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

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для получения реализации нечетких величин.

Цель изобретения - повышение точности генератора.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого генератора; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая его работу

Генератор случайных чисел (см, фиг. 1) содержит генератор 1 одиночного импульса, элемент задержки 2, генератор тактовых импульсов (ГТИ) 3, датчик 4 чисел с равномерным распределением (ДЧРР), сумматор 5. регистр 6 памяти, накапливающий сумматор 7, блок 8 сравнения, формирователь 9 импульсов, элемент И 10, блок 11 сравнения, формирователь 12 импульсов, второй датчик 13 чисел с равномерным распределением, блок 14 вычисления левой границы, блок 15 вычисления правой границы, счетчик 16. Блоки 14, 15 выполнены в виде постоянных запоминающих устройств (ПЗУ), работающих в режиме считывания.

Работает генератор следующим образом.

В основу работы положен алгоритм формирования нечетких чисел, который соответствует процессу настройки аппаратуры на значение параметра, которое задано нечетко. Этот процесс настройки моделируется следующим образом.

Из некоторой точки (х 0, см. фиг. 2) параметр х увеличивается дискретно с шагом, имеющим постоянную Д х и случайную Јi составляющие, где I - номер шага. Считается, что нечеткая достигается, если текущее значение х попадает в интервал Гл, ГПр. Этот интервал формируется следующим образом. Одновременно с очередным шагом следования к интервалу разыгрывается случайный уровень М функции принадлежности Мх(х). По этому случайному уровню определяются левая Гл и правая ГПр границы интервала Гл. ГПр. Для этого может быть использована следующая аналитическая зависимость для функции принадлежности типа примерного равенства

Гл а-(1 -М) а. ГпР а + (1 - М)а, где а, а - параметры положения и размаха функции принадлежности.

О 00 Оч

Ј

О

Указанный алгоритм реализуется следующим образом.

При срабатывании генератора 1 счегчик 16 и сумматор 7 обнуляются. Через малую задержку импульса генератора в элементе задержки 2 запускается ГТИ 3. Импульсы ГТИ 3 поступают в счетчик 16 и подсчитываются им. Кроме того, по каждому импульсу на выходах первого 4 и второго 13 датчиков формируются возможные значения случайных величин с равномерным распределением в интервале 0,1. Сигнал § с выхода первого датчика 4 суммируется в сумматоре 5 с постоянной величиной Лх, занесенный в регистр 6 памяти. По импульсу ГТИ 3, который подается (при необходимости с задержкой) на вход разрешения суммирования, сигнал с выхода сумматора 5 заносится в сумматор 7. Поскольку на выходе второго блока 11 сравнения в самом начале всегда присутствует уровень логического нуля, то сумматор 7 работает в режиме суммирования. Описанные выше процессы повторяются и в результате сигнал на выходе сумматора-накопителя 7 увеличивается, оставаясь случайным. При этом по каждому импульсу ГТИ 3 после изменения выходного сигнала второго датчика 13, который является адресным сигналом для блоков 14 и 15, выполненных в виде ПЗУ, на их выходах формируются левая Гл и правая ГПр границы интервала (см. фиг. 2). При попадании текущего значения х внутрь этого интервала на выходе элемента И 10 появляется импульс, который останавливает ГТИ 3. В результате формируются два числа (на выходе счетчика 16 и выходе сумматора 7). Первое из них соответствует нечетному значению интервала времени достижения поставленной цели, а второе - нечеткому результату настройки. В процессе накопления сигнала в сумматоре 7 возможен случай, когда при очередном шаге сразу после того, когда сигнал был левее левой границы, перейдет в положение правее правой границы. В этом случае сигнал на выходе второго блока 11 сравнения меняется на противоположный, что приводит к тому, что накапливающий сумматор 7 начинает работать на уменьшение. В результате генератор всегда кончает работать при попадании результирующего сигнала в случайный интервал.

Формула изобретения Генератор случайных чисел, содержащий генератор одиночного импульса, элемент задержки, генератор тактовых

импульсов, первый датчик чисел с равномерным распределением, сумматор, регистр памяти, накапливающий сумматор, два блока сравнения, два формирователя импульсов, элемент И, причем выход генератора одиночного импульса соединен с входом обнуления накапливающего сумматора и через элемент задержки с входом запуска генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входом разрешьния суммирования накапливающего сумматора и входом опроса первого датчика с равномерным распределением, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход и выход которого соединен соответственно с выходом регистра памяти и информационным входом накапливающего сумматора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блока сравнения, выход Больше или равно первого

блока сравнения соединен через первый формирователь импульсов с первым входом элемента И. второй вход которого через второй формирователь импульсов соединен с выходом Меньше или равно второго блока

сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены второй датчик чисел с равномерным распределением, блок вычисления левой границы, блок вычисления правой границы и счетчик, причем выход генератора одиночного импульса соединен с входом обнуления счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом опроса второго датчика чисел с равномерным распределением, выход которого соединен с входами блока вычисления правой границы и блока вычисления левой границы, выход которого соединен с вторым входом первого блока

5 сравнения, выход блока вычисления правой границы соединен с вторым входом второго блока сравнения, выход Меньше или равно которого соединен с входом задания знака суммирования накапливающего сум0 матора, выход элемента И соединен с входом останова генератора одиночного импульса.

1

/5

D-4IH3

j 4 - я- 7

%«.--Jv....... JI i

7

i

1 ЧЮЧЮ- 1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для получений реализации нечетких величин. Цель изобретения - повышение точности Генератор содержит генератор 1 одиночног го импульса, элемент 2 задержки, генератор 3 тактовых импульсов, датчики 4 13 чисел с равномерным распределением, сумматор 5, регистр 6 памяти, накапливающий сумматор 7, блоки 8, 11 сравнения, формирователи 9. 12 импульсов, элемент И 10. блоки 14, 15 вычисления правой и левой границ, счетчик 16,2 ил.

JL, /3

AW

17ГЧ yfr

cr Фиг. 2

Й/г /

17ГЧ yfr