Управляемый вероятностный преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G06F7/70 

( УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЕРОЯТНОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании случайных процессов. Известно устройство для моделирования случайных процессов tO. Известен управляемый вероятностный преобразователь, используемый для формирования последовательности импульсов с заданным законом распределения С23. Наиболее близким к изобретению является управляемый вероятностный преобразователь , содержащий блок памяти блок сравнения и генератор случайных чисел. В этом устройстве выходы блока подключены к первой группе входов блока сравнения, вторая группа входов которого подключена к выходам генератора случайных чисел 31 Особый интерес представляет модели рование функций, определенных на бесконечном интервале. К таким функциям можно отнести экспоненциальный закон или любой другой, функция распределения которого ассимптотически приближается к вероятности, равной единице при бесконечном увеличении аргумента функции. На фиг. 1 представлены зависимости функций распределения F(Aj) и воспроизводимой функций ;Vjp(A) при примеИе НИИ аргумента для известного п(5еобразрв ателя. В известном упр| вляемом вероятностном преобразователе воспроизводимая функция ) должна быть конечной. Для воспроизведения функции на прео& разование данного типа (с ассимптот)ческим приближением) необходимо отбрасывать заштрихованные хвосты функций (фиг. 1)« При этом во время воспроизведения случайного закона управляемым вероятностным преобразователем возникают погрешности. Для математи3ЭЭЭО Э4

ческого ожидания и дисперсии их можно Он содержит счетчик 1, блок 2 паоцёнить по формулам:.мяти, блок 3 сравнения, генератор

. j(.случайных чисел, триггер 5 генератор

4 тактовых импульсов, первый 7 и вто, (.5рой 8 элементы И, элемент 9 ИЛИ.

Л Р Zy Г3 Выходы генератора 4 случайных чигде m - математическое ожидание тре-блока 3 сравнения, вторая группа вхобуемого случайного закона;дов которого соединена с группой выт - математическое ожидание полу-юходов блока 2 памяти, а выход соедичаемого закона;нен со входом сброса счетчика 1, нуD - дисперсия требуемого случай-левым входом триггера 5 и вторым вхоного закона;дом элемента 9 ИЛИ.

О - дисперсия получаемого закона. Выход генератора тактовых импульВ этом случае, если закон экспонён-исов соединен с первыми.входами первоциальныйго 7 и второго 8 элементов И. Выход

дт(),первого элемента 7 И соединен со счетuD fe(Tn) , ным входом счетчика 1, разрядные выгде 5 процентное отношение отбрасы-ходы которого соединены с группой

ваемой пйощади заштрихованного участ- 2овходов блока 2 памяти, а выход перека к площади между кривой Р(А} и осьюполнения соединен с единичным входом

абсцисс.триггера 5. Единичный и нулевой выхоНапример, если выбрать , тоды триггера 5 соединены со вторыми

от будет составлять 5,6, а лГ) - 32,/.входами соответственно первого 7 и

Целью изобретения является повыше- 25второго 8 элементов И. Выход второго

ние точности.элемента 8 И соединен с первым вхоПоставленная цель достигается тем,дом элемента 9 ИЛИ, выход которого

что управляемый вероятностный преоб-соединен со входом генератора 4 слуразователь, содержащий генерс1тор слу-чайных чисел.

чайных чисел, блок сравнения, первая - Преобразователь работает следующим

группа входов которого соединена с вы-,образом.

ходами генератора случайных чисел, а По сигналу Пуск триггер 5 уставыход является выходом преобразовате-навливается в положение 1. При этом ля, блок памяти, группа выходов кото-элемент 8 И закрывается, элемент 7 И рого соединена с второй группой вхо-открывается. Импульс от генератора б дов блока сравнения, дополнительнопроходит через элемент 7 И на счетный содержит счетчик, триггер, первый ивход счетчика 1 и увеличивает его совторой элементы И, элемент ИЛИ и ге-держимое на единицу. Выходы счетчика нератор тактовых импульсов, выход ко-1 подключены к адресным входам блока торого соединен с первыми входами2 памяти. Считанное число из блока 2 первого и второго элементов И, выходпамяти поступает на блок 3 сравнения. первого элемента И соединен с счет-С другой стороны на блок 3 сравнения ным входом счетчика, выходы разрядовот генератора Ц случайных чисел постукоторого соединены с группой входовпает равномерно-распределенное число. блока памяти, а выход переполненияВ случае, если число, считанное из соединен с единичным входом триггера,блока 2 памяти, окажется больше слуединичный и нулевой выходы триггерачайного числа, блок 3 сравнения вырасоединены с вторыми входами соответст-батывает сигнал, который является вывенно первого и второго элементов И,ходным сигналом устройства и по этому выход второго элемента И соединен ссигналу осуществляется смена случайпервым входом элемента ИЛИ, второй ного равномерно-распределенного чисвход которого соединен с входом сбро-ла на выходе генератора 4 случайных са счетчика, нулевым входом триггерачисел и обнуляется счетчик 1. Если и подключен к выходу блока сравнения,случайное число оказалось меньше, геа выход соединен с входом генераторанератор импульсов 6 вырабатывает елеслучайных чисел. дующий импульс, который поступает на

На фиг. 2 представлена блок-схемает его содержимое на единицу. Если .

преобразователя.случайное число Rj оказывается больсел соединены с первой группой входов

вход двоичного счетчика 1 и увеличиваше всех чцсел, записанных в блок 2 п мяти, а следовательно, счетчик 1 пер полнен, то на выходе счетчика выраба тывается сигнал Р, который устанавливает триггер в состояние О, при этом открывается элемент 8 И и импул от генератора 6 тактовых импульсов че рез элементы 8 И и 9 ИЛИ поступает на генератор k случайных чисел, который в свою очередь, вырабатывает новое случайное число, и это случайное число сравнивается с содержимым ячейки с номером N и так далее до тех пор, пока не будет получен выходной сигнал на блоке 3 сравнения. При настройке управляемого вероятностного преобразователя на требуемый закон производится кусочно-линейная аппроксимация функции. Для осуществления линейной аппроксимации используется ячейка с номером N. Меняя веJJЦ(, записываемую в данную ячейку можно менять крутизну воспроизводимого хвоста. Можно показать, что в этом режиме воспроизводимая функция описывается геометрическим законом О при - со F(j) 1-(1-p.)J при Соо, где j - число имПульсов, прошеДших через элемент 7 И,Р - отношение величины t, записанной по адресу N, к максимально возможной величине, котрруг можно записать в ячейку запоминающего блока с разностью Е пт В результате введения новых связей предлагаемый вероятностный преобразователь превосходит прототип особенно в тех случаях, когда заданная функция воспроизводимого закона определена на бесконечном отрезке. Преобразователь позволяет повысить точность воспроизводимой функции при ограниченной разрядности запоминающего блока, или уменьшить разрядность этого блока при ,той же точности. Формула изобретения Управляемый вероятностный преобразователь, содержащий генератор случайных чисел, блок сравнения, первая группа входов которого соединена с выходами, генератора случайных чисел, а выхбд является выходом преобразователя, блок памяти, группа выходов которого соединена с второй группой входов блока сравнения, о т л и м аю щ и и с я тем, что, с целью пЬвЬпиения точности, преобразователь содержит счетчик, триггер, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ и генератор тактовых импульсор, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен со счетным входом счетчика, выходы разрядов которого соединены с группой входов блока памяти, а выход переполнения соединен с единичным входом триггера, единичный и нулевой выходы триггера соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом сброса счетчика, нулевым входом триггера и подключен к выходу блока сравнение, а выход соединен с входом генератора случайных чисел. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гладкий B.C. Вероятностные, вычислительные модели. М., Наука, 1973-. с. 76. 2.Зиновьев В.Г. Датчик случайном последовательности временных интервалов. - Автоматика и телемеханика, 1970, № 12. 3.Яковлев В.В. и Федоров Р.Ф. Стохастические вычислительные машины. Л., Машиностроение, 197 с. 9 (прототип; .