СТОХАСТИЧЕСКИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК G06F7/70 G06F7/58 

1

Предлагаемое устройство относится к области цифровой вычислительной техники и предназначено для по 1учения случайных чисел с заданными законами распределения.

Известен стохастический функциональный преобразователь, предназначенный для получения случайных чисел с кусочно-линейной плотностью распределения. Он содержит генератор равномерно распределенных случайных чисел, соединенный через блок у.множениясложения, соответствующие схемы «И и схему «ИЛИ с первым входом выходного регистра, а через блок выбора - с входом блока памяти, один выход которого соединен с соответствующим входом блока выбора, выходы вероятностного двоичного эле.мента подключены к соответствующим входам схем «И.

Однако в таком преобразователе для получения каждого выходного числа генератор равномерно распределенных в интервале 0,1 случайных чисел должен выдавать четыре числа, которые подвергаются различным преобразованиям.

Цель изобретения заключается в упрощении работы преобразователя.

В предлагаемом стохастическом функциональном преобразователе эта цель достигается введением сумматора приращений и использованием вероятностного двоичного 0,5-элемента, один выход которого подключен ко входу сумматора одноразрядных приращений, второй вход которого соединен с блоком памяти, а выход - с выходным регистром. На чертеже дана схема предложенного

преобразователя.

Он содержит генератор равномерно распределенных в .интервале 0,1 случайных чисел 1, блок выбора интервала 2, блок памяти 3, сумматор одноразрядных приращений 4, вероятностный двоичный 0,5 - элемент 5, блок } множения-сложе;п1Я функций распределения о, схемы «I-i 7, 8, схему «ИЛИ 9 :i выходной регистр W.

В основу работы сто.частического функциоз наль11ого преобразователя положена операция сто.хастической слперпозиции над случайными величинами с треугольными распределениями Симпсона, что соответствует стохастической реализации кусочно-линейной аппроксимации плотности распределения при равномерно:.; разбиении аргумента, когда

X consi.

В рассматрлвае.мо.м стохастическом функциональном преобразователе алгоритм реализуется путем случайной выборки с вероятностным PJ треугольных распределений, которые реализуются путем 0,5-суперпоз1щи.и треугольных распределений, получаемых путем выполнения операций умножения и сложения функций распределения. Для осуществления случайной выборки треугольных раснределеанй в стохастическом функционально.м преобразователе предусмотрен блок выбора интервалов 2, одним входом и выходом соединенный с блоком памяти 3,а другим входом - с генератором равномер.но распределенных в интервале 0,1 случайных чисел /. В блоке памяти 3 хранятся значения функции распределения F (Xj), вычисленные по вероятностям PJ, -и граничные точки Xj интервалов (Xj, Xjл. i). Для выполнения операций умножения, сложения функций распределения .используется блок умножения-сложения функций распределения 6, в основе работы которого лежат алгоритмы разделения входных чисел на большие (операция умножения функций распределения) и меньшие (операция сложения функций распределения). В рассматриваемом стохастическом функциональном преобразователе используется равномерное разбиение аргумента, когда , где m - целое число. В этом случае получается простейшая техническая реализация, а 0,5-суперпозиция треугольных распределений осуществляется путем введения в стохастический функциональный преобразователь вероятностного двоичного О.б-элемента 5 ,и сумматора одноразрядных приращений 4. Работает стохастический функциональный преобразователь следующим образом. Генератор 7 выдает три числа, равномерно распределенной в интервале 0,1 числовой последовательности. Одно из них Постунает в блок выбора интервала 2, где сравнивается со значениями функции распределения F(Xj). В результате происходит выбор интервала Xj, Xj+2} и Значение Х-, с блока памяти 3 поступает в сумматор одноразрядных приращений 4,где складывается с одноразрядным приращением единичного выхода вероятностного двоичного 0,5-элемента 5. Результат этой суммы Xj или Xj+. Aj.L 1 записывается в старшие разряды выходного регистра 10. Два других числа с генератора / поступают в блок 6, где разделяются на большее и меньшее. Через управляемые нулевым и единичным выходами вероятностного двоичного 0,5-элемента схемы «И 7 или 8 соответственно большее или меньшее число через схему «ИЛИ 9 записывается в .младшие разряды выходного регистра 10. С выхода // снимается числовая последовательность, плотность распределения которой в пределах точности аппроксимации соответствует заданной. Рассмотренный стохастический функциональный преобразователь отличается простотой, так как в .нем отсутствует необходимость хранить в блоке памяти коэффициенты, задающие на каждом участке необходимый угол наклона аппроксимирующих пря.мых. Это позволяет сократить в /3 раза объем памяти. Кроме того, в преобразователе на каждое выходное число используется три (вместо четырех) числа с генератора равномерно распределенных чисел, что позволяет уменьшить объем оборудования или увеличить его быстродействие. Предмет изобретения Стохастический функциональный преобразователь, содержащий генератор равномерно распределенных случайных чисел, один выход которого соединен с первым входом блока выбора, два других выхода подключены к блоку умножения-сложения, выходы которого через соответствующие схемы «И и схему «ИЛИ соединены с первым входом выходного регистра, выход блока выбора соединен со входом блока памяти, первый выход которого подключен ко второму входу блока выбора, вторые в.ходы схемы «И соединены с соответствующими выходами вероятностного двоичного элемента, отличающийся тем, что, с целью упрощения работы устройства, оно содержит сумматор приращений, выход которого подключен ко второму входу выходного регистра, первый вход - ко второму выходу блока памяти, второй - к одному выходу вероятностного двоичного элемента.