Устройство для формирования случайных чисел Советский патент 1980 года по МПК G07C15/00 G06F1/02 

. Изобретение относится к области вычислительной техники, предназначено для формирования случайных -чисел, распрв деленных по любому смешанному закону распределения. Известно уст ройство, формирующее случайные числа с заданным законом ра пределения, содержащее генератор случайных импульсов, регистр сдвига, элементы И, ИЛИ. Однако известное устройство формирует случайные интерва;гы времени и не позволяет получать случайные числа Щ. Известно также устройство для формирования случайных чисел, содержащее блок управления, генератор равномерно распределенных случайных сигналов, крм паратор, блок весовых коэффициентов. Од нако это устройство не позволяет получать случайные числа с заданным смешанным законом распределения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования случайных с заданным смешанным законом распределения., Для достижения поставленной цели в устройство для формирования случайных чисел, содержащее блок управления, выход котфого соединен с входом первого генератора равноменно распределенных случайных сигналов, выход которого соединен с входом компаратора, выходы которого соединены с входами блока весовых коэффициентов соответственно, введены первый и второй блоки регистрации, nejyвый и второй блоки масштабирования, ключ, блок сравнения, функциональный преобразователь, второй генератор равномерно распределенных случайных чисел, вход которого соединен с выходом блока управления, вход которого соединен с выходом ключа и с первым входом первого блока регистрации, второй вход которого соединен с первым входом ключа, с выходом второго генератора равномерно распределенных случайных чисел и с входом второго ключа масштабирования, выход которого соединен со вторьгм входом клю.ча и с входом функционального пре-. образоватепя, группа входов котРброГо соединена с выходами блока весовьпс коэффициентов соответственно, а выход функиионйльного преобразователя соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с третьим входом ключа, а второй вход блока сравнения через первый блок масштабирования соединен с входом компаратора, выходы которого соединены с входами второго блока регистрации соответственнЬ.. i Блок-схема устройства приведена на чертеже. . Устройство для формирования случайных чисел содержит блок 1 управления, выход которого соединен с входом генератора 2 равномерно распределенных случайных сигналов и входом генератора 3 равномерно распределенных случайных с,игналов, которые служат для получения случайных чисел х. и Х /j Выхо генераторов 2 и 3 случайньгх сигналов соединены с входами блоков 4 л 5 масштабирования соответственно. Блоки 4-5 cnyJKaT для получения масштабирова ных случайных чисел х и х . Выход блока 4 соединен с функциональным преобразователем 6, например, типа.политрон, который служит для мрделирования заданного смешанного закона распределения. Выход функционального преобразователя 6 и блока 5 подключены к блоку 7 сравнения, которая служит для сравнения сигналов, поступающих с функционального преобразователя 6 и от блока 5 и пбДйчи сигнала на замЬпс нйе клю ча 8, который предназначен для управления блоком 9 регистрации и соединен с его управляющим входом и управляющим входом блока 1 управления. Вьпсод второго генератора 3 случайных сигнало подключен к входу компаратора 10, N выходов которого с&язаны с Н входа ми блока 12 весовых коэффициентов и второго блока 11 регистрации .., а вы ходы блока 12 весовых коэффициентов соединены с управляющими входами функ ционалыэого преобразователя 6. Принцип работы предлагаемого устройства основан на выборе из последовательности равномерно распределенных случайных чисел техЧисел,которые удовлет воряют заданной плотности |(Я). Щ jjMHpoBaHHH смеси как случайной велиины при выполнении прашла, определяю .его смесь случайных чисел де Р - вероятность принадлежности случайной величины к -му классу; ц(х) - плотнрсть вероятности случайной величины X. и к-го класса. Устройство работает следующим образом. Блок 1 приводит в -действие блок 2 . и блок 3, которые выдают напряжения, пропорциональные первой паре чисел Л . и х нричем напряжение поступает на . компаратор 10, который настроен на М уровней напряжений, пропорциональных / P/iiP P2. зависимости от напряжения Х откроется к -и выход компаратора и на к -и вход блока 12 весовых коэффициентов поступит сигнал, согласно которому на управляющие пластины функционального преобразователя 6 будут поданы напряжения, соответствующие значениям функции плотности вероятности {j(x) . Одновременно на основной вход функционального преобразователя 6 после прохождения нормировки в блок 4 поступит напряжение ) в результате на выходе функционального преобразователя 6 появится напряжение V|( У, которое подается на первый вход блока 7 сравнения, а на второй вход с выхода второго блока 5 масщтабирования напряжение , Следует отметить, что блоки 4 и 5 представляют собой двухвходовые сумматоры с памятью. Первые входы сумматоров связаны с генераторами 2, 3, а вторые входы - с источником постоянного смещения. Сигнал с выходов сумматоров поступает непрерывно, меняясь лишь при изменении сигнала на первом входе. Это обеспечивает согласования тактов работы .устройств. Наличие сигнала ,от сумматора блока 4 на развертывающем входе политрона 6 не вызывает преждевременного появления сигнала на выходе политрона 6, так как до сигнала с компаратора 10 на блок 12, с блока 12 на управляющие пластины блока 6 подаются нулевые потенциала. Блок 7 сравнения проверяет обеспечивается ли заданная частота появления моделируемой случайной величины у ; Л«). где х;, X,- нормированные напряжения Х и Х.соответсрвенно. В случае выполнения неравенства блок сравнения выдает сигнал на ключ 8, Который до этого был разомкнут сигналом с генератора 2 случайных сигналов и разрешает фиксацию величины ) . Таки образом, напряжение регистрируется блоком 9 как первый член моделируемой см шанной выборки. Вместе с этим второе рет-истрирующее устройство зафиксирует номер класса К j которому соответствует tj(x) . Одновременно напряжение X запускает блок управления для формирования нового случайного числа моделируемой выборки. Таким образом, устройство формирует последовательность Случайных чисел, под чиняющихся закону распределения смеси с указанием принадлежности каждого чле на последовательности к тому или иному из смешиваемых классов. Устройство может быть использовано в вычислительных системах и системах диагностики для выработки тестовых, последовательностей, которые представляют собой смесь случайных величин нескольких классов. / Формул аизоб.ретения Устройство для формирования случайнь1х чисел, содержащее блок управления, выход которого соединен с входом первого генератора равномерно распределенных случайных сигналов, вькход которого соединен с входом компаратора, выходы которого соединены с входами блока-задания весовых коэффициентов соответственно, отличающееся тем, что, с целью к расширения функциональ- Ч ных возможностей устройства за счет моделирования случайных чисел с заданным смешанным законом распределения, оно содержит первый и второй блоки ре,гистрации, первый и второй блоки масштабирования, ключ, блок-сравнения. функциональный преобразователь, второй генератор равномерно- распределенных схгучайных чис,вл, вход которого соединен с выходом блока управления, вход которого соединей с выходом ключа и с ,первь1м входом первого блока регистрации, второй вход которого соединен с первым входом ключа, с выходом второго : генератора равномернб распределенных случайных чисел и с входом второго блока масштабирования, выход которого соединен со вторым- входом ключа и с входом функционального преобразователя, группа входов которого соединена с выходами :блока задагшя весовых коэффициентов со;ответственно, а выход функционального преобразователя соединен с первым вхоiдом блока сравнения, выходкоторого соединен с третьим ксодом ключа, а второй вход блока сравнения через первый блок масштабирования соединен с входом компаратора, выходы которого соединены свходами второго блока регистрации соответственно, Источники информации, пряйятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 312253, кл. G 06Т 1/02, 1967. 2.Авторское свидетельство CiCCP № 428375, кл. G 06 F 1/02, 1972.

f

/

10

Ж

ft

/г

f