Генератор коррелированных нормальных чисел

(51) 5 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ кий институтшлински СССР86.СССР86.РОВАННЫХ ычислителььзовано при ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(54) ГЕНЕРАТОР КОРРЕЛИНОРМАЛЬНЫХ ЧИСЕЛ(57) Изобретение относится кной технике и может быть испо моделировании нормальных коррелированных случайных процессов и цифровых кодов с заданными дисперсией и коэффициентом корреляции, Целью изобретения является повышение быстродействия генерации коррелированных нормальных чисел с заданными дисперсией и коэффициентом корреляции, Для достижения этой цели в генератор введены регистры 11 и 12 числа, блок элементов ИЛИ-НЕ 14, коммутатор 15, элемент ИЛИ-НЕ 17, генератор 1 шума, линия 3 задержки, компараторы 4 и 5. Форми-. рование выходной последовательности происходит в сумматоре 16, 1 ил.момент времени на входы компараторов 4 и 405 подают два слабо коррелированных аналоговых высокочастотных случайных сигна-45 50 55 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании нормальных коррелированных случайных процессов и цифровых кодов с заданными дисперсией и коэффициентом корреляции.Цель изобретения - повышение быстродействия генерации коррелированных нормальных чисел с заданными дисперсией и коэффициентом корреляции,На чертеже приведена функциональная схема генератора коррелированных нормальных чисел,Генератор коррелированных нормаль. ных чисел содержит генератор 1 шума, генератор 2 тактовых импульсов, линию 3 задержки, компараторы 4 и 5, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, элемент И 7, триггеры 8 и 9, регистр 10, регистры 11 и 12 числа, умножитель 13, блок элементов ИЛИ-НЕ 14, коммутатор 15, сумматор 16 и элемент ИЛИНЕ 17,Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии в регистр 11 числа записано число, определяющее коэффициент корреляции, а в регистр 12 числа - число, определяющее дисперсию генерируемой последовательности коррелированных нормальных случайных чисел, Триггеры 8 и 9 находятся в произвольном состоянии, а в регистр 10 записано некоторое начальное число. Генератор 1 шума формирует на своем выходе аналоговый высокочастотный случайный сигнал, поступающий на входы компаратора 5 и линии 3 задержки, время задержки которой выбрано исходя из условия отсутствия корреляции сигналов на ее входе и выходе. Таким образом, в каждый ла. На выходах компараторов 4 и 5 формируются случайные двухразрядные равномерно распределенные числа, для чего пороговые значения компараторов 4 и 5 выбирают исходя из условия равновероятного появления логических нулей и единиц на их выходах.Двухразрядный код Р на выходах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и элемента И 7 (старший разряд этого кода соответствует выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, а младший - выходу элемента И 7) распределен по биномиальному закону. В самом деле, в силу равновероятного появления логических нулей и единиц на выходах компараторов 4 и 5 состояние Р = 10 появляется в.50;6 случаев, а Р = 01 или Р = 00 - в 25;6 случаев. Для синхронизации работы 5 10 15 20 25 30 35 устройства в целом служит генератор 2 тактовых импульсов, формирующий периодическую импульсную последовательность. С приходом очередного синхронизирующего импульса код Р записывается в триггеры 8 и 9, а в регистре 10 фиксируется выходной код сумматора 16, В каждом такте в зависимости от кода Р, записанного в триггеры 8 и 9, код с выхода умножителя 13 либо оставляют без изменения (Р = 10), либо к нему добавляют число, записанное в регистре 12 числа (Р = 01), либо вычитают число, записанное в регистре 12 числа (Р = 00), Для этого служат блок элементов ИЛИ-НЕ 14, коммутатор 15, сумматор 16 и элемент ИЛИ-НЕ 17. Блок элемейтов ИЛИ-НЕ 14 приналичии логического нуля на выходе триггера 8 инвертирует код регистра 12 числа. Если на выходе триггера 8 присутствует логическая единица, то на выходе блока элементов ИЛИ-НЕ 14 формируется нулевой код; Коммутатор 15 подает к второму входу сумматора 16 либо прямой код регистра 12 числа(если на выходе триггера 9 - логическая единица), либо код с выхода блока элементов ИЛИ-НЕ 14 ( если на выходе триггера 9 - логический нуль), При вычйтании (Р = 00) для преобразования инверсного кода в дополнительный к младшему разряду сумматора 16 добавляют логическую единицу с выхода элемента ИЛИ-НЕ 17.Таким образом, на выходе сумматора 16 формир,ется последовательность коррелированных нормальных чисел с заданными дисперсией и коэффициентом корреляции. Обозначив код очередного числа через Хь код регистра 11 числа (коэффициент корреляции) через г, код регистра 12 числа через Ч, можно выразить дисперсию генерируемо последовательности чисел как Ох = И 2(1 - Р).Таким образом, задав необходимый коэффициент корреляции г и параметр дисперсии Ч= 20 х(1-г), получают последовательность случайных коррелированных нормальных чисел с заданными характеристиками.Формула изобретения Генератор коррелированных нормальных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, два триггера, первый регистр, умножитель и сумматор, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом первого триггера, выход умножителя соединен с входом первого слагаемого сумматора, выход которого соединен с информационным входом первого регистра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены генератор шума. линия, задержки, два компаратора, элемент ИСКЛЮЧАЮ1596325 Составитель Д,ФеликсонТехред М.Моргентал Корректор И.Муска Редактор А.Огар Заказ 2910 Тираж 564 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул. Гагарина, 101 ЩЕЕ ИЛИ, элемент И, элемент ИЛИ-НЕ, два регистра, блок элементов ИЛИ-НЕ и коммутатор,.причем выход генератора шума сое- динен с входом первого компаратора и через линию задержки с входом второго 5 компаратора, выход первого компаратора соединен с первыми входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемента И, вторые входы которых соединены с выходом второго компаратора, выход элемента И соеди нен с информационным входом первого триггера, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с информационным входом второго триггера, тактовый вход которого соединен с выходом генератора так товых импульсов и с входом разрешениязаписи первого регистра, выход которого соединен с входом первого сомножителя умножителя, вход второго сомножителя,. которого соединен с выходом второго регистра, прямой выход первого триггера соединен с управляющим входом коммутатора и с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с прямым выходом второго триггера и с первым входом блока элементов ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом третьего региСтра и с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходом блока элементов ИЛИ-НЕ, выход коммутатора соединен с вторым входом сумматора, третий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, выход сумматора является информационным выходом генератора.