Генератор стационарного нормального случайного процесса Советский патент 1986 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при решении задач статистического моделирования на вычислительных машинах. На практике часто требуется моделировать случайные процессы, многомерные законы распределения которых неизвестны, но для которых заданы математическое ожидание и корреляционная функция, или случайные процессы, относящиеся к более узкому классу процессов, - стационарные нормальные случайные процессы.

Цель изобретения - йовышение бы- . стродействия генерато ра.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого генератора.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2, датчик 3 нормально распределенных случайных чисел, схему 4 сравнения, блок 5 памяти, умножитель 6, блок 7 вычисления экспоненты, квадратор 8, вычитатель 9, блок 10 извлечения квадратного корня, умножители 11 и 12, сумматор 13, регистр 14 памяти, триггеры 15 и 16, дешифратор 17.

Формируемая генератором последовательность описывается следующим выражением

М б-11-/ ,50662Ьг„ +2,624935zJ. 5,772536 --|fTz; / -OvP lf, Wut,

f

где

2„ - последовательность равномерно распределенных в интер 11

вале - -, S-j случайных чисел.

Генератор работает следующим образом.

При его включении запускаются генератор 1 и датчик 3, Генератор 1 управляет работой триггеров 15 и 16, которые выдают импульсы в дешифратор 17. Дешифратор формирует на своих выходах последовательность импульсов, которая периодически повторяется в соответствии с сигналами триггеров 13 и 16. Первый импульс, снимаемый с дешифратора 17, фиксируется в счетчике 2. .Второй импульс подает команды на ввдачу из блока памяти коэффициента т, utw,c,n-lj (предварительно введенных в блок 5) на соответствующие блоки 4,6 и 11,12}

на выдачу числа импульсов из счетчика 2 в схему 4 сравнения и в умножитель 6; на выдачу нормально распределенного числа из датчика 3 в умножитель 11.

Содержимое счетчика 2 сравнивается в схеме 4 сравнения с требуеьшм числом реализации m случайного проto

цесса

(.

где V - продолжитель5

0

5

0

5

0

5

ность наблюдения случайного процесса) и при п m каждый раз вычисляется произведение n-it-w в блоке 6. Блоки 7-10 реализуют процедуру извлечения корня квадратного из 1-р и вмдачу полученного результата в умножитель 11, где осуществляется перемножение постоянного коэффициента О .на и на случайное число, поступающее из блока 3.

Одновременно с блока 7 снимается величина р и подается| в умножитель 12 для перемножения р. и Сп-13 при ),Данные,полученные в умножителях Т1 и 12, суммируются в сумматоре 13.

Третьим импульсом дешифратора 17 производится выдача первой реалцза- - ции стационарного нормального случайного процесса в регистр 14 памяти и в блок 5 памяти. Затем процесс повторяется так, как это описано, начиная с поступления первого импульса с дешифратора 17.

При схема 4 сравнения водаег сигнал на установку в исходное положение счетчика 2 и на обнуление ячеек блока 5, в которых запоминались величины n-lj, а также на датчик 3, обеспечивая вьщачу второго нормально распределенного случайного числа. Формирование стационарного нормального случайного процесса осуществляется в течение заданного времени.

Формула изобретения

Генератор стационарного нормального случайного процесса, содержащий

50 датчик нормально распределенных случайных чисел, два умножителя,сумматор счетчик и блок памяти, отличающий- с я тем,что,с целью повьппения быстродействия, он содержит схему сравнения,

5 блок вычисления экспоненты,а квадратор, вычитатель, блок извлечения квадратного корня, третий умножитель, регистр памяти, дешифратор, два триггера и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетнь1м входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с первым входом де.шифратора, а единичньш выход первого триггера соединен с вторым входом дешифратора и счетным входом второго триггера, нулевой и единичный выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами дешифратора, первый выход которого соединен со счетным входом счетчика, информационньй выход которого соединен с первым входом схемы сравнения и с первым входом первого умножителя, второй вход которого подключен к первому выходу блока памяти, второй выход которого соединен с вто- .рым входом схемы сравнения, выход Равно которой соединен с входами Сброс блока памяти и счетчика и с входом Опрос датчика нормально распределенных случайных чисел, выход которого соединен с первым вхо-. дом второго умножителя, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу блока извлечения квадратного корня и к третьему выходу блока памяти, четвертый выход

которого соединен с первым входом третьего умножителя, выход которого соединен q, первым входом сумматора, второй вход которого подключен к

выходу второго умножителя, а выход сумматора соединен с информационными входами блока памяти и регистра памяти, синхронизирующий вход регистра памяти подключен к второму выходу дешифратора, третий выход которого соединен с синхронизирующими входами первого, второго и третьего умножителей, блока памяти, сумматора вычитателя, блока извлечения квадра гного корня, квадратора и блока вычисления экспоненты, вход которого подключен к выходу первого умножителя, а выход блока вычисления экспоненты соединен с вторым входом третьего

умножителя и входом квадратора, выход которого соединен с входом вычитаемого вычитателя, вход уменьшаемого которого является входом Логическая единица генератора, стационарного нормального случайного процесса выходом которого является выход регистра памяти, выход вычитателя соединен с входом блока извлечения квадратного корня.

Редактор Ю. Середа

Составитель А. Карасов

Техред Г.Гербер Корректор А. Зимокосов

Заказ 2303/49 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при решении задач статистического моделирования на вычислительных машинах. Целью изобретения является создание устройства для моделирования стационарного нормального процесса с экспоненциальной корреляционной функцией, стабильного в работе и с простой структурной схемой, состоящей из стандартных технических блоков. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, счетчик, датчик нормально распределенных случайных чисел, схему сравнения, блок памяти, умножитель, блок вычисления экспоненты, квадратор, вычитатель, блок извлечения квадратного корня, умножители, сумматор, регистр памяти, триггеры, дешифра- . тор. Поставленная цель достигается тем, что данное устройство позволяет получить дискретные реализации (выборочные функции) стационарного нормального случайного процесса на основе реализации метода обратных функций в сочетании с операторными рядами С.Ли, т.е. генератор обеспечивает превращение независимых равномерно распределенных случайных величин в случайные последовательности с требуемыми статистическими свойствами. 1 ил. Q (Л ko