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

(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение при моделировании случайных процессов.

Известны генераторы случайных 5 временных интервалов с достаточно широким классом распределений вероятностей случайных временных интервалов .

Одно из известных устройств содер-О жит блок элементов И, счетчик, триггер и генератор тактовых импульсов 1 Сложность устройства обусловлена необходимостью формирования периодической последовательности чисел 15 с заданными свойствами, причем от длительности периода зависит точность настройки на заданный закон распределения случайных временных интервалов.20

Известно устройство, содержащее счетчики, элементы И и ИЛИ 2 . Недостатком устройства является значительная сложность настройки на заданный закон распределения вероятнос-25 тей случайных временных интервалов. Наиболее близким техническим решением к изобретению является г нератор случайных временных интервалов, содержащий генератор бернулиев- 30

ской последовательности импульсов, вероятностный (1,2т-1)-полюсник, выходы которого соединены с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены со входами соответствующих (2т-1)счетчиков, выходы (т-1) счетчиков соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом вероятностного (1,2т-1)-полюсника и является выходом генератора . Однако распределение вероятностей случайных временных интервалов на выходе этого генератора является смесью отрицательных биноминальных распределений. При н.астройке на заданный закон распределения смесь отрицательных биноминальных распределений рассматривается (с некоторым приближением) как смесь распределений Эрланга, т.е. настройка на заданный закон распределения происходит в этом случае приближенно. Для точной надстройки генератора на его выходе дополнительно необходим Анализатор распределения вероятностей случайных временных интервалов. Тогда, изменяя параметры схемы (например, емкости счетчиков) , настраива.ют гене{затор на заданное распредЬле,ние/ что является сложным и трудоемким процессом. .

Цель изобретении упрощение на стройки генератора на.заданный закон распределения вероятностей случайных временных интервалов.

Эта цель достигается тем, что генератор случайных временных интервалав дополнительно содержит вторую группу элементов И и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен, со вторыми входами элементов И первой группы. Первые вхо.цы элементо И второй группы соединены с соответствующими выходами m счетчиков, вторые входы элементов И второй группы соединены с выходом генератора бернуллиевской последовательности импульсов., Выходы элементов И второй группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ.

На чертеже представлена структурная схема генератора .случайных временных интервалов (для упрощения чертежа- 2 т- 1 обозначены через к).

Генератор содержит вероятностньтй {1,к)-полюснйк 1, генератор тактовых импульсов 2, первую группу элементов И 3, счетчики 4, источник бернуллиевской последовательности .импульсов 5, вторую группу элементов И 6 и элемент ИЛИ 7.

Выходы вероятностного (1,к)-полюсника 1 соединены с первыми входами элементов И 3, вторые входы кото рых подключены к выходу генератора 2. Выхода элементов И 3 соединены со входами соответствующих счетчиков 4. Выходы первых m счетчиков 4 соединены с первыми входами элементов И б, вторые входы которых соединены с выходом генератора 5. Выходы оставшихся (К-т) счетчиков соединены со входами элемента ИЛИ 8. Выходы элементов И б подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 7, выход которого связан со входом верояностного (1,к)-полюсйнка.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Известно, что распределение вероятностей случайных временных интервалов Р, (i 0,1,... ) почти всех встречающихся на практике сзлучайных процессов с ограниченным последействием обладают свойством .

vn-i

где параглетр Р удовлетворяет соотношению: 04 Р 1.

Такие распределения вероятностей можно представить конечной смесью вырожденных распределений(со сдвиговым параметром) и геометрических распределений (со сдвиговым параметром и параметром Р). Для заданного распределения вероятностей Р;. (,1,.,.) весовые коэффициенты Л (,ffl) и (,п1-1) соответственно вырожденных и геометрических распределений и вместе с ними и сдвиговые, параметры распределений можно найти из системы уравнений

c,... .,,.7™),

где

.V.

(.).

Процесс получения заданного случайного временного интервала сводится к случайной выборке (с помощью вероятностного (1,к)-полюсника) одного из каналов, моделирующих случайные временные интервалы с геометрическим распределением (например, канал содержащий элементы 2, 3j , 4 , 5, 6f), либо с вырожденным распределением (например, канал 2f , т ) На выходе элемента ИЛИ получаем, смесь вырожденных и геометрических . распределений, т.е. заданный закон распределения вероятностей.

Работает предлагаемый генератор следующим образом.

При включении устройства вероятностей (1,к)-пол1осник устанавливается в одно из своих возможныхсоетояний. в результате открывается один из элементов 3 и пропускает бт генератора 2 на вход соответствующего счетчика импульсы до его полного заполнения. После этого открывается соответствующий элемент И 6 (если формируется случайный временный интервал с геометрическим распределением) , и первый же импульс от генератора 5 поступает на вход элемента ИЛИ 7. Если же формируется случайный временной интервал с вырожденным распределением, то после заполнения сигнал сразу поступает на вход элемента ИЛИ 7. Импульс с элемента ИЛИ 7 поступает на выход генератора случайных временных интервалов и на повторный запуск вероятностного (1,к)-полюсника.Описываемый процесс повторяется многократно.

Таким образом, обеспечив возбуждение каждой выходной шины вероятностного (1,к)-полюсника с вероятностью, определяемой весовым коэффициентами смеси, а также, занося в счетчики соответствующие сдвиговые параметры, определяемые как и весовы

.коэффициенты изсистемы уравнений 1(1), можно генерировать заданный закон распределения случайных временных интервалов.

Формула изобретения

Генератор случайных временных интервалов/ содеожащий генератор бернуллиевской последовательности импульсов , вероятностный (1/2га-1)-полюсник, выходы которого соединены с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены со входами соответствующих (2т-1) счетчиков, выходы (т-1) счетчиков соединены С соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом вероятностного (1,Зт-ХУ-полгосника и является выходом генератора, отличающийс я тем, что, с целью упрощения настройки генератора на заданный закон распределения вероятности случайных

739601

временных интервалов, он содержит вторую группу элементов И и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со вторыми входами элементов И первой группы, первые входы элементов И второй группы соединены с соответствующими выходами m счетчиков., вторые входил элементов И второй группы соединены с вйходом генератора бернуллиевской последовательности импульсов, а выходы элементов И второй группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №249039, кл. О Об F 1/02, 1967.

3.Кирьянов Б.Ф. Аппаратурные методы вычислений на основе стохастического принципа. Докторская диссертация, КАИ, 1973, с. 288 (прототип) ,