Устройство для моделирования случайного выбора элементов множества Советский патент 1979 года по МПК G06N7/08 G06F7/58 

I

Изобретение относится к области выч слитепьной техники и может быть использовано при моделировании ел учайных процессов.

Известно устройство для моделирования случайного выбора элементов множества, содержащее блок памяти, блок сравнения, генератор случайных чисел, блок элементов И, блок триггеров. Однако это устройство не позволяет моделировать бесповторную выборку (ll. ;

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для моделирования Случайного выбора элементов множества, содержащее дешифратор, выходы которого соединень с информационными входами первого блока передачи кода соответственно, управляющий вход которого подключен ко входу опроса устройства, а выходы первого блока передачи кода соединены с выходами устройства и с первой группой информационных входов блока формирования номера соответственно, управляющий вход которого подключен ко входу сброс устройства, а вторая группа информационных входов блока формирования номера подкпн чена к выходам второго блока передачи кода соответственно, информационные входы которого подключены к выходам дешифратора соответственно, а управляк щий вход второго блока передачи кода подалючен ко входу синхронизации устройства 2 . .

Указанное устройство обладает ограниченным быстродействием вследствие посделовательного формирования приращения номера следующего элемента множества.

Целью изобретения является повышенно быстродействия устройства, для достижения которой устройство содержит регистр числа и шифратор, входы которого подключены к выходам блока формирования комера соотвегстьепно, а выходы шифратора соединены с информационными входами регистра числа соответственно, управляющий вход которого подключен ко входу сброс устройства, а выходы регистра числа соединены с входами дешифратора соответственно; Бпок-с сема устройства приведена на фиг. 1, На фиг. 2 приведена схема блока формирования номера. Устройство содержит регистр 1 числа входы которого соединены с выходами шифратора 2, а выходы через дешифратор .3 .- со входами блоков 4 и 5 передачи ;кода, выходь которых соединены со вхо дами блока 6 формирования номера. Управляющие входы блоков 1, 4, 5, 6 соединены со входами устройства, выходами которого являются выходы блока 4. Блок 6 формирования номера содержит триггеры 7, первые юсоды которых подключены ко входу сброс устройства/и элементы 8 ИЛИ, выходы которь к соединены со входами элементов 9 и 10 И, выходы которых соединены со входами элементов 8 И.ЛИ. Вторые входы элементов 8 ИЛИ и триггеров 7 являются входами 11, 12 блока; элементов 9 И являются выходами 13 блока. . Устройство работает следующим обраэом. Выходными сигналами устройства являются сигнал С1, приводящий устройство в исходное состояние, сигнал С2, который синхронизирует работу устройства, сигнал СЗт-сигнал опроса. Номер выбранного элемента выдается в виде возбуждения одного из 2 выходов устройстоа во время опроса. Одновременно с выдачей выбранного номера элемента йсуществляется его за.поминание в блоке 6 формирования номера. Запоминание номера осуществляется переходом в единичное состояние соответ ствующего возбужденной шине триггера блока 6 формирования номера. Формирование номера элемента множества происходит в блоке 6 формирования номера путем последовательного опроса триггеров, причем каждый триггер соответствует определенному номеру. Для з.апоминания выбранного номера элемента множества служит регистр числа. Передача выбранного номера элемента множества осуществляется через шиф.ратор 2. Дешифрирование номера элемен-та осуществляется дешифратором 3. Согласованная работа устройства обеспечивается управляющими сигналами С1, С2, СЗ, поступающими на вход устройства. Сигнал С1 переводит все триггеры блока ,6 формирования номера и регистра 1 числа р нулевое состояние. При нулевом содержимом регистра 1 возбуждается первый выход дешифратора 3, (Сигнал С2 представляет собой серию тактовых импульсов, каждым из которых обеспечивается передача сигнала возбужденной шины дешифратора 3 через блрк 5 передачи кода в блок 6 фс мирования номера выработка сигнала, следующего номёр и передача его через шифратор 2 в регистр 1 числа. Пусть перед приходом очередного тактового импульса сигнала С2 содержимое регистра числа таково, что возбужден. ( i 1)-й выход дешифратора 3. Тактовым импульсом сигнал возбужденного ( 1 1)го выхода дешифратора 3 через блок 5 передачи кода передается на вход элемента 8 i ИЛИ блока 6 формирования номера. Сигнал с выхода элемента 8 ИЛИ поступает на вход элементов 9 ti / 1 О -j И. -Так как в исходном состоянии устройства триггер находится в нулевом состоянии, то будет открыт элемент 9 И, и сигнал, поступивший на его вход, пройдет на .выход 13. Этот сигнал поступит на вход шифратора 2 и запомнится на регистре 1 числа в виде следующего номера. При этом, на выходе дешифратора 3 возбуждается , i-й выход. После прихода следующего тактового импульса сигнала С2 будет возбежден . (t+ 1)-й. выход дешифратора 3 и т.д. Таким образом осуществляется по- , . следовательный переход номеров элементов множества. Этот процесс будет продолжаться до прихода сигнала опроса С3„ на время де йдтвия которого серия тактовых импульсов сигнала С2 прерывается. Пусть к моменту прихода сигнала СЗ возбужден 1-и выход дешифратора 3. По сигналу СЗ сигнал возбужденного выхода дешифратора через блок .4 передачи кода , выдается на выход устройства и одновременно поступает на единичный вход триггера блока б формирования номера. Триггер 7 устанавливается в единичное состояние, чем обеспечивается запоминание выбранного Номера. После сигнала опроса СЗ возобновляется серия тактовых импульсов сигнала С2 и в устройстве реализуется процесс последовательного возбуждения шин дешифратора 3 с исключением шины 1 . рассмотрим случай, когда перед приходом тактового импульса возбужден выход 1 1 дешифратора 3. Тактовым импульсом сигнал возбужденного ( )-ro вы-, хода через элемент ИЛИ передается на вход элементов 9. и 10.; И блока 57О3 3 формирования номера. Так как триггер / находится в единичном состоянии, то будет открыт элемент И, и сигнал, поступивший на его вход, : пройдет через элемент ИЛИ на вход элементов Q. и 10.t+.f И. Триггер 7 ц находится в нулевом состоянии, поэтому открыт элемент , в силу чего сигнал, поступивший на его вход, пройдет на вьтход 13. тот сигнал пос туги т на вход шифратора 2 и запомнится на регистре 1 числа в виде следующего номера. При этом, на выходе дешифратора 3 возбуждается ( 1 + 1 )-й выход, а пропускается, Аналогично работает устройство и в том случае, когда оказываются выбранными подряд несколько номеров. Такой ситуедии соответствует нахождение в единичном состоянии нескольких, рядом стоящих, триггеров блока 6 формирования номера. Сигнал, поступивший на вход элементов И, управляемых левым триггером, такой группы, пройдет на вход элементов И, управляемых следующим триггером, и так далее до тех пор, пока не встретится триггер, находя.щийся в нулевом состоянии. Сигнал про:ходит на выход 13, а опрос следующих триггеров не производится. . Время формирования следующего номера определяется временем опроса триггеров и максимально тогда, когда 2 1 триггеров блока 6 формирования номера находится в единичном состоянии. В этом случае ,опрашивается состояние всех 2 триггеров. Для усгойчивой работы схемы период следования тактовых импульсов сигнаяа С2 должен превышать максимальное время формированйя следующего номера. Для того, чтобы выборы элементов; множества вкаждом случае были равноверо ятными и независимыми, сигналы опроса СЗ должны поступать через случайные промежутки времени средней длительностью Т, которая должна удовлетворять соотношению , , где С - период следования тактовых импульсов. Из сравнения предлагаемого устройства с прототипом видно, что в обоих устройствах основным параметром, определяющим быстроде йствие устройства, является максимальное время формирования следующего номера. В предлагаемом устройстве макснмаль ное время t , формирования следую щего номера равно времени прохождения 4 сигнала через 2 последорательно соединенных схем, состоящих из одного элемента ИЛИ и одного элемента И, В связи с этим , где , время задержки сигнала одной схемой. В прототипе максимольное время t формирования следующего номера равно времени суммирования 2 импульсов на счетчике. Поэтому , t, 2 где Ср - период следования импульсов. Так как длительность импульса должна быть не менее времени опрокидывания триггера, которое приблизительно равно задержки сигнала триггером зад а длительность паузы-не ен е времени задержки/Г., то t2,2 . Анализ различньтх csxeM построения триггеров показывает, что время задержки сигнала триггером превосходит время задержки сигнала сэсемой, состоящей из последовательно л а схемой, состоящей из после ;аовательно соединенных элементов ИЛИ и И, поэтоi -i - -ct«A.. Сравнивая tj и Ьг , видим, что новое устройство имеет как минимум, в два раза более высокое быстродействие, чем прототип.: Ф о р м ула изобре те н и я Устройство для моделирования случайного выбора элементов множества, содержащее дешифратор, выходь которого соединены с информационными входами первого блока передачи кода соответственно, управляющий вход которого подключен ко входу опроса устройства, а выходы первого блока передачи кода соединены с выходами устройства и .с первой группой информационных входов блока формирования номера соответственно, управляющий вход которого подключен к входу сброс устройства, а вторая группа информационных входов блока формирования номера подключена к выходам второго блока передачи кода соответственно, информацйонные входы которого подключены к выходам дешифратора соответственно, а управляюший вход второго блока передачи кода подключен ко входу синхронизации 770 устр9йства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействйя устройства, оно содержит регистр ,числа и ши4ратор, входы которого подключены к выходам блока формирования номера соответственно, а выходы шифратора соединены с информационными вхо дами регистра числа соответственно, управляющий вход которого подключен ко Ьходу сброс устройства, а выходы ре48гистра числа соединены с входами дешифратора соответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 213424, кл. Q-06 F 1/02, 1966. 2,Авторское свидетельство СССР № 477415, кл. Q 06 F 15/20, 1&73 (прототип).

If

f3

n

Фиг.г