Генератор случайных чисел моделирования генеральной совокупности по объектам выборочной совокупности Советский патент 1982 года по МПК G06F7/58 

тора, аатчики посгояиых чисеп, копичест.во которых соответствует количеству параметров распределения генерируемых случайных чисел, и блок генерирования случайных чисел в соответствии с установпенными в датчиках значениями параметров распределения. При этом структура блока генерирования случайных чисел различна для различных типов распределения, но в общем этот блок пост-; роен из таких субблоков как сумматор, умножитель, интегратор и квадратор, а также субблок -генерирования спучайных чисел с простейшим распределением гауссовским 11 , 21 . I Наиболее близким, по технической сущности к изобретению является тор случайных чисел, содержащий гене ратор тактовых импульсов, датчики постоянных чисел,- и генератор спучайных чисел, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход является выходом устройства t4l. Недостатком этого устройства является то, что вы даваемые , датчикам и постоянных чисел сигналы (напрйм.ер, в виде импульсов определенной амплитуды) представпяют числа - постоянные. Однако в практике научного исследования и инжерных разработок возникают задачи, гае параметры распределения вырабатываемых случайных чисел долж№, в свою очередь, рассматриваться как случайные числа. Пусть, например, требуется моделировать объекты генеральной совокупнос ти, каждый из -которых характеризуется ;единственной характеристикой, например ;д.пиной, коэффициентом усиления, прочностью, принимающей случайные значения в.соответствии с гауссовским распределением (т. е. требуется генер1фовать случайные значения длины, коэффициента усиления йпи прочности). Для определени параметров распределения -этой характеристики в генеральной совокупности (среднего знaчe raя и дисперсии в случае гауссовского распределения) случайно выбирается определенное чиапо объектов ;Из генеральной совокупности,/ определяется значение характеристики для каждого объкта (длина, коэффициент усиления или прочность каждого объекта) и определяется, среднее значение и дисперсия харак теристики тех объектов, которые попали в выборочную совокупность. Однако всле ствие случайности образования выборочной совокупности среднее значение и дис персия сами являются случайными величи нами и распределены соответственно распределению Стьюдента с К степенями свободы и хи-квадрат распредепению с К-1 степенями свободы, если через К обозначать объем (число объектов) выборочной совокупности. Таким образом, чтобы теперь генерировать случайное чисгго для моделирования характеристики одного объекта генеральной совокупности, нужно сначала генерировать два случайных числа в соответствии с распределением Стьюдента и хи-квадрат-распрецелением, а потом, используя полученные два спучайных числа, генерировать случайное число в соответс7-вш1 с гауссовским распределением. Известное устройство не позволяет этого делать. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет генерирования случайных чисел со случайными параметрами распределения. Поставленная цель достигается тем, что генератор случайных чисеп моделирования генеральной совокупности по объектам выборочной совокупности, содержащий генератор тактовых импульсов, генератор случайных чисел, синхронизирую щий вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, а выход является выходом устройства, первую группу датчиков постоянных чисеп по числу параметров распределения первого генерируемого выборочного параметра, дополнительно содерм ит m (, 2, 3 ..) дополнительных генераторов случайНЪ1Х чисел по числу одновременно генерируемых выборочных параметров и (и1-1) дополнитепьнь:х групп датчиков постоянных-.чисеп, каждая К-ая (, 2...И1-1) из которых содержит / 1, 2...) да1чиков постоянных чисел по числу параметров распределения К-ого выборочного параметра, причем выходы датчиков каждой группы датчиков постоянных чисел соединены с информационными входами соответствующего дополнительного генератора спучайных чисел, выходы дополнительных генераторов случайных чисел-соединены с информационными входами генератора случайных чисел, а второй выход генератора тактовых- импульсов соединен с сИ11хронизирующими входами дополнитегьных генераторов случайнъ1х чисел. На чертеже представлена .блок-схема генератора. Предлагаемый генератор содержит генератор .1 тактовых импульсов, группъ датчиков постоянных чисел 2;j, ... 2| ... 2 , дополнительнъш генераторы ных чисел 3 ... 3, ... Зщ, генератор случайных чисеп 4. Первый выход генератора 1 тактовых импульсов соединен с .синхронизирующим входом генератора 4 случайных чисел, а второй выход - с синхронизирующими входами всех аопопнитепьных генераторов случайных чисеп 3, ... 3ic, ... Зуп J выходы которых соединены с информационными входами генератора 4 случайных чисеп. Выходы каждой группы датчиков постоянных чисел 2ц, .:. 2, ... 2 соединены с инфор мационными выходами соответствующего дополнительного генератора случайных чисеп ЗУ, , ... Зк, ... ЗуиГенератор работает следующим образом.. Генератор 1 тактовых импульсов синхронизирует работу всего устройства. В датчиках постоянных чисеп групп 2 ,... 2|, ... 2wv устанавливаются значения параметров р 1спреаеления случайных чисеп которые вырабатываются в допопнитель.ных генераторах случайных чисел 3 , ... 3ц, ... 3w, . Значения параметров с выходов датчиков постоянны-,; чисеп групп 2,, ... 2к... 2уи подаются на информацион ные входы цопопнитепьных генераторов случайных чисел 3/j, ... 3j, ... Зуу, . По поступлении со второго выхода генератора 1 тактовых импупьсов запускающегр импульса допопнитепьные генераторы спучайных чисел 3 , ... 3, ... 3 вырабатывают спучайныё числа в соответствии с параметрами распределения, устанавливаемыми в датчиках постоянных, чисел групп 2, ... 2к, ... 2. Случайные чИспа с выходов аополнитепьных генератороь случайных чисеп 3 , ... 3, ...3, поступают на информационные входы генератора 4 случайных чисел. По поступлении запускающего импульса с первого выхода генератора 1 тактовых импульсов на синхронизирующий вход генератора 4 случайных чисел последний вырабатывает случайное число , используя при этом случайные чиспа с выходов дополнительныхгенераторов спучайных чисел 3, ... 3., ... качестве параметров распределения. Выработанное генератором 4 спучайных чисел случайное число поступает на выход устройства. Как и в известном, в предлагаемом устройстве структура генератора случайных чисел Зп , ... Зк, ... Зу и генератора 4 опреаепяется типом распределения, в соответствии с которым нужно генерировать случайные чиспа. Тип распределе.ния случайных чисел, в свою очередь, оп ределяется моделируемыми при помощи предлагаемого устройства объектами. Для важнейших типов распределения (равномерное распределение, гауссовское распределение., хи-квадрат-распределение, хи-распреиеление, логарифмически нормальное раслрецеление, распределение Стьюцен- та, бетараслрецеление) имеется,по крайней мере один известный путь его осуществления. Требуемый тип распределения определяет, в свою .очередь, необходимое количест- во датчиков постоянных чисеп для каждого дополнительного генератора случайных чисел, например, два датчика для равномерных и гауссовских распределений, четыре датчика для бета-распреаелений. Аналогичным образом тип распределения спучайных чисеп, вырабатываемых генератором 4 сл чайных чисел, определяет каличество дополнительных генераторов случайных чисел, например два дополнительных генератора дпя равонмерных и гауссовских раслредепений, четыре дополнительных генератора для бета-распределений. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет генерировать случайные числа для модепирования объектов генеральной совокупности, имеющих случайные характеристики, по данным об объектах выборочной совокупи ости. Генератор по- . 3воляет генерировать генеральную совокуп- ность объектов с любым распределением их случайной характеристики и с любым распределением случайных параметров. Экономический эффект от применения предлагаемого устройства заключается в возможности замены натурных исследований и испытаний объектов исследованиями на моделях для нового «пасса задач. Формула изобретения Генератор случайных чисел моделирования генеральной совокупности по объектам выборочной совокупности, содержащий генератор тактовых импульсов, генератор случайных чисел, синхронизирующий вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, а выход является выходом устройства, первую группу датчиков постоянных чисел по числу параметров распределения первого генерируемого выборочного параметра отличающийся тем, что, с це,.лью расщирения функциональных возможностей устройства за счет генерирования

случайных чисел со случайными парамет|рами распределения, оно содержитW {M 1, 2, 3) дополнительных генераторов случайных чисел по числу одновременно-; генерируемых выборочных параметров иj () дополнительных групп датчиков постоянных чисел, каждая К-ая (, 2 ...W-1) из которых содержит и к ( 1,2 ... ) датчиков постояк1 ых чисел по числу параметров распределения К-ого- ю генерируемого выборочного параметра, причем выходы датчиков каждой группы датчиков постоянных чисел соединены с информационными входами соответствующе, го дополнительного генератора случайных 5 чисел,выходы дополнительных генераторов сЛучайныХГ1 1сел соединены с информационны,Щ.

ми входами генератора случайных чисел,а в;рой выход генератора тактовых импульс соединен с синхронизирующими входами дополнительных генераторов случайных чисел.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Быков В. В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. М., Советское радио, 1971, с. 55-163.

2,Авторское свидетельство СССР № 552628, кп. & 07 С 15/ОО, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР № 647716, кп. 607 С 15/00, 1976.

4. Авторское свидетельство СССР № 590790, кл. 6 07 С 15/00, 1975 (прототип).

/Л7

J/r