УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ Советский патент 1973 года по МПК G06F7/58 

1

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и предназначено для реализации на ЭВМ метода Монте-Карло, а также для использования в стохастических моделях систем массового обслуживания, теории надежности и т. д.

Известны устройства, позволяющие получать случайные числа с произвольными законами распределения. Необходимой частью этих устройств является одна из модификаций датчика случайных, равномерно распределенных чисел и запоминающее устройство, в котором записываются какие-либо параметры моделируемой функции распределепия.

Такие устройства характеризуются сложностью, обусловленной использованием громоздких запоминающих устройств и невозможностью получения с помощью одного датчика сразу нескольких законов распределения (без переналадки). Последний недостаток является особенно существенным, так реализация метода Монте-Карло, моделирование ситуаций массового обслуживания и т. п. чаще всего сводится к необходимости генерировать последовательно через короткое время случайные числа с отличными один от другого законами распределения. В настоящее время эта задача может решаться лищь последовательным включением нескольких

датчиков, каждый из которых представляет сложное устройство.

Цель изобретения - расширение области применения устройства.

Для этого предлагаемое устройство содержит блок задания моделируемых законов распределения, выполненный на резисторной матрице, одни входы которой подключены к соответствующим выходам дешифратора, вход

которого соединен с выходом первого датчика случайных чисел, выходы резисторной матрицы через соответствующие схемы «ИЛИ подключены к потенциальным входам управляемых дискриминаторов, импульсные входы

которых соединены с выходом преобразователя код - аналог, вход которого соединен со вторым датчиком случайных чисел, другие входы резисторной матрицы подключены к шине.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из генератора опроса 1, соединенного с датчиком 2 случайных равномерно распределенных чисел (ДСЧ) и через

линию задержки 3 - с ДСЧ 4; дешифратора 5, ко входам которого присоединены выходы ДСЧ 2; резисторной матрицы 6, состоящей из т столбцов по k последовательно соединенных резисторов в каждой, причем верхние

концы (на чертеже все т столбцов) заземлены, а нижние присоединены к выходам дешифратора 5, /; схем «ИЛИ 7, каждая на т входов, подключе} ных к одному из т столбцов матрицы 6 на заданной, считая, например, от шины «земля, высоте; п дискриминаторов 8, управляемых потенциалами, снимаемыми с матрицы G cxcNiaMii «ИЛИ 7; преобразователя код - аналог 9, выход которого подан на импульсные входы сразу всех управляемых дискрим1П а-101юв 8, а вход подсоединен к ДСЧ4.

Предлагаемое устройство является аппаратурной реализацией известного алгоритма Неймана получения случайных чисел с произвольным законом распределения.

Устройство работает следующим образом.

Импульс от генератора опроса 1 вводит случайное число в ДСЧ 2. В дешифраторе 5 возбуждается выход, соответствующий чйслу, записавшемуся в ДСЧ 2, и в столбце резисторов матрицы 6, присоединенном к возбужденному выходу дешифратора, начинает протекать ток. Количество т столбцо1В матрицы равно числу возможных значений моделируемой случайной величины, а количество резисторов k в каждом столбце - числу градаций по вероятности.

Предлагаемое устройство позволяет генерировать одновременно случайные числа с различными законами распределения. Рассмотрим процедуру получения реализаций i-oro закона распределения.

Как было описано выше, срабатывание генератора 1 приводит к тому, что в одном, случайно выбранном, столбце матрицы 6 начинает протекать ток. На заданной высоте (считая от шины «земля) к этому столбцу подключен один из входов i-ой схемы «ИЛИ 7. Разность потенциалов между «землей и точкой присоединения схемы «ИЛИ пропорциональна ординате t-ой функции распределения fi(x) для значения аргумента, записанного в данный момент в ДСЧ 2. . Таким образом, расположение всех т входов г-ой схемы «ИЛИ задает огибающую i-ой функции распределения. Переналадка устройства на генерацию новой серии законов распределения сводится к перекоммутации входов схемы «ИЛИ.

Потенциал, снятый i-ой схемой «ИЛИ 7, подается на вход управления i-oro управляемого дискриминатора 8. Импульс от генератора 1 через линию задержки 3 вводит случайное число в ДСЧ 4, которое преобразуется в преобразователе 9 код - аналог в импульс с амплитудой, пропорциональной числу, записанному в ДСЧ 4. Этот импульс поступает сразу на все импульсные входы управляемых

дискриминаторов 8. Если он не проходит через i-ый дискриминатор, то число, записанное в ДСЧ 4 в соответствии с алгоритмом Неймана, принимается за реализацию случайной величины с i-biM законом распределения. В противном случае считается, что в данном цикле такая реализация не получается.

Таким образом, реализации моделируемого закона отбираются из ДСЧ 2, а признак принадлежности случайного числа, образовавшегося в ДСЧ 2, к реализациям i-oro закона распределения вырабатывается i-ым дискриминатором 8.

Предмет изобретения

Устройство для получения случайных чисел, содержащее дискриминаторы, преобразователь код - аналог, схемы «ИЛИ, дешифратор, генератор опроса, выход которого подключен к первому датчику случайных чисел непосредственно, а ко второму - через линию задержки, отличающееся тем, что, с целью раоширения области применения устройства, оно содержит блок задания моделируемых законов распределения, выполненный на резисторной матрице, одни входы которой подключены к соответствующим выходам дешифратора, вход

которого соединен с выходом первого датчика случайных чисел, выходы резисторной матрицы через соответствующие схемы «ИЛИ подключены к потенциальным входам управляемых дискриминаторов, импульсные входы

которых соединены с выходом преобразователя код - аналог, вход которого соединен со вторым датчиком случайных чисел, другие входы резисторной матрицы подключены к щине.

Г

Вых.1

8

Вь7х i