Генератор случайных чисел Советский патент 1992 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для формирования последовательности нечетких чисел.

Целью изобретения является расширение класса распределений формируемых случайных чисел.

На практике, если достаточно длительное время субъект не может выбрать требуемого числа, то он снижает требование и начинает принимать за них и более отдаленные от наиболее ожидаемого. Если достаточно длительное время субъект очень часто принимает за требуемое предъявляемые числа, то он повышает требования и наиболее отдаленные от ожидаемого числа старается не принимать за требуемые. При этом изменяется размах уровня значимости функции принадлежности, изменяется распределение нечетких чисел, формируемых генератором.

На чертеже представлена структурная схема генератора.

Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов (ГТИ), датчик 2 равномерно распределенных случайных чисел, умножитель 3, вычитатель 4, блок 5 вычисления значений функции принадлежности, блок 6 сравнения, элемент И 7, блок 8 ключей, умножитель 9, вычитатель 10, элемент 11 задержки, элемент И 12, реверсивный счетчик 13, блок 14 вычисления размаха уровня значимости функции принадлежности и элемент 15 задержки.

Блок 14 может быть выполнен в виде ПЗУ.

Генератор работает следующим образом.

Сигнал от ГТИ 1 поступает на вход опроса датчика 2, в результате чего на его выходе формируется очередное значение числа Xi с равномерным распределением в интервале (0,1). В исходном состоянии реверсивный счетчик 13 обнулен, а блок 14 по нулевому сигналу на входе формирует единицу на выходе. Следовательно, на выходе вычитателя 10 формируется случайное число x i 1-xi, также имеющее равномерное распределение в интервале (0,1).

В умножителе 3 число xi умножается на величину 2 а, где о - полуразмах носителя функции принадлежности juy(y), которая в частном случае может быть задана в виде функции принадлежности типа примерного равенства

.

а

, а-а у а + о

/МУ)

в остальных случаях,

где а - средняя точка носителя функции принадлежности, соответствующая наиболее ожидаемому значению множества Y.

Сигнал 2xicr в вычитателе 4 вычитается

из координат правой границы носителя функции принадлежности. В результате на выходе вычитателя 4 формируется одно из возможных значений yi а + cr-2xi а нечеткого множества.

В блоке 5 формируется значение функции принадлежности, соответствующее

значению yi, т.е. (yi) 1- yi g . Одновременно с этим на выходе первого элемен- та 11 задержки формируется случайное

ЧИСЛО Х |-1,

Следовательно, на выходы блока 6 сравнения одновременно поступают значение функции принадлежности /Ау (yi) вычисленное по i-му такту срабатывания ГТИ 1,т.е. по i-му такту смены состояния датчика 2, и значение случайного числа - соответствующего (Ы)-му такту смены состояния датчика 2.

При у«у(у|) х ы на выходе блока 6

сравнения формируется уровень логической 1, которая поступает на первый вход элемента И 7. На второй вход элемента И 7 через элемент 15 задержки поступает импульс от ГТИ 1. В результате на выходе блока 8 ключей формируется возможное значение нечеткого числа, сформированное в I-м такте работы устройства на выходе. Если/гу(уО х м , то сигнал на выходе блока

8 ключей не формируется,

Кроме того, в процессе опроса элементов И 7 и 12 изменяется состояние реверсивного счетчика 13, по которому блок 14 изменяет свое состояние. Пример таблицы

состояния блока 14 представлен в таблице. Число ki, которое соответствует размаху уровня значимости функции принадлежности на выходе блока 14, умножается на сигнал xi с выхода датчика 2 в умножителе 9, а

полученный результат вычитается из единицы в вычитателе 10. Получаемые на его выходе числа х | 1-kixi имеют равномерные распределения в интервале (1-kj,1).

Таким образом, обеспечивается регулировка нижнего уровня функции принадлежности, по которому разыгрывается текущее ее значение для принятия решения о текущем значении нечетного числа. Это расширяет класс распределений, формируемых

генератором.

Формула изобретения Генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, датчик

равномерно распределенных случайных чисел, первый умножитель, первый вычита- тель, два элемента задержки, блок вычисления значений функции принадлежности, блок сравнения, первый элемент И, блок ключей, выход которого является выходом генератора, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входом опроса датчика равномерно распределенных случайных чисел и через первый элемент задержки с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с управляющим входом блока ключей, выход датчика равномерно распределенных случайных чисел соединен с первым входом первого умножителя, второй вход которого является входом задания размаха носителя функции принадлежности генератора, выход первого умножителя соединен с входом вычитаемого первого вычитателя, вход уменьшаемого которого является входом задания максимального значения носителя функции принадлежности генератора, выход первого вычитателя соединен с информационным входом блока ключей и с входом блока вычисления значения функции принадлежности, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход и выход Больше которого соединены

0

5

0

5

0

соответственно с выходом второго элемента задержки и вторым входом первого элемента И, отличающийся тем, что, с целью расширения класса распределений формируемых случайных чисел, в него дополнительно введены второй умножитель, второй вычитатель, реверсивный счетчик, блок вычисления размаха уровня значимости функции принадлежности и второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом Меньше или равно блока сравнения, второй вход и выход второго элемента И соединены соответственно с выходом первого элемента задержки и вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого элемента И и входом блока вычисления размаха уровня значимости функции принадлежности, выход которого соединен с первым входом второго умножителя, второй вход которого соединен с выходом датчика равномерно распределенных случайных чисел, выход второго умножителя соединен с входом вычитаемого второго вычитателя, вход уменьшаемого которого соединен с шиной единичного потенциала, выход второго вычитателя соединен с входом второго элемента задержки.