Управляемый генератор потоков случайных событий Советский патент 1977 года по МПК G07C15/00 G06F1/02 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в стохастических вычислительных машинах.

Известен управляемый генератор потоков случайных событий, содержащий источникпуассоновскогопотока импульсов, элемент и и генератор случайных двоичных разрядов 1. Однако этот генератор позволяет получать огранкченноо число функций.

Известен генератор потоков случайных событий, содержащий источник случайных импульсов, блок элементов И, распределитель, формирователи .

Недостатком этого генератора является сложность настройки требуемого распредел ния.

Известен также генератор потоков случайных со&1тий, содержащий источники слу чайных сигналов, блок элементов И, элемевты ИЛИ,регистр сдвига З. Недостатком этого генератора является сложность зада- шш требуемой интенсивности выходного по тока.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является управлявмый генератор потоков случайных событий. содержащий источник пуассоновского поток импульсов, счетчик импульсов, выход которого является выходом генератора, а счетный вход соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами эпементов И 4,

Однако этот генератор не позволяет фор мировать непрерьгоные функции распределения временных интервалов между событиями.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет формирования непрерывных функций распредЬт ления временных интервалов между со&1ти- ями.

Для достижения поставленной цели генератор дополнительно содержит блок памяти, управляемый вероятностный (1, ,т )-полюсник и неуправляемый вероятностный (l,ti) - полюсник, вход которого соединен с выхо(дом источника пуассоновокого потока импуяьсов, а выход - с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены с первой группой выходов блока памяти, вторая группа выходов которого соединена с разрядными входами счетчика импульсов, а третья группа выходов блока памяти соединена с управляющими входами управляемогс. вероят1юстного {1, f ) - полюсника, выхокы которого соединены с входами блока паliHTH, а тактовый вход - с выходом счетftes.a импульсов.

На чертеже приведена блок-схема генет ратора.

Генератор содержит блок 1 формирования случайных импульсов, состоящий из источника 2 пуассоновского потока импульсов, выход которого соединен с входом неуправляемого вероятностного (1,ш)-полюсника 3, Выходы последнего соединены с первыми входами элементов 4 И, выходи которого соединены с входами, элемента 5 ИЛИ, Выход элемента 5 ИЛИ соединен со счетгпым входом счетчика 6 импульсов, которогоявляется выходом генератора и соединен.с тактовым входом управляемо го вероятностного (1, m )-полюсника 7, Выходы последнего соединены с входами блока 8 памяти, первая группа выходов кО торого соединена со вторыми входами эле- ментов 4 И, вторая - с разрядными входа ми счетчика 6 импульсов, а третий - с уп+ равляюй1ими входами управляемого верояткостного (1, iti ) -полюсника 7.

Рассмотрение работы управляемого генератора потоков случайных событий начнем с формирования пуассоновских потоков с заданным параметром Гинтенсивностью)

Источник 2 пуассоновского потока выра1-батывает поток импульсов с интенсивностью 5V и плотностью распределения интервалов между импульсами

М-Л,).

Импульсы этого потока запускают реуправляемый вероятностный (1, rtl ) - полюс г ник 3, который по каждому импульсу запуска вырабатывает импульс на одном из своих выходов. Вероятность появления импульса на I -ом выходе (1, m ) - полюс ника 3 равна

fr Таким образом, входной пуассоновский поток разделяется случайным образом (1,1гП) -полюсником 3 на m случайных непересе-f кающихся (импульсы этих потоков не перекрываются по времени) импульсных потоков При этом интенсивность f -го выходного потока равна

т.е. интенсивности . образуют двоично взвешенный (с коэффициентом ,/Э числбг

вой ряд, а распределение интервалов межд)( импульсами { -го выходного потока является экспоненциальным с параметром t

fЛi(t)Яiexp(-Яil) (-/)лn).

В соответствии с сигналами а группы разрядных выходов блока 8 па-ч мяти, которые могут принимать значения ля или единицы, т.е.а.е o,l}, выходные импульсы блока 1 формирования случай

(пуассоновских импульс1ых потоков Либо проходят при 01, 1 - через | -ые элементы 4 И, либо при Оц. О не проходят. Импульсы, прошедшие через соответствующие элементы 4 И, поступают через элемент S ИЛИ на счетный вход счетчика 6 импульсов. Таким образом, при выборе , к -го адреса блока 8 памяти на первой грунпе разрядных выходов этого блока устанавливаются сигналы , формирующие входной пуассоновский поток счетчика 6 импул1 сов с интенсивностью m

,.,.,.,a,.,i}.

При этом, по существу, элементы 4 И реализуют операцию умножения вероятностей р; на коэффициенты а , а элемент 5 ИЛИ осуществляет суммирование произведе ний PJ Qiy. .Коэффициенты а« образуют двоичный кЬд требуемого знав.ения интенсивности Я 1 входного потока счетчика 6 импульсов. Набор таких кодов, хранящийся в блоке 8 памяти, и обеспечивает формировав ние требуемого параметра пуассоновского потока импульсов, подаваемого на счетчик 6 импульсов при выборе Д -го адреса 8 памяти.

Формирование потока Эрланта ( 1 1) го порядка осуществляется счетчиком 6 импульсов, в который перед началом счетчика был занесен код величины . , Для упрощения изложения предполагают, что .счетчик 6 импульсов работает в реверсивном режиме, т.е. на вычитание. Тогда с поступлением 1 -го импульса счетчик 6 переходит в нулевое состояние, а на его выходе появляется импульс. При этом времен ной интервал между занесением код а f в Счетчик 6 импульсов (т.е. началом счЪта) и переходом счетчика в нулевое состояние будет образован суммой i . случайных вре менных интервалов, распределенных экспоненциально с параметром . ft и, следовательно, распределен по .закону Эрланта (т..,.1)-го порядка. Числа t, xpaIiятcя в бпокЬ 8 памяти во нтооой группе разрядов Is. -rd адреса, но которому в первой группе раа- рядов записан код соответствующего значе ния параметра я чем и обеспечивается рдновременное задание параметра входного

пуассоновского потока счетчика 6 импупьсов и начального состояния счетчика.

Выходные импульсы счетчика 6 импупв сов образуют выходной поток случайных

событий управляемого генератора потока Случайных событий. Каждый выходной импульс запускает управляемый вероятностный {if т ) - полюсник 7, вырабатывающий сигнал опроса J -го адреса блока 8 памяти с вероятностью Р .С помощью сигналов с третьей группы разрядных выходов блока 8 памяти осуществляетхгя управ- ление вероятностями Р выбора адресных шин блока 8 памяти. При этом управляющие сигналы, определяемые информацией, записанной по k -му адресу, присутствуют на разрядных выходах блока 8 памяти в течение интервала времени между двумя событиями в выходном потоке генератора,

Таким образом, рассмотренный управляемый генератор потока случайных событий .обеспечивает воспроизведение непрерывных функций распределения временных интерва лов между событиями. Управление парамет рами упрощено н сводится к заданию кодов параметров, и может быть автоматизировавно при соответствующем исполнении блока 8 памяти.

Конструктивное упрощение устройства достигается, главным образом, благодаря . тому, что в блоке 1 формирования первичных случайных импульсных потоков содержится единственный генератор пуассоновскрго потока импульсов с фиксированным (т.е|. без принципиальной необходимости регулирования) значением средней интенсивности генерируемого потока, что, в свою очередь, позволяет применить более простые (непрренастраиваемые/ генераторы пуассонов- ских потоков.

В качестве вероятностных многополюсников могут быть применены достаточно простые структурно схемы, использующие генераторы случайных (о6ь1чно, равномерно распределенных) чисел, снабженные перенастраиваемыми и неперенастраиваемымй функциональными преобразрвателями, обеспечивающими формирование пространственно распределенных случайных событий, наш ример, состоящих в возбуждении с заданной вероятностью только одного из вьтходоЬ.

Формула изобретения

Управляемый генератор потоков случайных СО&1ТИЙ, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, счетчик импуЛ1 сов, выход которого является выходом генератора, а счетный вход соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И, о т л и ч a-v ю щ и и с я тем, что, с целью расщирени функциональных возможностей генератора, он дополнительно содержит блок памяти, уп равляемый вероятностный (1, ф )-полюсник и неуправляемый вероятностный (1, ifiij полюсник, вход которого соединен с выходов источника пуассоновского потока импульсов а выходы - с первыми входами элементов

И, вторые входы которых соединены с nepfвой группой выходов блока памяти, вторая группа выходов которого соединена с разрядными входами счетчика имкульсов, а третья группа выходов блока памяти соединена с управляющими входами управляемого вероятностного (1, щ )-полюсника,- выходы которого соединены с входами блока памяти, а тактовый вход - с выходом счетчика импульсов.

Источники, принятые во внимание при экспертизе:

1.Лвт.свид.СССР№211163, MJOi. О- 06 F 1/02, 1969..

2.Авт.свид.СССР№234449,М.Кл. Н 03 К 3/82, 1967.

3.Авт. свид.СССР№ 312253,MJOi. О- 06 F 1/О2. 1970,

4.Авт. свид.СССР№ 344431,М.Кя. С Об F 1/02, 1970 (прототип).