 сигнал не поступает, ключ остается открытым и через него поступает сигнал с выхода блока 13 через элементы 14 задержки на второй вход блока 4 задания выборки на снятие отсчета текущего значения заданной функции распределения. Эти значения являются узловыми точками заданной функции распределения.

Случайные числа, снимаемые в тактовые моменты времени с датчика 8 равномерно распределенных случайных чисел, подаются на вторые входы блока 2 параллельного сравнения чисел. На первые входы этого блока поступают соответствующие числа узловых точек заданной функции распределения с выходов блока 4 задания выборки. В результате сравнения случайных чисел с числами, снимаемыми с блока ввода, только часть выходных шин блока 2 сравнения возбуждена, а другая часть - не возбуждена. Вследствие монотонности возрастания функции распределения между возбужденной и невозбужденной частями выходов блока сравнения существует единственная граница, которая определяется триггерами 9 и блоком 10 совпадения. При этом из всех выходов блока 10 совпадения возбужден лишь один, определяющий участок функции распределения в пределах которого оказалось в данный момент времени случайное равномерное распределенное число. Выходы блока совпадения возбуждают соответствующие выходные блоки 11, и на выходе управляемого датчика появляется случайное число, подчиненное заданному закону. В качестве выходных блоков могут .быть использованы ре- . гистры, в которых записываются значения аргументов узловых точек функции распределения.

В случае дискретного представления исходной функции распределения работа управляемого датчика происходит аналогично. Отличие заключается в том что в данной ситуации не работают блоки 3-7 и 12-16, которые осуществляют дискретизацию непрерывнойфункции распределения.

Положительньш эффект изобретения заключается в том, что оно позволяет в отличие от прототипа избежать пропуски при формировании узловых точек в процессе адаптивной дискретизации заданной непрерывной функции распределения, имеющей участки с линейным характером изменения и используемой в качестве исходной информации для статистического моделирования. Это дает возможность устранить пробелы в последовательности моделируем- ix случайны : чисел,что существенно повьшает адоклатность 5тих чисел заданнойфункции распределения.

УПРАВЛЯЕМЫЙ ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ по авт. св. № 705438, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей датчика за счет обеспечения возможности воспроизведения линейно изменяющихся функций распределения, он содержит ключ, элемент задержки, второй блок памяти, второй блок сравнения и счетчик, счетный вход которого объединен с первым входом блока задания выборки, а информационный выход счетчика соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого является входом задания интервала дискретизации функции распределения, а выход второго блока сравнения соединен с входом обнуления счетчика, со считывающим входом второго блока памяти и входом элемента задержки, выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход которого объединен с выходом первого блока сравнения и подключен к информа-: ционному входу второго блока памяти, выход которого соединен с информа-; ционным входом ключа.