Генератор случайных импульсов

(53) УДК 681.325 (088.8) по делам изобретений и открытий(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ИМПУЛЬСОВ 1Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при моделировании случайных процессов.Известен генератор случайных импульсов, содержащий источники шума, пороговые элементы и сумматор. Однако этот генератор моделирует только пуассоновский поток импульсов 11.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является генератор случайных импульсов, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, вероятностный элемент, элементИ. Этот генератор позволяет регулировать параметр пуас. соновского потока импульсов, но не позволяет получать потоки импульсов с другим распределением 12.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора за счет моделирования дополнительно случайного потока импульсов с распределением Паскаля и как частного случая распределения Паскаля с геометрическим распределением.Для достижения поставленной цели в генератор случайных импульсов, содержа 2щий источник пуассоновского потока импульсов, вероятностный двоичный элемент, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого является выходом генератора, введены два переключателя и источник регулярного потока импульсов, выходы которого соединены с первыми входами переключателей, вторые входы которых соединены с выходами источника пуассонов- ского потока импульсов, а выходы переключателей соединены соответственно со о вторым входом элемента И и с входом вероятностного двоичного элемента.Сущность изобретения основана на том,что распределение Паскаля может быть получено, если р-преобразованию подвергать регулярный поток. Для этого кроме источника пуассоновского потока импульсов дополнительно еще используется источник регулярного потока импульсов.Блок-схема гснсратора приведена на чер.теже.Генератор случайк "пульсов содержит источник пуассонов, ;. и, гок импульсов 1, вероятностный вон пня; э емент 2, элемент 11 3, источник регулярного потока импульсов 4 и переключатели 5 и 6.Г 1 срвые Выходы источнике пуассоновскогопотока импульсов 1 и источника регулярного потока импульсов 4 соединены соответственно с пс рвым и вторым входами переключателя 5, а вторые входы - соответственнос первым и вторым входами перекл 1 очателя6, выход которого соединен со вторым входом элемента И 3.Генератор случайных импульсов работает следующим образом.Г 1 ри нахождении переключателей В положении а блок-схема генератора эквивалентна прототипу. При переводе переключателей в положение б регулярный потокимпульсов, формируемый источником 4, поступает на первый вход элемента И 3 и входвероятностного двоичного элемента 2. С приходом каждого импульса элемент 2 выдает па второй вход элемента И 3 сип 1 ал, который с заданными вероятностями 1-р и р соотвсгствует цифрам 1 и О. При поступлении на Вход элемента И 3 цифры 1 следующий импульс генератора 4 проходит в выходной поток, а при поступлении цифры О - не проходит. Таким образом, каждый из импульсов, приходящих через равные промежутки времени т на вход элемента И 3 с вероятностью 1 р проходит в выходной поток, а с вероятностью р не проходит. В сформированном таким образом выходном потоке интервалы между импульсами будут подчинены двухпараметрическому геометрическому закону распределения с параметрами т и р. Регулировка параметров выходного потока осуществляется путем изменения настройки вероятностного двоичного элемента (за счет вероятности р) и изменения частоты генератора регулярного потока импульсов (за счет интервала г).Генератор позволяет моделировать время безотказной работы системы массового обслуживания, на вход которой через равные интервалы длительностью т поступают заявки на обслуживание, каждая из которых обслуживается с вероятностью р. В качестве обслуживающего устройства может рассматриваться, например, станок или рабочее место у конвейера, к которым через равные интервалы времени подаются детали или заготовки для обработки. Если по каким-либо причинам (отказы техники или ошибки работающего) деталь не была обработана за время т, то ее дальнейшая обработка прекращается и работающий приступает к обработке следующей детали и т.д. Моменты прекращения обработок деталей, называемые отказами системы массового обслуживания, образуют поток событий, разделенных промежутками времени 1, подчиненными геометрическому закону распределенин, на Оное которого ожно, например, рассчитывать и прогнозировать периодичность настройки и технического обслуживания станков и конвейерных линий, обеспечивающую заданное значение вероятности безотказной работы. В ряде случаев можно найти вероятность того, что потребуется провести ровно и испытаний (независимых опытов Бернулли, каждый с вероятностью успеха р) или затратить на них заданное время 1 = = пг до появления первого неудачного исхода.Следовательно данный генератор в отличие от прототипа позволяет моделировать не только пуассоновские потоки случайных импульсов, но и весьма важные для решения ряда практических задач потоки случайных импульсов, интервалы между которыми подчинены геометрическому закону распределения, В значительной степени положительный эффект будет проявляться в виде экономии тех средств, которые необходимо было бы затратить на разработку специализированных устройств для моделирования потоков событий, интервалы между которыми подчинены геометрическому закону распределения. Кроме того, прогнозирование с помощью предлагаемого устройства моментов отказов сложных систем, в том числе системы человек-техника, позволит избежать значительных потерь, связанных с внезапными отказами в этих системах.формула изобретенияГенератор случайных импульсов, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, вероятностный двоичный элемент, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого является выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет формирования распределения Паскаля, он содержит два переключателя и источник регулярного потока импульсов, выходы которого соединены с первыми входами переключателей, вторые входы которых соединены с выходами источника цуассоновского потока импульсов, а выходы переключателей соединены соответственно со вторым входом элемента И и с входом вероятностного двоичного элемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бобнев М. П. Генерирование случайных сигналов. М., Энергия, 1971.2. Авторское свидетельство СССР2 11163, кл. б 06 Р 1/02, 1966 (прототип), 721814Составитель А, Карасов Редактор Н. Каменская Техред К. Шуфрнч Корректор Г. Назарова Заказ 131/39 Тираж 751 Подписное ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5 филиал ППП сПатенть, г. Ужгород, ул. Проектная, 4