Генератор случайных импульсов Советский патент 1980 года по МПК G06F1/02 G07C15/00 

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при моделировании случайных процессов.

Известен генератор случайных импульсов, содержащий источники шума, пороговые элементы и сумматор. Однако этот генератор моделирует только пуассоновский поток импульсов 1.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является генератор случайных импульсов, содержаший источник пуассоновского потока импульсов, вероятностный элемент, элементИ. Этот генератор позволяет регулировать параметр пуассоновского потока импульсов, но не позволяет получать потоки импульсов с другим распределением 2.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора за счет моделирования дополнительно случайного потока импульсов с распределением Паскаля и как частного случая распределения Паскаля с геометрическим распределением.

Для достижения поставленной цели в генератор случайных импульсов, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, вероятностный двоичный элемент, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого является выходом генератора, введены два переключателя и источник регулярного потока импульсов, выходы которого соединены с первыми входами переключателей, вторые входы которых соединены с выходами источника пуассоновского потока импульсов, а выходы переключателей соединены соответственно со вторым входом элемента И и с входом вероятностного двоичного элемента.

Сущность и.зобретения основана на том, что распределение Паскаля может быть получено, если р-преобразованию подвергать регулярный поток. Для этого кроме источника пуассоновского потока импульсов дополнительно еще используется источник регулярного потока импульсов.

Блок-схема генератора приведена на чертеже.

Генератор с.лучай:;м .-.чульсов содержит источник пуассоноБ... о пс-гока импульсов 1, вероятностный двоичшл); з емент 2, элемент И 3, источник регулярного потока импульсов 4 п переключатели 5 и и. Первые выходы источника пуассоновского гютока импульсов 1 и источника регулярного потока импульсов 4 соединены соответственно с первым и вторым входами переключателя 5,, а вторые входы - соответственно с первым и вторым входами переключателя 6, выход которого соединен со вторым входом элемента И 3. Генератор случайных импульсов работает следующим образом. При нахождении переключателей в положении «а блок-схема генератора эквивалентна прототипу. При переводе переключа телей в положение «б регулярный поток импульсов, формируемый источником 4, поступает на первый вход элемента И 3 и вход вероятностного двоичного элемента 2. С при.ходом каждого импульса элемент 2 выдает на второй вход элемента И 3 сигнал, который с заданными вероятностями 1-р и р соответствует цифра.м и 0. При поступлении на вход элемента И 3 цифры 1 следующий импульс генератора 4 проходит в выходной поток, а при поступлении цифры О - не проходит. Таким образом, каждый из импульсов, прихо.т.ящих через равные промежутки времени т на вход элемента И 3 с вероятностью 1-р проходит в выходной поток, ас вероятностью р не проходит. В сформированном таким образом выходном потоке интервалы между импульсами будут подчинены двухпараметрическому геометрическому закону распределения с параметрами тир. Регулировка параметров выходного потока осуществляется путем из.менення настройки вероятностного двоичного элемента (за счет вероятности р) и изменения частоты генератора регулярного потока импульсов (за счет интервала г). Генератор позволяет моделировать время безотказной работы системы массового обслуживания, на вход которой через равные интервалы длительностью t поступают заявки на обслуживание, каждая из которых обслуживается с вероятностью р. В качестве обслуживающего устройства может рассматриваться, например, станок или рабочее .место у конвейера, к которым через равные интервалы времени подаются детали или заготовки для обработки. Если по каким-либо причина.м (отказы техники или ощибки работающего) деталь не была обработана за время т, то ее дальнейщая обработка прекращается и работающий приступает к обработке следующей детали и т.д. Моменты прекращения обработок деталей, называемые отказами системы массового обслуживания, образуют поток событий, разделенных промежутками времени f, подчиненными геометрическому закону распределения, на основе которого можно, например, рассчитывать и прогнозировать периодичность настройки и технического обслуживания станков и конвейерных линий, обеспечивающую заданное значение вероятности безотказной работы. В ряде случаев .можно найти вероятность того, что потребуется провести ровно п испытаний (независимых опытов Бернулли, каждый с вероятностью успеха р) или затратить на них заданное время t пг до появления первого неудачного исхода. Следовательно данный генератор в отличие от прототипа позволяет моделировать не только пуассоновские потоки случайных импульсов, но и весьма важные для рещения ряда практических задач потоки случайных импульсов, интервалы между которыми подчинены геометрическо.му закону распределения, В значительной степени положительный эффект будет проявляться в виде экономии тех средств, которые необходимо было бы затратить на разработку специализированных устройств для моделирования потоков событий, интервалы между которыми подчинены геометрическому закону распределения. Кроме того, прогнозирование с помощью предлагаемого устройства моментов отказов сложных систем, в том числе систе.мы «человек-техника, позволит избежать значите,тьных потерь, связанных с внезапными отказами в этих систе.мах. Формула изобретения Генератор случайных импульсов, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, вероятностный двоичный элемент, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого является выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей генератора за счет формирования распределения Паскаля, он содержит два переключателя и источник регулярного потока импульсов, выходы которого соединены с первыми входами переключателей, вторые входы которых соединены с выходами источника пуассоновского потока импульсов, а выходы переключателей соединены соответственно со вторым входом элемента И и с входом вероятностного двоичного элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бобнев М. П. Генерирование случайных сигналов. М., «Энергия, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 211163, кл. G Об F 1/02, 1966 (прототип).