Генератор случайных процессов Советский патент 1989 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится- к вычисли- тельной технике и может быть использовано в вычислительных комплексах и устройствах автоматики при аппаратурном моделировании.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На чертеже приведена блокгсхема генератора случайного процесса.

Генератор состоит из генератора 1 тактовых импульсов, блока 2 памяти, датчика 3 случайного потока импульсов, реверсивных счетчиков и 5, преобразователей 6 и 7 вероятность - ве|эоятность.

Генератор работает следующим образом.

При подаче импульса на вход Пуск генератора обнуляются реверсивные . счетчики 4 и 5 и запускается генератор 1 тактовых импульсов.

Генератор 1 вырабатывает серию импульсов для съема информации с блока 2 памяти и запускает датчик 3 случайного потока импульсов с плотностью распределения вероятности СО(t). Начинается поэлементный съем информации каждой строки блока 2 памяти и параллельно начинают работу реверсивные счетчики А и 5. По заданным значениям координат Х-, YJ на информаци- входах реверсивных счетчиков t и 5 на выходе преобразователя 7 вероятность - вероятность, реализующего ключевую операцию И, появляются си| налы с элементов блока 2 памяти, координаты которых соответствуют заданным значениям Х;, Y;. Таким образом, можно получить на выходе преобразователя 7 вероятность - вероятность (при соответствующем задании координат) любое сечение заданной функции. ) либо каждый участок этой функции, либо любые значения функции f(х;,у;),принимаемые ею в блоке 2 памяти..На выходе преобразователя 6 вероятность - вероятность в зависи- мости от реализуемой им операции (И,

сл

с

ел

о о

00 00

to

31509882

или) и временного интервала, на котором датчик 3 случайного потока импульсов вырабатывает импульс с задан- ной плотностью распределения вероятностей его появления (j| (t) , можно получать требуемые распределения. При реализации преобразователя б вероятность - вероятность операции И производится статистическая выборка зна- ю распределение амплитуды сигнала Z

чений функции f(x;,y ), а при реализации операции ИЛИ проводится зашум- ление (добавление импульсов) в снимаемые с блока 2 памяти сигналы случайным образом с законом плотности 15 распределения вероятностей, равным О,М,

Рассмотрим случаи, когда преобразователь 6 вероятность - вероятность реализует ключевую операцию И. 20

При появлении импульса.на выходе датчика 3 случайного потока импульсов в интервале считывания всего объема блока 2 памяти с законом плотности распределения вероятностей его появления и длительностью импульса, равной времени считывания нескольких ячеек блока 2 памяти 1, на выходе преобразователя 6 вероятность - вероятность получают k-тую реализацию одномерного случайного процесса, имеющего количество реализаций, равное

J

Y; С заданной функциональной связью (между Z;j и (Х ;, Y; ), где Х-, координаты i-й ячейки j-й строки), которая взаимно однозначна, поэтому функция Z f(x,y) должна быть монотонная.

Тогда интегральные функции распределения

(x,y)f(x,y) ,

,

25

а плотности отношением

Н2

W(z)5-,

вероятностей связаны соa)(x,y)dxdy СО(х,у) X

30

. 1

W(z) и(с,(г;), ))

dcfj(z) dz

N

. fm X n1 ..

) dz

Из последнего выражения-видно, что, задаваясь законом плотности рас - пределения вероятностей CA)v.(t) GO (Cf;(z) , С(1( (z)) и функцией Z f(x,y), можно получать наперед известную плотность вероятностей слу- -чайной величины Z, представляющей собой мгновенные значения амплитудь сигнала:

-- - Ч;;:;й:

в случае неоднозначности функции Если длительность импуль-45 У невозможности однозначно

где m - количество ячеек в строке

блока 2 памяти;

п количество строк блока 2 памяти ,

а вид реализации - функция, нелинейным образом производная от задаваемой f(xj,y. ). Плотность распределения вероятностей G;) (t) определяет, вероятность появления той или иной реализации са датчика считывания

40

привязан

3 равна интервалу времени строки и передний фронт к переднему фронту импульса считывания первой ячейки строки, то на выходе преобразЬвателя 6 вероятность - вероятность имеем реализации одномерного процесса, имеющего количество реализаций, равное количеству строк блока 2 памяти, а вид реализации - сечение функции

: f(x,,y; ) k-Й строкой.

Если импульс на выходе датчика 3 появляется однократно при считывании всего объема блока 2 памяти с законаити X

50

(z) и у tfijCz), получают более, сложную совокупность хр Срхр (z), Уд (j(z ) , а последнее выражение принимает вид

W(z) a)(Cf,p(z),q). (z)) X

P,

X

55

d 4x(2) I

dz (/ dz ( Если импульс датчика 3 появляется однократно в интервале времени считы-. вания строки блока 2 памяти, то длительность этого импульса равна времени считывания нескольких (г т)

ном плотности распределения вероятностей GO.K (t) и длительностью импульса, равной времени считывания одной ячейки из строки блока 2 памяти, то на выходе преобразователя 6 вероятность - вероятность получают следующее. Записанная в блоке 2 памяти функция f(x,y) представляет собой

распределение амплитуды сигнала Z

J

Y; С заданной функциональной связью (между Z;j и (Х ;, Y; ), где Х-, координаты i-й ячейки j-й строки), которая взаимно однозначна, поэтому функция Z f(x,y) должна быть монотонная.

Тогда интегральные функции распределения

(x,y)f(x,y) ,

,

а плотности отношением

Н2

W(z)5-,

вероятностей связаны соa)(x,y)dxdy СО(х,у) X

. 1

W(z) и(с,(г;), ))

dcfj(z) dz

в случае неоднозначности функции У невозможности однозначно

наити X

(z) и у tfijCz), получают более, сложную совокупность хр Срхр (z), Уд (j(z ) , а последнее выражение принимает вид

50

W(z) a)(Cf,p(z),q). (z)) X

P,

X

d 4x(2) I

dz (/ dz ( Если импульс датчика 3 появляется однократно в интервале времени считы-. вания строки блока 2 памяти, то длительность этого импульса равна времени считывания нескольких (г т)

51509882

ячеек строки блока 2 памяти или времени считывания одной ячейки строки блока 2 памяти.

Точностные характеристики генератора случайного процесса с точки зрения воспроизведения задаваемых функций полностью определяются параметрами датчика 3 потока случайных импульсов и точностью функции, записанной в блоке 2 памяти. Следовательно, точностные характеристики предлагаемого генератора являются аппаратурными и поэтому постоянны для всех видов задания функций.

Формула изобретения

Генератор-случайных процессов, содержащий датчик случайного потока импульсов, блок памяти и два реверсивных счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродейс твия, в него введены генератор тактовых импульсов и два преобразователя вероятность - вероятность, причем вход Пуск генератора соединен с запускающими входом генератора тактовых импульсов и обнуляющими входами реверсивных сметчиков, установочные входы которых являются

входами задания количества генерируе-. мых чисел генератора, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с входом считывания строк блока памяти и счетным входом первого реверсивного счетчика, вход считывания столбцов блока памяти соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов и счетным входом второго ре-, версивного счетчика, третий выход генератора тактовых импульсов соединен с входом опроса датчика случайного потока импульсов, выход которого

coeflViHeH с входом задания закона преобразования первого преобразователя вероятность - вероятность, информационный вход которого соединен с выходом блока памяти и информационным

входом второго преобразователя вероятность - вероятность, выход переполнения первого реверсивного счетчика соединен с первым входом запрета преобразования второго преобразователя вероятность - вероятность, второй вход запрета преобразования которого, соединен с выходом переполнения второго реверсивного счетчика, выходы первого и второго преобразот

вателей вероятность - вероятность являются информационными выходами . генератора.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных комплексах и устройствах автоматики при аппаратурном моделировании. Цель изобретения - повышение быстродействия. Указанная цель достигается введением двух преобразователей вероятность-вероятность 6 и 7 и генератора 1 тактовых импульсов. Кроме того, преобразователь вероятность-вероятность 7 позволяет получить одномерный закон распределения произвольной длины. 1 ил.

N /

L J

.1