ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ФУНКЦИЙ Советский патент 1973 года по МПК H03K3/84 

Изобретение относится к вычислительной технике и технической кибернетике и может быть использовано в разнообразных технических системах для имитации случайных задающих и возмущающих процессов.

Известный генератор случайных функций содержит генератор равномерно раснределенных чисел, управляемый распределителем импульсов и подключенный ко входам запоминающего устройства, выходы которого через регистр множимого соединены со входами первого устройства совпадения, и ко входам регистра множителя, выход которого через схему совпадения, управляемую распределителем импульсов, соединен с управляющим входом первого устройства совпадения, выход которого через первую схему «ИЛИ соединен со входами управляемого распределителем импульсов сумматора, выходы которого через выходной регистр связаны со вторыми входами запоминаюи,его устройства и регистра множителя.

Однако известный генератор не позволяет формировать случайные функции .с заданными законами распределения и функциями корреляции.

Целью изобретения является формирование случайных функций с заданными законами распределения и функциями корреляции.

Для этого в генератор дополнительно введены две цепочки последовательно соединенных регистров цифрового фильтра, выходы которых через схемы «И, управляющие входы которых соединены с распределителем импульсов, подключены ко входам дополнительно введенной второй схемы «ИЛИ, выход которой соединен с управляющим входом дополнительно введенного второго устройства совпадения, выходы которого подключены ко входам первой схемы «ИЛИ, а входы соединены с выходами регистра множимого, причем входы двух цепочек последовательно соединенных регистров подключены к выходам сумматора.

На чертеже приведена функциональная блок-схема генератора.

Генератор случайных функций содержит генератор 1 равномерно распределенных чисел, управляемый распределителем 2 импульсов. Выход генератора 1 подключен ко входам запоминающего устройства 3, выходы которого через регистр 4 множимого соединены со входами устройства 5 совпадения. Выход генератора 1 подключен также ко входам регистра 6 множителя, выход которого через схему 7 совпадения, управляемую распределителем 2 импульсов, соединен с управляющим входом устройства 5 совпадения. Выход устройства 5 совпадения через схему «ИЛИ 8 соединен со входами управляемого распределителем 2

сумматора 9, выходы которого через выходной регистр 10 связаны со вторыми входами запоминающего устройства 3.

В схеме генератора имеются две цепочки последовательно соединенных регистров цифрового фильтра. .

Первая ценочка содержит последовательно соединенные регистры 11, 12, 13. Выходы регистров 11, 12 и 13 через схемы «И 14, 15, 16 соответственно соединены со входами схемы «ИЛИ 17.

Вторая цепочка содержит носледовательно соединенные регистры 18, 19, 20.

Выходы регистров 18, 19 и 20 через схемы «PI 21, 22 и 23 соответственно соединены со входами схемы «ИЛИ 17. Управляющие входы схем «И 14, 15, 16, 21, 22, 23 подключены к выходам распределителя 2 импульсов. Входы регистров И и 18 соединены с выходами сумматора 9. Выход схемы «ИЛИ 17 подключен к унравляющему входу устройства 24 совпадения, выходы которого соединены со входами схемы «ИЛИ 8, а входы подсоединены к выходам регистра 4 множимого.

Генератор случайных функций работает следующим образом.

Старшие разряды равномерно распределенного случайного числа, выработанного генератором 1 унравляющим импульсом распределителя 2, записываются в запоминающее устройство 3, а младшие разряды его в регистр 6 множителя.

В запоминающем устройстве 3 по старшим разрядам формируется адрес, по которому необходимо выбрать тангенс угла наклона и координату узловой точки кривой нелинейного преобразования равномерно распределенных случайных чисел в некоррелированные случайные числа с нормальным законом распределения, так как реализация кривой нелинейного преобразования осуществляется методом кусочно-линейной аппроксимации, то есть на каждом участке разбиения, число которых определяется необходимой точностью аппроксимации, рещается следующий алгоритм У;

, + ,

где УК - значение опорной точки,

tg фк - тангенс угла наклона касательной

в узловой точке кривой. At/ - младшие разряды равномерно распределенного числа.

Для решения этого алгоритма производят умножение содержимого регистра 6 на содержимое регистра 4 при помощи распределителя 2, схемы 7 совпадения, устройства 5 совпадения и схемы «ИЛИ 8, а к результату по импульсам управления распределителя 2 прибавляют значение опорной точки.

Полученное некоррелированное случайное число с нормальным законом распределения переписывается параллельным кодом в выходной регистр 10 и регистр 11. Регистры 11, 12 и 13 осуществляют операцию задержки соответствующих случайных чисел на необходимое число тактов.

Коэффициенты цифровых фильтров, состоящих из регистров 11, 12, 13 и 18, 19, 20,

число и значение которых определяется видом функции корреляции, хранятся в запоминающем устройстве 3, выбор их осуществляется при помощи распределителя 2. При формировании случайных функций на

выходе с заданным законом распределения и функциями корреляции выходное нормальное число с определенной функцией корреляции через выходной регистр 10 поступает на дальнейшее нелинейное преобразование, для чего

старшие разряды чисел поступают в запоминающее устройство 3, а младшие - в регистр 6 и так далее. При этом в запоминающее устройство 3 записываются уже опорные точки УК и tg фк другой кривой нелинейного

преобразования.

Предмет изобретения

Генератор случайных функций, содержащий генератор равномерно распределенных

чисел, унравляемый распределителем импульсов и подключенный ко входам запоминающего устройства, выходы которого через регистр множимого соединены со входами первого устройства совпадения, и ко входам регистра

множителя, выход которого через схему совпадения, управляемую распределителем импульсов, соединен с управляющим входом первого устройства совпадения, выход которого через первую схему ИЛИ соединен со

входами управляемого распределителем импульсов сумматора, выходы которого через выходной регистр связаны со вторыми входами запоминающего устройства и регистра множителя, отличающийся тем, что, с целью

формирования случайных функций с заданными законами распределения и функциями корреляции, в него дополнительно введены две цепочки последовательно соединенных регистров цифрового фильтра, выходы которых

через схемы «И, управляющие входы которых соединены с распределителем импульсов, подключены ко входам дополнительно введенной второй схемы «ИЛИ, выход которой соединен с управляющим входом дополнительно

введенного второго устройства совпадения, выходы которого подключены ко входам первой схемы «ИЛИ, а входы соединены с выходами регистра множимого, причем входы двух цепочек последовательно соединенных

регистров подключены к выходам сумматора.