Стохастический функциональный преобразователь

ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистицеских Республик406393 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства-М. 1(л. 6 061 1/О 69330218 явлено 06,1 Х.1971 ( рисоединепием заявки-Государственный комнтет Совета Мнннстрое СССР во делам изобретеннй и открытийриоритет -пуоликовано ОЗ.Х 1.19 УДК 681.333(088 8) Бюллетеньсания 4.11.1974 а опуоликованпя опи вторыобретени В. П, Гондарев ганрогский радиотехнический институтаявител ХАСТИЧЕС 1(ИЙ ФУИКЦИОИАЛЬНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ В основу работы, стох нального преобразовгтел ция стохастической супе ными величинами с тре лениями Симпсона, что тической реализации к проксимации плотности ,равномерном разбиении астического функциоя положена операрпозиции над случай- угольными распредесоответствует стохасусочно-линейной апраспределения пр иаргумента, когда Изобретение относится к цифровой и аналоговой вычислительной технике. Устройство предназначено для получения случайных чисел с заданными законами распределения.Известен стохастический функциональный 5 преобразователь для получения случайных чисел с кусочно-линейной плотностью распределения, содержащий запоминающее устройство, один вход и выход которого соединен с блоком выборки, связанным с генератором 10 равномерно распределенных случайных чисел, другие выходы которого через блок композиции законов распределения соединены с блоком преобразования интервалов, логические схемы И и ИЛИ.Для получения каждого выходного числа генератор равномерно распределенных в интервале 0,1 случайных чисел должен выдавать три числа, которые подвергаются различным преобразованиям, что усложняет и удлиняет 20 процесс получения случайных чисел.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.В предлагаемом стохастическом функциональном преобразователе каждый 1-тый выход блока выборки интервалов через управляемые соответственно прямым .и обратным выходами разряда целой части блока композиции законов распределения две схемы И и схемы ИЛИ подключен ку-тому и (1+.1)- 30 му входам второго блока памяти, выход которого связан с блоком преобразования интврвалов (или выходным регистром), второй вход которого соединен с выходом разрядов дробной части блока композиции законов распределения, вход которого подключен к выходу генератора равномерно распределенных в интервале 0,1 случайных чисел.На чертеже изображена схема устройства.Преобразователь содержит генератор равномерно распределенных в интервале 0,1 случайных чисел 1, блок выоорки интервалов 2, первый и второй блоки памяти 3 и 4, блок композиции законов распределения 5 с прямым и обратным выходами 6, 7 разряда целой части блока композиции законов распределения, а также выходом 8 разрядов дробнои части блока композиции законов распределения, схемы И 9, 10, схемы ИЛИ 11 (начиная со второго разряда), блок преобразования интервалов (или выходной регистр) 12.х = х- х= с о и 51. х;=х,+Лх. (д;,+д),(2) 45 50 55 60 65 Реализация задачи сводится к случайной выборке с вероятностями Р;интервалов хл;+ и реализации алгоритма тде х; - граничные точки интервалов;дп, д;, - равномерно распределенные в интервале 0,1 случайного числа;х; - выходные числа, закон распределения которых с точностью аппроксимации соответствует заданному.Для случайной выборки интервалов в стохастическом функциональном преобразователе служит блок выборки интервалов 2, одним входом соединенный с генератором равномерно распределенных в интервале 0,1 случайных чисел 1, а другим - с первым блоком памя. ти 3, куда записываются значения функции распределения Р(х;), вычисленные по вероятностям Р,. Во втором блоке памяти 4 хранятся граничные точки х, интервалов (и значение Лх, если оно необходимо).В рассматриваемом стохастическом функциональном преобразователе алгоритм (2) реализуется при равномерном разбиении аргумента и выполняется путем композиции двух равномерно распределенных в интервале 0,1 случайных чисел уп, уд (для этого в устройстве предусмотрен блок композиции законов распределения 5), умножения дробной часги результата композиции на 4 Х и прибавления к этому произведению х, если целая часть ,результата композиции равна нулю, или х;+, если она равна единице. Операции умножения - сложения выполняются в блоке преобразования интервалов 12. Для выборки из второго блока памяти 4 граничных точек х, или х, + в устройство введены управляемые прямым и обратным выходами разряда целой части блока композиции 5 схемы совпадения И 9 ь 9 ь,. 9 - 10 П 10 ь 10 и схемы сборки ИЛЙ 11 ь 11.11, . Особенно простую техническую реализацию стохастический функциональный преобразователь получает при разбиении аргумента 4 Х=2 - "хгде т - целое число.В этом случае блок преобразования интервалов 12 заменяется выходным регистром.В частном случае стохастический функцио,нальный преобразователь, работает следующим образом. С генератора 1 снимается число у равномерно распределенной в интервале О,1 числовой последовательности. Оно поступает в блок композиции законов распределения 5, где складывается с дробной частью результата предыдущего суммирования у,. Целая часть этой суммы в прямом и в обратном виде подается соответственно на схемы совпадения 9 о, У и 1 О 10, 10 п Дробная часть этой суммы подается в блок преобразования интервалов (или выход 10 15 20 25 Зо 0 40 ной регистр) 12, где умножается на 1 Х (или просто записывается в младшие разряды выходного регистра). С генератора 1 снимается новое число, которое подается на блок выборки интервалов 2. Здесь оно сравнивается с значениями функции распределения Р.; и таким образом выбирается интервал х,; х, Один из выходов блока выборки интервалов устанавливается в единицу и через одну из схем совпадения 9; или 10, и через соответствующую схему сборки 11, или 11,+, подключается ко второму блоку памяти 4, откуда считывается соответственно х, или х+, который подается в блок преобразования интервалов (или на выходной регистр) 12, где складывается с результатом умножения 1 х на дробную часть д;, + у (или просто записывается в старшие разряды выходного регистра). С выхода снимается числовая последовательность х;, закон распределения которой в пределах точности аппроксимации соответствует заданному.Использование в данном стохастическом функциональном преобразователе в качестве равномерно,распределенны.х чисел у; дробной части результата предыдущего суммирования на основании центральной предельной теоремы для окружности позволяет сократить до двух общее количество используемых равномерно распределенных чисел. Управление выборкой граничных точек интервалов по разряду целой части результата композиции позволяет упростить операцию умножения на 1 х, исключить одноразрядный сумматор при разбиении аргумента Ах=2-" и,использовать в качестве преобразователя интервалов всего лишь выходной регистр. В результате стохастический функциональный преобразователь получает простую техническую реализацию и может найти широкое применение при моделировании случайных процессов.Предмет изобретенияСтохастический фунициональный преобразователь, содержащий логические элементы И и ИЛИ, блок вььборки интервалов, один вход которого соединен с блоком памяти, другой - с выходом генератора равномерно распределенных случайных чисел, соединенного через блок композиции законов распределения, с первым входом блока преобразования интервалов, выход которого подключен к выходу устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит дополнительный блок памяти, выход которого подключен ко второму входу блока преобразования интервалов, выход каждого разряда блока выборки интервалов подключен к первым входам соответственно первой и второй логической схем И, вторые входы схем И объединены и подключены к соответствуюцим выходам блока композиции законов распределения, выходы схем И, кроме первой схемы И первого разряда и второй406193 Составитель Э. СечинаТехред 3. Тараненко Корректор В. Жолудева Редактор Б. Федотов Заказ 217/8 Тираж 647 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мин строп СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д, 4(5Тип, Харьк. фил. пред. Патент схемы И последнего разряда, попарно подключены к соответствующим схемам ИЛИ, выходы которых соединены соответственно со входами дополнительного блока памяти, выходы первой схемы И первого разряда и второй схемы И последнего разряда блока выборки интервалов подключены к соответствующим входам дополнительного блока памяти.5