Устройство для моделирования равновероятной бесповторной выборки Советский патент 1988 года по МПК G06F7/58 

00 со о

: Изобретение относится к вычисли- тЬльной технике и может быть использовано при аппаратурном моделировании сложных вероятностных систем, а также при построении электронных иг- ровьпс автоматов.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг.1;лриведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняю Цие работу устройства,,

Устройство для моделирования равновероятностной бесповторной выборки содержит генератор 1 случайного rioTOKa импульсов, элемент ЗАПРЕТ 2, равновероятностный 1, N-полгосник 3, группы 4 и 5 элементов Н группы 6 И 7 триггеров, шифратор 8,, регистр 9 Делитель 10 частоты, элемент ИЛИ 11 и группу 12 элементов ЗАПРЕТ.

Устройство работает следующим образом

Случайный поток 7 импульсов (фиг,2 а) с выхода генератора 1 через открытый в отсутствие импульсов опроса элемент ЗАГГРЕТ 2 поступает на вход равновероятностного 1 jN-no- йюсника 3,который обеспегчивает независимое прохождение каждого входного

импульса на один из N выходов с раэJ

иыми вероятностями Р; - ,N.

S результате исходны й поток Д импульсов разделяется на N независимых и одинаковых по интенсивности Т ,;

Л

Р АО. i N

, 1 случайных потоков импульсов (фиг.2, б,в,г)„ При N 15-20 на выходах 1 ,М--полюсника 3 формируются пуассоновские потоки им- Яульсов (независимо от модели входного случайного потока Л импуль- сов) .

Устройство для моделирования рав - Новероятной бесповторной выборки имеет рабочий цикл, содержащий К тактов (опросов), заданных делителем 10 частоты и определяющих объем выборки. Начало рабочего цикла устройства связано с моментом появления импульса опроса на выходе делителя 10 частоты (фиг.2 и, момент t). Этот импульс устанавливает все триггеры группы 6 в состояние О (фиг,2, к, л, м) ,, При котором элементы И второй группы 5 открыты и все N случайных потоков импульсов с равными интенсивностями

7i проходят на S-входы соответствующих триггер ов т руппы 7 .

Первый по моменту появления импульс из совокупности nOJTJKOB с ИНтенсивностями А; A,,N переводит соответствующий триггер группы 7 в состояние 1 и одновременно с ПОМОЩЬЮ элемента ИЛИ 11 и N-1 элементов ЗАПРЕТ группы 12 (за исключением элемента ЗАПРЕТ, блокируемого самим импульсом) устанавливает остальные триггеры группы 7 в состояние О. В итоге на выходе триггеров группы 7

формируется дискретный марковский . процесс S(t) с непрерывным временем и N состояниями, -описываемый полным (с максимальным числом N(N-1:) направлений перехода) и симметричным

(с одинаковыми интенсивностями переходов) графом Gj. На прямых выходах триггеров группы 7 формируются N ортогональных стохастически идентичных двоичных сигналов (t) (фиг.2,

д, е, з), с равными параметрами (ко-.

эффициентами заполнения)

-, ,N.

При этом сигналы

0

5

0

5

0

5

i2;(t) ,i ,N составляют полную группу процессов V&.(t) l, где V - знак дизъюнкции,

Пространственно распределенное случайное событие, заключающееся в том, что в произвольный момент времени i-й триггер 7 находится в состоянии 1, преобразуется с помощью шифратора 8 и цифровой двоичный код A(t) i(t),который присутствует на входе регистра 9.

С помощью первой группы 4 элементов И, управляемых случайными .двоичными сигналами Ji- ,,N соответственно., проводятся случайные испытания, исходы которых состоят в появлении импульса опроса на выходе одного из N элементов И первой группы.

Допустим, что на первом такте им- пульс опроса (фиг .2,и,момент ) появился на выходе .-го элемента И первой группы 4 (фиг.З, з). .

Тогда j -и (знак означает, что j - случайная величина) триггер группы 6 (фиг,2,м) переводится в состояние Г, при котором с помощью J - го элемента И второй группы 5 j -и вход триггера 7 отключается от j, -го выхода равновероятностного 1,Ы-полюсника 3. Одновременно импульс опроса увеличивает содержимое

(состояние делителя 10 частоты на единицу и записьшает двоичный код AJ J в регистр 9.

На интервале между первым и вторым тактами на выходах триггеров группы 7 воспроизводится дискретный марковский процесс S, (t) с числом состояний N-1,сокращенным на единицу за счет введения запрета на состояние J .которое реализовано на первом такте рабочего цикла устройства. На прямых выходах триггеров группы 7 (кроме j, -го триггера, который будет находиться в состоянии О до окончания рабочего цикла устройства) формируются N-1 ортогональных стохастически идентичных двоичных сигналов с коэффициентом заполнения РЛ

N-1

При этом двоичные

.

сигналы 2;(t),,N, i/ j, составляют полную группу V 7) 1.

J За полный рабочий цикл устройство выдает в регистр 9 неповторяющихся двоичных кодов AJ, i 1,К. При этом состояние триггеров группы 6 отображает результаты работы устройства в пределах одного цикла.

Для обеспечения независимости, значений двоичных кодов А,,К в пределах одного цикла частота Рд опроса устройства выбирается из условия F (3-4)

гдеАц- интенсивность случайного по тока импульсов генератора 1 .

I -.

Формула изобретени

Устройство для моделирования равновероятной бесповторной выборки, с держащее первую группу элементов И, первые входы которых объединены и являются входом Опрос устройства, первую группу триггеров, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности, оно содержит генератор случайного потока импульсов, элемент ЗАПРЕТ, равновероятностный I,К-полюсник, делитель частоты, вторую группу элементов И, шифратор, элемент ИЛИ, группу элементов

Q ЗАЛРЕТ, вторую группу триггеров, регистр, выход которого является выходом устройства, выход генератора случайного потока импульсов соединен с прямьгм входом элемента - ЗАПРЕТ , ин5 версный вход которого соединен с первыми входами элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с выходами одноименных триггеров второй группы, входы установки которых сое0 динены с выходами одноименных элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с одноименными выходами равновероятностного 1,N-пoлюcни- ка, вход которого соединен с выходом

5 элемента ЗАПРЕТ, инверсный вход которого соединен с входом делителя частоты и входом Запись регистра, информационный вход которого соединен с выходом шифратора, разрядные

0 входы которого соединены с выходами одноименных триггеров второй группы, входы установки которых соединены с инверсными входами одноименных элементов ЗАПРЕТ группы, прямые входы которых объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими выходами элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с инд версными выходами одноименных триггеров первой группы, входы обнуления которых объединены и соединены с выходом делителя частоты, выходы элементов И первой группы соединены с

с входами установки одноименных триггеров первой группы.

5

Изобретение относится к вычисли- тельцой технике и может быть использовано при аппаратурном моделировании сложных вероятностных систем, а также при построении электронных иг ровых автоматов. Цель изобретения - повышение точности. Цель достигается тем, что в устройство введены генератор случайного потока импульсов, элемент ЗАПРЕТ, равновероятностный 1, N-полюсник, делитель частоты, вторая группа элементов И, шифратор, элемент ИЛИ, группа элементов ЗАПРЕТ, вторая группа триггеров и регистр). Устройств.о характеризуется повьшен- ной точностью работы особенно при моделировании больших массивов чисел, подлежащих равновероятностной, бесповторной выборке. 2 ил.