Стохастический преобразователь Советский патент 1979 года по МПК G06F7/70 G06F17/18 G06F7/58 

(54) СТОХАСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при преобразовании равномерно распределенного случайного числа в произвольно распределенное случайное число.

Известно устройство, решающее поставленную задачу и содержащее генератор тактовых импульсов, одновибратор, датчик равномерно распределенных случайных чисел, дешифратор, элементы ИЛИ, выходной регистр ll. Однако этот генератор имеет сложное решение узла задания . требуемого распределения.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является стохастический преобразователь, содержащий наборное поле, датчик равномерно распределенных случайных чисел, вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов, второй выход которого соединен с первыми входами пер вого блока элементов И, выходы которого явл5потся выходами преобраэоватеЛЯ, а вторые входы подключены к выходам регистра памяти 2 J.

Недостатком известного преобразователя является то, что он позволяет задавать требуемые вероятности отдельных разрядов формируемого числа, но не распределение числа непосредственно.

Целью изобретения является повышение точности.

Для достижения поставленной цели преобразователь содержит блок задания вероятностей, шифратор, второй блок элементов И и дешифратор, входы которого соединены с выходами датчика равномерно распределенных случайных чисел, а выходы - с первыми входами второго блока элементов И, выходы которого через шифратор лодключены ко входам регистра памяти, а вторые входы через наборное поле соединены с выходами блока задания вероятностей, вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов. ....-.;- tfc- ji«-«.j t l -jtfpfjft-f. p «w3«;;s K r :- r - т-::Кроме того, блок задания вероят ностей содержит датчик равномерно распредепеиных спучайных чисел, ц групп эпомеитов И и П групп элементов ИЛИ, выходы всех групп эпемент 1В И и ИЛИ являются выходами блока, а первые вхо ды соединены с выходами датчика равномерно расгфеделенных спучайных чисеп соответственно, вторые входы

1-й группы эпементов И и f г и груп пы эпементов ИЛИ соединены с выходами ( 1 -1)-й группы элементов И и ( 1 -1)-й группы эпементов ИЛИ соответственно, вторые входы первой группы эпементов И и первой группы эпементов ИЛИ соединены с н-ым выходом датчика равномерно распределенных случайных чисел.

Блок-схема преобразователя приведена на фиг. 1; на фиг, 2 приведена схема блока задания вероятностей.

Преобразователь ,содержит датчик 1 равномерно распредеренных случайных чисел, выходь которого через дешифратор 2 подключены к первым входам второго блока 3 элементов И, вторые входы которого соединены,с выходами наборного поля 4, а выходы через шифратор 5 и регистр памяти- 6 - с первыми входами первого блока 7 элементов И, вмходь которого являются выходами преобразователя. Входы наборного поля 4 соединены с выходами блока 8 задания вероятностей, вход которого соединен со входом датчика 1 и с выходом генератора 9 импульсов, другой выход которого соединен со вторыми входами блока 7 элементов И.

«

Блок ,8 задания вероятностей (фиг. 2 содержит датчик 10 равномерно. распределенных случайных чисел и п групп -1.1 элементов И, И-групп элементов ИЛИ 12, выходы которых являются выкодами блока, первые бходы соединены с выходами датчика 10, а вторые входы - с выходами предыдущей группы.

Преобразователь работает следующим образом.

Датчик 1 вырабатьтает случайные равномерно распределенные числа, интенсивность потока тсбгоры: определяется частотой импульсов генератора 9. Дешифратор 2 преобразует числа в импульсн, равномерно распределенные на его выходах. Если числа h - разрядные и если интенсивность потока чисел oi.

о на любом выходе дсп1,)атора нм ульс появляется с вороятностью

SC-O С/-угГ, «е5--1| -Пны и спова

и, fb есть интенсивность потока имульсов на каждом выходе дешифратора.

ероятность открытого состояния элемена И блока 3 задается а наборном поле, но не набором группы шин, а выбором оответствующего выхода. Бпок 8 устроен так, что на его выходах, расположенных в порядке, показанном на фиг. 2, при переборе всевозможных равновероятных чисел с выхода датчика 10, поивятся импульстйг на первом выходе - один импульс, на втором - два, на третьем три- и т. д., на последнем; 2 -1-ом выходе, появится 2 -1 импульсов, т. е. выходы блока 8 представлжот собой сплошную сетку уровней квантования диапазона вероятностей от О до 1 с величиной кванта - h . При совпадении на элементеИ блока 3 импульса дешифратора с coммyтиpyюlдим импульсом на соответствующем входе шифратора 5 BosHHKaet импульс, который отображается числом на выходе шифратора и запоминается регистром 6. Одновременно совпадение происходит только на одном элементе И, так как одновременно только на одном из выходов дешифратора существует импульс. Элементы И блока 7 пропускают на выход генератора число, записанное в регистре б, с приходом импульса считьгеания от генератора 9 импульсов.

В соответствш с принятыми обозначениями вероятность открытого состояния ключа, подсоединенного-к первому выходублока 8 -будет равна так же Ь Здесь имеется в виду, что разрядность датчиков 1 и 10 одинакова, равна п ,а интенсивность потока чисел датчика 10 равна интенсивности датчика 1. Вероятйость совпадения импульсов на элементе И. блока 3 по первому выходу блока 8 равна и эта вероятцрсть цешм ньшая.

Еспи развернуть выражение для Ь и отбросить величины высших порядков малости, что возможно при ,то Р) s . Если соотношение импульсов генератора 9 с его выходов взято таким, что частота, определяющая интенсивность, в 2 и более раз превышает частоту опроса, то поток считьгоаемых с регистра б чисел будет некоррелированным потоком случайнь1х чисел с зайШ ,,..ъ«« дпнньг 4 законом распределения верояг- ностей их появления. Действительно, япя наименее веротяиого числа при соотношении частот генератора 9, равном МГЬ 2, вероятность - нужно умножить на эту вепичьну, в результате чего по- пучим 2..,b / ос ос 2 1т. е. совпадает с интенсивностью поток импульсов на отдепьном выходе дец1и4нратора. На других элементах И блока 3, подключенных ко второму, третьему и т. д. выходам блока 8 вероятность -сов падений будет соответственно 2 jb , 3fi и т. д., что определит вероятность появления соответствующих чисел при считьгаании с регистра 6. При соотношении импульсов генератора 9 с его выходов, меньшем 2, по чайных чисел с регистра 6 буде коррелированным, в резугаэтате чего возможно считьгеание подряд несколько раз одного и того же числа. Формула изобретения 1. Стохастический преобразователь, содержащий наборное поле, датчик равномерно распределённых случайных чисе вход которого соединен о первым выходом генератора импульсов, второй выход которого соединен с первыми входами первого бпока элементов И, выходь которого являются выходами преобразователя, а вторые входы подключены к выходам регистра памяти 6 4 отличающийся тем, что, с целью повышения точности, преобразователь содержит блок задания вероятностей, шифратор, второй блок элементов И и дешифратор, входы которого соединены с выходами датчика равномерно распределенных случайных чисел, а выходыс первыми входами второго блока элементов И, выходы которого через ратор подключены ко входам регистра памяти, а вторые входы через наборное поле соединены с выходами блока задания вероятностей,вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов. 2. Преобразователь по п. 1, о тл к ч а ю щ и и с я тем, что блок зпдания вероятностей содержит датчик равномерно распределенных случайных чисел, г1 групп элементов И и п групп элементов ИЛИ, выходьт всеу групп «ne- ментов И и ИЛИ являются входами блока, а первые входы соединены с выходами датчика равномерно распределенных случайных чисел соответственно, вторые входы V-й группы элементов И и i -и группы элементов ИЛИ соединены с выходами ( т -1)-Й группы элементов И и ( г-1)-й группы элементов ИЛИ соответственно, вторьте входь первой группы элементов И и первой группы элементов ИЛИ соединены с п - ым выходом датчика равномерно распределенных случайных чисел. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №335268, кл. G Об F 1/О2, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР №430366, кл. G Об F 1/О2, 1973.

646344 .2 2в/32 29IS2 SOlS2 31/32