Управляемый датчик случайных чисел Советский патент 1987 года по МПК G06F7/58 

130

вой группы, выходы которых соединены с входами элементов ИЛИ группы соот- вественно, выходы которых соединены с информационными входами ключей второй группы, вькоды которых соединены с входами регистра памяти соответственно, выходы которого являются группой выходов блока, выход элемента ИЛИ

1

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при статистическом моделировании и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 690469.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика за счет случайного пер емешивания элементов множества.

На фиг.1 приведена блок-схема датчика; на фиг.2 - функциональная схема блока перестановок чисел.

Датчик содержит блок 1 ввода функции распределения, блок 2 параллельного сравнения чисел, блок 3 дифференцирования, квантователь 4, регистр 5 сдвига, блок 6 памяти, блок 7 определения максимума, делитель 8, генератор 9 равномерно распределенных случайных чисел, блок 10 триггеров, блок 11 элементов И, регистр 12 памяти, блок 13 ключей, преобразователь 14 код-- напряжение, генератор 15 одиночных импульсов, счетчик 16, цифроаналоговый преобразователь 17, схему 18 сравнения, блок 19 элементов задержки, элемент 20 задержки, элемент НЕ 21, блок 22 памяти, счетчик 23, блок 24 ключей, блок 25 перестановки чисел, блок 26 индикации. Блок 25 перестановки чисел содержит группу цифроаналоговых преобразователей 27, группу схем 28 сравнения, генератор 29 линейно изменяющегося напряжения, группу ключей 30, элемент ИЛИ 31, счетчик 32, блок 33 элементов ИЛИ, группу ключей 34, дешифратор 35, регистр 36 памяти, элемент 37 задержки.

Датчик работает следующим образом

Непрерьшные значения заданной функции распределения с блока 1 ввода поступают в блок 3 дифференцирования

соединен с счетным входом первого счетчика, вход Сброс которого соединен с выходом элемента задержки, а выходы разрядов счетчика соединены с соответствующими входами дешифратора, выходы которого соединены с управляющими входами ключей второй группы соответственно.

и квантователь 4. С блока 3 значение F (X) подается в блок 6 памяти, откуда возвращаются на второй вход блока 3, с второго выхода которого снимаются значения второй производной F(х) и направляются в блок 7 определения максимума. Этот блок определяет наибольшее значение второй производной заданной функции распределения и соответствующую ему абсциссу. По сиг- налу с блока 7 первый блок 6 памяти выдает на вход делителя 8 значение первой производной, соответствующей учёту наибольшей кривизны заданной функции распределения. На другой вход делителя поступает умноженная на два с помощью регистра 5 сдвига величина допустимой погрешности воспроизведения заданной функции распределения. Эта величина выдается на регистр 5 сдвига с выхода блока 1 ввода. Делитель осуществляет вычисление интервала дискретизации и подает его значения в квантователь 4, который осуществляет дискретизацию непрерьюной функции распределения с вычисленным интервалом и выдает дискретные значения заданной функции распределения на первые входы блока 2 параллельного сравнения чисел и значения аргументов узловых точек - на вторые входы выходного блока 12. В тактовые моменты времени с генератора 9 равномерно распределенных случайных чисел поступают случайные числа на вторые входы блока 2 параллельного сравнения чисел.

В результате сравнения случайного числа с числами, снимаемыми с блока ввода, только часть выходных шин блока 2 возбуждена. Причем вследствие монотонности возрастания функции рас

пределения между возбужденной и невозбужденной частями выходов блока 2 существует единственная граница, которая определяется триггерами 10 и элементами И 11. При этом из всех элементов И открыт только один, определяющий участок функции распределения, в пределах которого оказалось в данный момент времени случайное равномерно распределенное число. Выходы элементов И 11 возбуждают соответствующие элементы регистра 12 памяти и на выходе управляемого датчика появляется случайное число, подчиненкое заданному закону с. неизменным ма-f5 дается на управляющий вход генерато ра 29 для его запуска. При этом процесс считывания случайных чисел во втором блоке 22 памяти прекращается, так как блок 13 ключей находится в запертом состоянии, а количество считываемых величин определяется величиной порога на входе датчика.,

тематическим ожиданием. В качестве элементов выходного блока могут быть использованы регистры, в которых записываются значения аргументов узло- вых точек функции распределения. 20

Последовательность случайных величин, каждая из которых представляет собой цифровой код, через блок 13 ключей поступает на информационный вход преобразователя 14 код - напря- 25 жение, с выхода которого напряжение, соответствующее коду текущего случайного числа, поступает на вход генератора 15 и запускает его. Генератор 15 при этом вырабатывает импульс,30 памяти находится в открытом состоянии), параллельно поступают на ин- формционные входы цифроаналоговых преобразователей 27 и на информацион ные входы ключей 30 из второго блока памяти поступают значения чисел элементов определенного множества. Аналоговые случайные напряжения поступа ют на информационные входы схем 28 сравнений, на входы которых поступае пилообразное напряжение с генератора 29, который запускается напряжением с выхода схемы 18 сравнения, чем обе печивается его запуск в тот момент времени, когда совокупность случайны

который с его выхода поступает в счетчик 16, определяющий количество прошедших случайных величин на вход счетчика 23.

Кроме того, последовательность случайных величин поступает через блок 19 элементов задержки на информационный вход блока 22 памяти, где осуществляется считывание числовых значений к. в регистры памяти блока. При этом синхронизация процесса считывания случайных величин х во втором блоке 22 памяти осуществляется

счетчиком 23, который запускается им-45 величин в виде случайных напряжений

пульсами с выхода генератора 15. Импульсы синхронизации с выходов счетчика 23 поступают на адресные входы блока 22 памяти для синхронизации считывания случайных величин в ре- 50 гистры памяти. С выходов счетчика 16 информация о количестве считанных величин в цифровой форме поступает .в цифроаналоговый преобразователь 17, с выхода которого эта информация в 55 виде аналогового напряжения поступает на информационный вход схемы сравнения. Здесь происходит сравнение аналоговой величины, определяемой количеством прошедших через блок 13 ключей случайных величин с порогом, который задается уровнем порогового напряжения, подаваемого на вход схемы 18 сравнения с входа датчика. При выполнении условия равенства аналогового напряжения, поступающего с выхода преобразователя 17 на вход схемы 18 сравнения, и порогового напря- женин, поступающего на ее другой вход с входа датчика, вырабатывается на выходе напряжение, которое отпирает блок 24 ключей и через элемент НЕ 21 запирает блок 13 ключей, а также 29 для его запуска. При этом процесс считывания случайных чисел во втором блоке 22 памяти прекращается, так как блок 13 ключей находится в запертом состоянии, а количество считываемых величин определяется величиной порога на входе датчика.,

Таким образом, величина порога определяет объем выборки случайных чисел. Случайные числа, записанные во втором блоке 22 памяти через много- канальньшг блок 24 ключей (который после окончания процесса считывания случайных чисел во втором блоке 22

памяти находится в открытом состоя

нии), параллельно поступают на ин- формционные входы цифроаналоговых преобразователей 27 и на информационные входы ключей 30 из второго блока памяти поступают значения чисел элементов определенного множества. Аналоговые случайные напряжения поступают на информационные входы схем 28 сравнений, на входы которых поступает пилообразное напряжение с генератора 29, который запускается напряжением с выхода схемы 18 сравнения, чем обеспечивается его запуск в тот момент времени, когда совокупность случайных

уже подана на информационные входы блока 27.

При выполнении условия равенства величины напряжения с выхода генератора 29 на входе задания порога соответствующей схемы 28 сравнения и аналогового напряжения случайной величины вырабатывается импульс, который через элемент ИЛИ 31 считывается в счетчике 32 и одновременно подается на управляющий вход соответствующего ключа 30 и открывает его, обеспечивая этим возможность прохождении через числа из определенного множест1за, поступающего на информационный , вход ключа с информационного входа блока 25. С выходов ключей 30 числа из определенного множества через блок

33элементов ИЛИ лоочередно в процессе их прохождения через ключи 30 поступают на информационные входы ключей 34. При этом открыт ключ, соответствующий номеру в порядке поступления на информационные входы ключей

34числа из определенного множества. Это обеспечивается следующим образом. Если на информационные входы ключей 34 число из

поступает N-M по счету, в считывается N импульсов через элемент ИЛИ 31. С выходов счетчика инфо рмация о числе считанных импульсов поступает

определенного множества счетчике 32

5

на информационные входы дешифратора 35. Коммутатор 35 при этом в зависимости от информации с выходов- счетчика 32, являющейс;я цифровым кодом, вырабатывает единичный сигнал на его М-м выходе, соединенном с управляющим входом N-ro ключа 34.

Таким образом, при поступлении N-ro числа из определенного множества на информационные входы ключей 34 открыт именно N-й ключ блока. С выходов ключей 34 числа из определенного множества поступают на информационные входы регистра 36 памяти и записываются в них. При этом элементы определенного множества после записи в регистр 36 расположены в случайной последовательности.