Генератор случайных временных интервалов Советский патент 1974 года по МПК G06F1/02 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для модеЛИрования случайных процессов.

Известны управляемые генераторы случайных интервалов, содержащие датчик случайных чисел, генератор регулярных импульсов, двоичный счетчик, схемы сравнения и устройство ввода заданной функции распределения. Наличие схем сравнения ограничивает быстродействие генераторов.

Это результат того, что в схемах сравнения имеет место определенная временная задержка, поскольку сравнение происходит по разрядам в определенном порядке после соответствующего разрешающего сигнала по итогу сравнения предыдущего разряда.

Цель изобретения - повышение быстродействия. Для этого разрядные выходы датчика равномерно распределенных случайных чисел через дешифратор, наборное поле и шифратор соединены с первыми входами первого блока элементов И соответственно, вторые входы которого соединены с выходом первого формирователя импульса, а выходы - с разрядными входами счетчика и с выходами второго блока элементов И, первые входы которого соединены с разрядными выходами блока задания начальных условий соответственно, а вторые - с выходом второго формирователя импульсов.

На фиг. I приведена блок-схема генератора; на фиг. 2 - схема функционального преобразователя. Блок-схема содержит датчик 1 равномерно

распределенных случайных чисел, функциональный преобразователь 2, первый блок 3 элементов, первый формирователь 4 импульса, триггер 5, выходной формирователь 6 импульса, счетчик 7, второй блок 8 элементов,

блок 9 задания начальных условий, второй формирователь 10 импульса, генератор 11 импульсов, дешифратор 12, наборное поле 13 и шифратор 14. Выходы датчика 1 равномерных п-разрядных двоичных случайных чисел подключены к входам функционального цифрового преобразователя 2, который состоит из двоично-десятичного дешифратора с п входами и 2 выходами, десятично-двоичного шифратора с 2™

входами и т выходами диодной матрицы с коммутационными точками. 2 шины диодной матрицы подсоединены к 2 выходам дешифратора, а 2™ шины - к 2™ входам шифратора. С помощью соответствующей коммутации диодной матрицы происходит преобразование случайных равномерно-распределенных п-разрядных чисел У, (поступающих на вход дешифратора) в т-разрядные случайные числа Zi (на выходе шифратора) в соответстВИИ с заданной функцией распределения. Происходит это следующим образом. Любые /г выходы дешифратора (число 1г определяется по аппроксимированной ступенчатой функции распределения в i-ой точке разбиения) с помощью соответствующих коммутационных точек у диодов соединяют с коммутационной точкой /-ой входной шины шифратора. Таким образом, получается, что каждую выходную шину дешифратора соединяют только с одной входной шиной шифратора, а к одной и той же входной шине шифратора подключают /, выходных шин дешифратора, согласно ступенчатой кривой, аппроксимирующей заданную функцию. Выходы функционального преобразователя соединены с первыми входами элементов И 3 одной группы, к вторым входам которых подключен выход первого формирователя импульса записи 4, вход которого соединен с единичным выходом счетного триггера бис первым входом формирователя выходного импульса 6, выходы элементов И 3 первой группы соединены с т установочными входами двоичного счетчика 7, к которым подключены также выходы элементов И 8 другой группы, с первыми входами которых соединены выходы блока задания начального отрезка функции распределения 9, а к вторым входам элементов И 8 подключен выход второго формирователя импульса записи 10, вход которого соединен с нулевым выходом счетного триггера 5, счетный вход которого подключен к второму входу формирователя выходного импульса 6 и к выходу двоичного счетчика 7, а счетный вход последнего соединен с выходом генератора регулярных импульсов 11. Работа генератора случайных временных интервалов происходит следующим образом. Равномерно распределенные .-разрядные двоичные числа У с датчика 1 поступают на функциональный цифровой преобразователь 2 (представляющий собой шифратор), на выходе которого появляется т-разрядные двоичные числа Zj, причем вероятность появления числа Zi равна f(Zj) - и имеет место уелом I, вне нормировки 2 - число случайных двоичных чисел Yi, которым поставлено в соответствие число Z,; М - число равноотстоящих интервалов времени Д, на которые разбита область возможных значений аргумента функции плотности распределения l(t); f(Zi) - значение ступенчатой функции, соответствующее значению функции плотности распределения f(t) в точках 1, 2... М. Через элементы И 3 числа Z поступают на двоичный счетчик 7 и устанавливают его в состояние, соответствуюшее числу 2™-i, где m - число разрядов двоичного счетчика 7 и удовлетворяет условию m log2M. Сигнал переполнения двоичного счетчика 7 появится через время (Т - период генератора регулярных сигналов 11). Так как числа Z; случайные, то время появления сигнала переполнения счетчика 7 будет величиной случайной, распределенной в соответствии с функцией плотности распределения f(t) с точностью аппроксимации этой функции ступенчатой. Если начало области определения аргумента t функции f(t) не равно нулю, в блок задания начального отрезка 9 заносится число ZQ, соответствующее начальному временному отрезку to. Число Zo через элементы И 8 своими /п-разрядами заносится в счетчик 7. При переполнении последнего по сигналам от генератора И регулярных импульсов, сигнал переполнения, поступая на счетный вход триггера 5, устанавливает его в единичное состояние. При этом на выходе формирователя 4 ноявляется сигнал записи, что позволяет установить нереполненный по начальному участку Zo счетчик 7 в состояние, соответствующее числу Zi от функционального цифрового преобразователя 2. После переполнения счетчика 7 по числу Zj на выходе формирователя 6 выходного сигнала появляется импульс, а триггер 5 по сигналу переполнения переходит в нулевое состояние. При этом на выходе формирователя 10 появляется импульс, разрешающий установить счетчик 7 в состояние для счета начального участка ZQ, т. е. счетчик 7 поочередно переполняется то по начальному участку Zo, то по случайному числу Z. Поскольку выходные импульсы у формирователя 6 появляются только при наличии сигнала переполнения но отсчету времени /, и при наличии «I на единичном выходе триггера 5, то к случайному времени ti постоянно прибавляется значение начального участка оПредмет изобретения Генератор случайных временных интервалов, содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел, дешифратор, наборное поле, шифратор, блок задания начальных условий, счетчик, счетный вход которого нодключен к выходу генератора импульсов, а выход - к первому входу выходного формирователя импульса и к счетному входу триггера, единичный выход которого соединен со вторым входом выходного формирователя импульса и со входом первого формирователя импульса, а нулевой-со входом второго формирователя имнульса, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, разрядные выходы датчика равномерно распределенных случайных чисел через дешифратор, наборное поле и щифратор соединены с первыми входами первой группы элементов И соответственно, вторые входы которой соединены с выходом первого формирователя импульса, а выходы с разрядными входами счетика и с выходами второй группы элементов , первые входы которого соединены с разядными выходами блока задания начальных словий соответственно, а вторые - с выхоом второго формирователя импульсов.