Генератор случайных чисел

Номер патента: 1833868

Авторы: Боев, Гасюк, Филюстин, Косарев, Шмаков, Бочков

Скачать ZIP архив.

Текст

(56) Авторское свидетельство СССРЯ 1012255, кл, 6 06 Р 7/58, 1981,(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для моделирования произвольных распределений понормальному закону, Цель изобретения -Изобретение относится к вычислительной технике, служит для моделирования произвольных распределений по нормальному закону и предназначено для использования в цифровых устройствах в качестве приставки.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей устройства за счет моделирования произвольных эмпирических законов распределения по нормальному закону.Известно, что сложного вида гистограмму не всегда удается аппроксимировать с помощью подходящей кривой, подчиняющейся какому-либо закону распределения. Поэтому такую гистограмму целесообразно заменить взвешенной суммой нормэльных законов распределения, то есть представить в виде зависимостиваха Тххх(х) -Рю Цх),) - 1где Р - вероятность того, что имеет мераспределение Цх). ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) Ы 1833868 А 1 расширение функциональных возможностей за счет моделирования произвольных эмпирических законов распределения по нормальному закону. Генератор содержит датчик равномерно распределенных случайных чисел, сумматор, вычитатель, умно- житель, схемы сравнения, регистры, дешифратор, блок задания параметров распределения, синхронизатор, ключи, коммутаторы, блоки элементов задержки, элементы ИЛИ и группу элементов И. 1 ил., 1 табл. Каждое из распределений б(х) характеризуется своим средним значением ах и дисперсией Охь Для разбивки произвольного закона распределения на нормальные составляющие логичнее всего использовать простой графический способ, который заключается в том, что любую кривую распределения полученную на основе статистических данных) нетрудно представить в виде последовательности равнобедренных треугольников. При этом разбить таким образом, чтобы при сложении соответствующих им абсцисс получилась бы кривая, как можно ближе к реальной. Треугольное распределение довольно точнозаменяется нормальным законом с равной дисперсией. Известно также, что дисперсия распределения по равнобедренному треуа 2гольнику с основанием 2 а равна - , то есть6После разложения произвольного закона на нормальные составляющие можно записать, чтоптх гп)1 Р); 5/Следовательно, имея величины п)хь РьОх и используя моделирующую зависимость (1)=1можно привести произвольный эмпирический закон распределения к нормальному,Для случая, когда= 1, 3, генераторпредставлен на чертеже.Генератор содержит датчик 1 равномерно распределенных случайных чисел, сумматор 2, вычитатель 3, умножитель 4, схемы5 и 6 сравнения, регистры 7-17, дешифратор 18, синхронизатор 19, ключи 20-29, коммутаторы 30 - 33 коммутации,блоки 34-35элементов задержки, элемент 36 задержки,элементы 37 - 41 ИЛИ, группу элементов 42 -44 И, вход 45 установки в исходное состояние устройства, вход 46 установки висходное состояние синхронизатора 19,вход 47 запуска устройства, выходы 48 - 52синхронизатора, вход 53 запуска синхронизатора 19, информационные выходы 54 устройства, регистры 7-15 образуют блркзадания параметров распределения,Генератор работает следующим образом.Вначале генератор устанавливается висходное состояние подачей сигнала навход 45, При поступлении этого сигнала ус.-танавливается в исходное. состояние синхронизатор 19, регистры 7-16, в регистр 17заносится код 001.После этого в регистры 7-15 заносятсякоэффициенты Р)( =1,2), Ь, вх(-1 3), а( =1, 3). Цепи занесены на фиг, 1 не показаны. Следует иметь в виду, что заносятсякоэффициенты Р 1 и Р 2" Р 1+ Р 2.Генератор готов к работе, Подачей сигнала на вход 47 оно запускается. Сигнал,пройдя через элементы 37 ИЛИ, запускаетдатчик 1, поступающий на вход 53 синхронизатора 19 и запускает его, а также проходит на вторые входы ключей 25 - 28; стоящихна входах схем 5 и 6 сравнения, и случайноечисло а с информационного выхода датчика1, а также коэффициенты Р 1 и Р 2 из регистров 7 и 8 поступают соответственно на схемы 5 и 6 сравнения, Сигналы с выходов схем5 и 6 сравнения поступают на первый ивторой входы дешифратора 18. На одном из,его двух выходов в соответствии с таблицейпоявляется сигнал, который фиксирует в регистре 17 один из кодов: 001, 010, 100.Фиксация происходит следующим образом. Если выполняются условия 1 (см,табл.), то на выходах дешифратора 18 сигналотсутствует и в регистре 17 сохраняется код001,.устанавливаемый при переводе устройства в исходное состояние сигналом на входе 45,Если выполняются условия 2, то сигналом с дешифратора 18 устанавливается внуль первый разряд регистра 17 через элементы 41 ИЛИ, а во второй разряд заносится "1", таким образом, в регистре 17фиксируется код 010.Аналогично при выполнении условия 3в регистре 17 фиксируется код 100, при этомпервый разряд регистра переводится в нультакже сигналом с другого выхода дешифратора 18 через элемент 41 ИЛИ.В результате фиксации кода в регистре17 определяется интервал, к которому отно-сится равномерно распределенное случайное число а.Сигналом с выхода 48 синхронизатора19 через элемент 37 ИЛИ запускается датчик 1 и случайное число а 1 и содержимое,регистра 16 (в первом такте - "0") подаютсяна сумматор 2 через коммутаторы 32 и 33.СуммаЬ= а+ 0задерживается в блоке 35 элементов задержки на время перевода регистра 16 в нуль.По сигналу с выхода 49 синхронизатора 19 через элемент 40 ИЛИ регистр 16 устанавливается в "0", а по сигналу с выхода 50 сумма Я с блока 35 элементов задержки заносится через ключ 24 в регистр 16.Далее на выходах 48, 49, 50 синхронизатора 19 вновь появляются последовательно сигналы. Устройство работает аналогичным образом, в результате чего в регистре 16 образуется сумма Я 2= а+ Я)и далее последовательно получаютсяЯЗ Я 2+ ОЗ; Я 4= ЯЗ+ Ж Я 5= Я 4+ + Й 5 Яб Я 5+ Об .После образования Яб появляется сигнал на выходе 51 синхронизатора 19. По10 15 20 25 30 45 50 этому сигналу вычитателем 3 образуетсяразность 57=36 - Ь(Я и коэффициент Ь (Ь = 3) поступают через ключи 22 и 23 на вычитатель 3) и также результат вычитания Ы и коэффициент а через ключи 20 и 21 элементов И поступают на умножитель 4. Выборка одного из коэффициентов а осуществляется за счет подачи кода номера (1) интервала, хранящегося в регистре 17, на коммутатор 30, Код же номера интервала выдается через элементов 42 - 44 И группы по сигналу с выхода 51 синхронизатора 19, поступающему через элементы 38 ИЛИ на вторые входы элементов И 42 - 44 группы, состоящих на выходах регистра 17,Результат умножения58=57 дпосле задержки в блоке 34 элементов задержки вместе с операндом аы по сигналу с выхода 52 синхронизатора 19 поступает на сумматор 2 через коммутатор ЗЗ коммутации.Выборка одного из ех производится также за счет подачи кода номераинтервала (по сигналу с выхода 52 синхронизатора 19 на вторые входы элементов 42 - 44 И груп и ы на коммутатор 31.Результат суммированиях = ЯВ+ щхчерез ключ 29 И по сигналу также с выхода 52 синхронизации 19 выдается на информационные выходы 54 устройства.По сигналу с выхода 52 синхронизатора 19 через элемент 40 ИЛИ регистр 1 б устанавливается в "0".По сигналу с выхода элемента Зб задержки через элемент 39 ИЛИ регистр 17 устанавливается в состояние "001",При повторных обращениях работа генератора аналогична и начинается она подачей сигнала запуска на вход 47, так как коэффициенты в регистрах 7 - 15 сохраняются, а регистры 16, 17 и синхронизатор 19 находятся в исходном состоянии,Таким образом, использование изобретения позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет моделирования произвольных распределений по нормальному закону,Формула изобретения Генератор случайных чисел, содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел, первый регистр, вычитатель, уплотнитель, сумматор и первый ключ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет генерации чисел с распределением вероятностей, представляющих собой композицию нормальных распределений, в него введены блок задания параметров распределения, второй регисгр. четыре коммутатора, синхронизатор, дешифратор, две схемы сравнения, с второго по десятый ключи, группа элементов И, элементы задержки, два блока задержки и три элемента ИЛИ, причем первый, второй и третий выходы блока задания параметров распределения соединены саответсгвеиио с первым, вторым и третьим информационными входами первого коммутатора, четвертый, пятый и шестой выходы блока задания параметров распределения соединены соответственно с первым, вторым и третьим информационными входами второго коммутатора, первый, второй и третий управляющие входы которого соединены с соответствующими управляющими входами первого коммутатора и с выходами первого, второго и третьего элементов И группы, первые входы которых соединены с соответствующими разрядными выходами пеового регистра, разрядные входы установки которого соедииеиы с выходами дешифратора, первый вход которого соединен с выходом "Больше" первой схемы сравнения, первый вход которой соединен с выходом первого ключа, информационный вход которого соединен с седьмым выходом блока задания параметров распределения, а управляющий вход является входом запуска генератора и соединен с упоавляюгдими входами второго, третьего и четвертого кл очей, входом запуска синхронизатора и первым одом первого элемента ИЛИ, выход которого соедииеи с запрещающим входом датчика равномерно распределенных случайных чисел, выход кстооого соединен с первым инЫормациои и им входом третьего коммутатора и информационными входами третьего и четвертого ключей, выходы которых соединены с вторыми информационными входами соответственно первой и второй схем сравнения, выход "Больше" второй схемы сравнения соединен с ьторым входом дешифратора, а первый информационный вход - с выходом второго ключа, информационный вход которого соединен с восьмым выходом блока задания параметров распределения, первь;й выход синхронизатора соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, первыми управляющими входами третьего и четвертого коммугаторов, выходы которых соединены с информационными входами сумматора, выход которого соединен с входом первого блока задержки и информационным входом пятого ключа, выход которого является информационным выходом генератора, второи выход сиихроииза тора соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в "0" второго регистра, разрядные выходы которого соединены с информационным входом шестого ключа и первым йнформационным входом четвертого коммутатора, третий выход синхронизатора соединен с управляющим входом седьмого ключа, информационный вход которого соединен с выходом первого блока задержки, а выход - с разрядными входами установки второго регистра,.четвертый выход синхронизатора соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и управляющими входами шестого, восьмого, девятого и десятого ключей, информационный вход восьмого ключа соединен с девятым выходом блока задания параметров распределения, а выход-с входом "Выключение" выключателя, вход "Уменьшаемое" которого соединен с информационным выходом шестого ключа, а выход - с информационным входом девятого ключа, выход которого соединен с.первым. входом умножителя, второй вход которого соединен с информационным входом десятого ключа, 5 информационный вход которого соединен свыходом первого коммутатора, выход умно- жителя соединен с входом второго блока задержки, выход которого соединен с вторым информационным входом четвертого 10 коммутатора, пятый выход синхронизаторасоединен с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, управляющим входом пятого ключа, вторыми управляющими входами третьего и четвертого комму таторов и входом элемента задержки, выходкоторого соединен с входом предустановки первого регистра, выход второго коммутатора соединен с вторым информационным входом третьего коммутатора, выход треть его элемента ИЛИ соединен с вторыми входами элементов И группы.1833868 оставитель Д.Гасюкхред М.Моргентал Корректор М.Петро Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 2686 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5

Смотреть

Заявка

4776719, 09.11.1989

ВОЕННАЯ АРТИЛЛЕРИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМ. М. И. КАЛИНИНА

ФИЛЮСТИН АНАТОЛИЙ ЕГОРОВИЧ, БОЕВ ВАСИЛИЙ ДМИТРИЕВИЧ, БОЧКОВ АЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ, КОСАРЕВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ, ШМАКОВ СЕРАФИМ ИВАНОВИЧ, ГАСЮК ДМИТРИЙ ПЕТРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G06F 7/58

Метки: случайных, чисел, генератор

Опубликовано: 15.08.1993

Код ссылки

<a href="http://patents.su/5-1833868-generator-sluchajjnykh-chisel.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Генератор случайных чисел</a>

Похожие патенты