Генератор случайных величин Советский патент 1991 года по МПК G06F7/58 

1

(21)4703771/24

(22)09.06.89

(46) 07.06.91. Бюл. № 21

(71)Минский радиотехнический институт

(72)Э.А. Баканович, А.И. Волковец, Н.А. Волорова и Т.М. Кривоносова

(53)681,3(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 345487, кл. G 06 F 7/э8, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 1062696, кл. G 06 F 7/58, 1982.

(54)ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН

(57)Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании аппаратуры для формирования многомерных случайных величин с требуемыми корреляционными свойствами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования многомерных случайных величин с управляемыми корреляционными свойствами. Генератор содержит узел 1 задания временных интервалов, группу схем 2-1-2-N сравнения, группу дешифраторов 3-1-3-Н, группу реверсивных счетчиков 4-1-4-N, группу регистров 5-1-5-N, группу дешифраторов 6-1-6-N, группу коммутаторов 7-1-7-Ы, группу блоков 8-1-8-N элементов ИЛИ, счетчики 9 и 10, датчик 11 случайных импульсов, генератор 12 тактовых импульсов, элемент ИЛИ 13. 1 ил.

О О1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании аппаратуры для формирования многомерных случайных вели- чин с требуемыми корреляционными свойствами, при исследовании сложных тем с учетом влияния на них взаимосвязанных случайных внешних воздействий, при построении стохастических ВЫчислительных и моделирующих устройств а также при создании автоматизированных комплексов управления испытаниями

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет фор- мирования многомерных случайных величин с управляемыми корреляционными свойствами.

На чертеже приведена функциональная схема генератора случайных величин.

Генератор содержит узел 1 задания временных интервалов, выполненный в виде блоков постоянной памяти, группу схем 2-1-2-N сравнения, группу дешифраторов 3-1-3-N, группу реверсив- иых счетчиков 4-1-4-N, группу регистров 5-1-5-N, группу дешифраторов 6-1-6-N, группу коммутаторов 7-1-7-N, группу блоков 8-1-8-N элементов ИЛИ, счетчики 9 и 10, датчик 11 случайных импульсов, генератор 12 тактовых импульсов и элемент ИЛИ 13.

Генератор случайных величин работает следующим образом.

В блоки 1-1-1-N узла 1 перед началом работы заносятся коды, определяющие длительности стробов, формируемых на выходах схем 2-1-2-N сравнения группы, которые рассчитываются с учетом требуемых корреляционных связей между составляющими многомерного случайного вектора, формируемого генератором, и снабжаются информационным разрядом, определяющим знак вводимой корреляционной связи.

При формировании первой составляющей после поступления сигнала начальной установки производится считывание информации из ячеек блоков 1-1-1-N памяти с адресами 00...00 (счетчик 9 установлен в нулевое состояние сигналом начальной установки). На первые разрядные входы схем 2-1-2-К сравнени группы поступают коды, определяющие длительности стробов для каждого из каналов при формировании первой составляющей многомерного случайного вектора с указанием знака вводимой корреляционной связи (импульсы от датчи

Q

0

5 0

с

0

0

5

ка 11 случайных импульсов поступают на суммирующие или вычитающие входы реверсивных счетчиков 4-1-4-N группы. Сигналы с выхода генератора 12 тактовых импульсов поступают на счетный вход счетчика 10, в результате чего на информационном выходе второго счетчика 10 формируется последовательность чисел, соответствующих текущему значению длительностей формируемых стробов, а разрядность счетчика 10 и частота работы генератора 12 тактовых импульсов определяют максимально возможную длительность строба. Код текущего значения формируемых стробов поступает на вторые разрядные входы схем 2-1-2-Й сравнения группы. При превышении кодом текущего значения стробов кода, поступившего на первые входы схем 2-1-2-N сравнения группы из соответствующего блока памяти узла 1, заканчивается формирование строба в данном канале и прекращается поступление в соответствующий реверсивный счетчик группы от датчика 11 случайных импульсов.

При формировании первой составляющей, длительность строба в первом канале выбирается максимально возможной, что обеспечивает перекрытие строба пер вого канала со стробами всех последующих каналов. Поэтому после завершения формирования первой составляющей в реверсивном счетчике 4-1 группы фиксируется чиспо сигналов датчика 11 случайных импульсов, поступивших на второй информационный вход дешифратора 3-1 группы в течение времени действия строба первого канала на первом информационном входе этого дешифратора. Во всех последующих реверсивных счетчиках 4-2-4-Ы фиксируются коды, корреляционно связанные с кодом первой составляющей и также представляющие собой число сигналов, поступивших от датчика 11 случайных импульсов в течение времени действия стробов в соответствующих каналах. Коды, зафиксированные в реверсивных счетчиках 4-2-4-Ы, учтены при формировании второй и всех последующих составляющих многомерного случайного вектора.

После завершения формирования первой составляющей и появления сигнала переполнения счетчика 10 содержимое счетчика 9 увеличивается на единицу, в результате чего осуществляется считывание кодов длительностей стробов

10

из ячеек с адресами 00...01 блоков 1-2-1-N памяти. В результате этого начинается формирование второй составляющей, счетчик 10 вновь начинает отсчет текущего значения длительностей стробов в каналах с 2-го по Ы-й. Далее описанный процесс повторяется.

Особенностью формирования второй составляющей является то, что строб в первом канале уже не формируется, но при формировании второй составляющей используется код, зафиксированный в реверсивном счетчике 4-2 группы при формировании первой составляющей. Этот код алгебраически суммируется с числом сигналов, поступивших на вход реверсивного счетчика 4-2 при формировании второй составляющей многомерного случайного вектора. Эта сумма представляет собой окончательное значение кода второй составляющей данной реализации многомерной случайной величины.

При формировании третьей составля- 25 ющей стробы в первом и втором каналах не формируются, а значение третьей составляющей представляет собой алгебраическую сумму числа сигналов, поступивших в реверсивный счетчик 4-3 от датчика 11 случайных импульсов при i формировании первой, второй и третьей составляющих многомерной случайной величины.

Окончательное значение i-й составляющей оказывается равным

Случайные коды составляющих многомерной случайной величины, зафиксированные в регистрах 5-1-5-N группы, подчиняются известным функциям распределения вероятностей, определяемым, в частности, характером потока случайных импульсных сигналов, формируемого датчиком 1 1 случайных импульсов. С помощью дешифраторов 6-1-6-Ы группы, коммутаторов 7-1-7-Ы группы и блоков 8 элементов 8-1-8-N ИЛИ группы известные функции распределения вероятностей кодов, хранимых в регистрах 15 5-1-5-Ы группы, преобразуются в требуемые функции распределения вероятностей составляющих многомерного случайного вектора.

20 формула изобретения

30

где

S

i

Генератор случайных величин, содержащий первый и второй счетчики, датчик случайных импульсов,генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования многомерных случайных величин с управляемыми корреляционными свойства- ми, в него введены узел задания временных интервалов, выполненный в виде группы блоков постоянной памяти, труп-- 35 па схем сравнения, две группы дешифраторов, группа реверсивных счетчиков, группа регистров, группа коммутаторов, группа блоков элементов ИЛИ и элемент ИЛИ, причем информационный

окончательное значение оче-до выход первого счетчика соединен с адресными входами блоков постоянной памяти группы, младшие разрядные выходы которых соединены с первыми разрядными входами одноименных схем сравнения группы, вторые разрядные входы которых соединены с информационным выходом второго счетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом первого счетчика, вход обнуления которого соединен с входом обнуления второго счетчика, первым входом элемен- ta ИЛИ и является входом начальной Остановки генератора, выход переполнения первого счетчика соединен со втоS-; ±SF +sf+. . .+ЗГ +S | ,

редкой реализации i-и составляющей многомерного случайного вектора; количество сигналов, поступивших от датчика 11 слу- 45 чайных импульсов на суммирующие или вычитающие входы реверсивного счетчика 4-i группы 4 при формировании составляющей с номером (П.

л. ,

После завершения формирования последней N-й составляющей формируется сигнал переполнения счетчика 9. По этому сигналу информация из реверсив50

ных счетчиков 4-1-4-N группы передает- ,. рым входом элемента ИЛИ, выход котося в регистры 5-1-5-Ы группы и через элемент ИЛИ 13 устанавливает реверсивные счетчики в исходное (нулевое) состояние.

рого соединен с входами обнуления ре версивных счетчиков группы, выходы Больше схем сранвения группы подклю чены к первым информационным входам

Случайные коды составляющих многомерной случайной величины, зафиксированные в регистрах 5-1-5-N группы, подчиняются известным функциям распределения вероятностей, определяемым, в частности, характером потока случайных импульсных сигналов, формируемого датчиком 1 1 случайных импульсов. С помощью дешифраторов 6-1-6-Ы группы, коммутаторов 7-1-7-Ы группы и блоков 8 элементов 8-1-8-N ИЛИ группы известные функции распределения вероятностей кодов, хранимых в регистрах 5-1-5-Ы группы, преобразуются в требуемые функции распределения вероятностей составляющих многомерного случайного вектора.

формула изобретения

25

30

35

до

45

50

рого соединен с входами обнуления реверсивных счетчиков группы, выходы Больше схем сранвения группы подключены к первым информационным входам

одноименных дешифраторов первой группы, вторые информационные входы которых объединены и подключены к выходу датчика случайных импульсов, третьи информационные входы дешифраторов первой группы соединены со старшими разрядными выходами одноименных блоков постоянной памяти группы, первый и второй информационные выходы дешиф- раторов первой группы соединены соответственно с суммирующими и вычитакйци ми входами одноименных реверсивных счетчиков группы, выходы реверсивных счетчиков группы подключены соответ- ственно к информационным входам одноименных регистров группы, входы синхронизации которых подключены к выходу переполнения первого счетчика, выходы регистров группы через дешифраторы второй группы соединены с информационными входами одноименных коммутаторов группы, управляющие входы которых являются входами задания законов распределения составляющих многомерной случайной величины, формируемой генератором, разрядные выходы коммутаторов группы соединены с разрядными входами одноименных блоков элементов ИЛИ группы, выходы которых являются разрядными выходами генератора.