Генератор одномерных дискретных случайных блужданий

Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,51) М. Кп. 606 Р 7/58 Государственный ксмитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 07.03.83(54) ГЕНЕРАТОР ОДНОМЕРНЫХ ДИСКРЕТНЫХ СЛУЧАЙНЫХ БЛУЖДАНИЙИзобретение относится к вычисли-.тельной технике и может найти приме"нение при моделировании случайныхпроцессов. 5 Процессы, протекающие в ряде устройств, представляют собой одномерНые дискретные случайные блуждения.При исследовании этих процессов широ-ко используется математический аппарат марковских процессовОднакоэтот аппарат не всегда позволяет по-.лучить характеристики блужданий ипроэести их анализ, ввиду сложностиполучаемых формул. Особенно сложно 15.получить характеристики блужданий приналожении на процесс различного родаограничениЯ в виде поглощающих,упругих, жестких и др, типов экранов. Всвязи с этим важное значение имеютэкспериментальные .исследования,Для экспериментального исследования этих процессов используют генераторы одномерных дискретных случай"ных блужданий, 25Известен датчик потоков случайныхсобытий, содержащий двоичный элемент,реверсивный счетчик , дешифратор, устройство задержки, элемент ИЛИ,груп-пу элементов И и коммутатор 1 1. 30 Датчик обеспечивает формированйе дискретных случайных блужданий, но не решает задачу формирования потоков случайных событий.Известен также генератор дискретных одномерных случайных блужданий, содержащий реверсивный счетчик, переключатель емкости реверсивного счетчика, дешифраторы, цифро-аналоговый преобразователь, умножитель так-овой частоты и коммутатор 2Однако этот генератор не позволяет определять поглощения блуждающей час-, тицы поглощающим экраном.Наиболее .близким к изобретению является генератор одномерных дискретных случайных блужданий, содержащий управляемый генератор случайных последовательностей кодов, блок ключей, блок 1 Пуск, реверсивный счетчик, два дешнфратора, элементы ИЛИ и четыре счетчика 13Недостаток известного генератора .- невозможность экспериментального определения вероятности поглощения блуждающей частицы при наличии, наряду с поглощающим, и упругого жесткого экрана, что снижает точность воспроизведения реального процесса, 1003083Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора за счет учета эффекта упругого жесткого экрана и за счет определения статистических характеристик процесса и,в частности,за счет определения5 вероятности достижения блуждающей час.тицей поглощающего экрана в течение заданного времени, при наличии, наряду с поглощающим, и упругого жесткого экрана, 10Эта цель достигается тем, что вгенератор одномерных дискретных случайных блужданий, содержащий управля)емый генератор случайных последова-,тельностей кодов, три выхода которого,соединены соответственно с тремя информационными входами блока ключей,первый управляющий вход которого является входом Пуск генератора, авторой управляющий вход управляемогогенератора случайных последовательностей кодов соединен соответственнос выходами счетчика циклов, счетныйвход которого объединен с входамиСбросф. реверсивного счетчика и25счетчика тактов и подключен к выходуэлемента ИЛИ, первый вход которогосоецинен с выходом счетчика тактов,счетный вход которого подключен кпервому выходу блока ключей, второйвыход которого соединен с суммирующимвходом реверсивного счетчика, разрядные выходы последнего соединены с входами первого и второго дешифраторовсоответственно, выход первого дешифратора подключен к входу первогосчетчика и второму входу элементаИЛИ, третий вход которого объединенс входом второго счетчика, введеныключ и переключатель, вход которого 40соединен с выходом второго дешифрато"ра, первый выход переключателя подключен к входу второго счетчика, второй выход переключателя подключен куправляющему входу ключа, информационный вход которого подключен к третьему выходу блока ключей, а выходключа соединен с вычитающим входомреверсивного счетчика.На чертеже приведена блок-схемагенератора.Генератор содержит генератор 1случайных последовательностей кодов,блок 2 ключей, блок 3 Пуск.,ключ 4, реверсивный счетчик 5, счетчик 6 тактов,.дешифраторы 7 и 8, переключатель 9, счетчики 10 и 11,элемент ИЛИ 12, счетчик 13 циклов. Группа выходов генератора 1 соединена синформационными входами блока 2 клю-чей, первый управляющий вход которого 50подключен к выходу блока 3 Пуск,авыходы - к информационному входу ключа 4, суммирующему входу реверсивногосчетчика 5 и счетному входу счетчика. 6 тактов, выход ключа 4 подключен 65 к вычитающему входу реверсивного счетчика 5, выход которого через дешифратор 7 соединен с входами счетчика 10 и элемента ИЛИ 12, а через дешифратор 8 - с входом переключателя 9, второй выход которого подключен к управляющему входу ключа 4, а первый - к входам счетчика 11 и элементаИЛИ 12, третий вход последнего подключен к выходу счетчика 6 тактов, вход Сброс которого объединен со входом Сброс реверсивного счетчика 5,и счетным входом счетчика 13 циклови подключен к выходу элемента ИЛИ 12,выход счетчика 13 циклов соединен свторью управляющим входом блока ключей,Генератор имеет два режима работы,определяемые состоянием переключателя 9. В первом режиме, когда входпереключателя 9 подключен к его первому выходу, дешифраторами 7 и 8 задаются поглощающие экраны. При этомработа генератора аналогйчна работеизвестного генератора одномерных дискретных случайных блужданий,Генератор работает следующим образом.Генератор случайных последовательностей кодов генерирует три последовательности импульсов: регулярнуюпоследовательность тактовых импульсови две независимые случайные последовательности, импульсы которых появляются одновременно с тактовыми.Вероятности появления импульсов случайных последовательностей могут независимо устанавливаться в пределах от 0 до 1, После включения блока 2 ключей с помощью блока 3 Пуск случайная последовательность импульсов с первого выхода генератора 1 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 5,со второго выхода через открытый ключ 4 - на вычитающий вход реверсив)ного счетчика 5,а тактовые импульсы ). с третьего выхода - на вход счетчика 6 тактов. Содержимое реверсивного счетчика 5 сравнивается с порогами, играющими роль поглощающих экранов, которые задаются дешифраторами 7 и 8. Появление сигнала на выходе дешифратора равносильно достижению блуждающей частицей соответствующего поглощающего экрана. Факт поглощения регистрируется счетчиками 10 и 11. Длительность одного цикла эксперимента задается емкостью счетчика 6 тактов, Очередной цикл эксперимента заканчивается, если произошло поглощение частицы на одном из экранов или после заполнения счетчика тактов. При этом , сигнал с выхода одного из дешифраторовили счетчика тактов через элемент ИЛИ 12 поступает на вход счетчика 13 циклов и на сбросовые входы реверсив.- ного счетчика и счетчика тактов для приведения их в исходное состояние,После обработки числа циклов, задан- равляемый генератор случайных госле:. ного емкостью счетчика циклов, сигнал довательностей кодов, три выхода ко- с его выхода поступает на второй уп- торого соединены соответственно с равляющий вход блока 2 ключей и пре- тремя информационными входами блока кращает поступление иьпульсных после- ключей, первый управ,яющий вход котодовательностей на вход реверсивного 5 рого является входом Пуск генерасчетчика и счетчика тактов. ,тора, а второй управляющий вход упраВо втором режиме, когда вход пере- вляемого генератора случайных после ключателя 9 подключен к его второму .довательностей кодов соединен сост- / выходу,дешифратором 7 задается погло- . ветственно с выходами счетчика циклов, щающий экран,адешифратором 8 совместсчетный вход которого объединен с но с ключом 4 - упругий жесткий экран, входами ф Сбросреверсивного счетРабота генератора в этом режимечика и счетчика тактов и подключен к отличается тем, что сигнал с выхода выходу элемента ИЛИ, первый вход кодешифратора 8 управляет состоянием . торого соединен с выходом счетчика ключа 4, При достижении блужданщей 15 тактов, счетный вход последнего подчастицей экрана, заданного дешифрато ключен к первому выходу блока ключей, ром 8, на его выходе появляется сигнал, второй выход которого соединен с сумкоторый через переключатель 9 поступа- мирующим входом реверсивного счетчи-: ет на управляющий вход ключа и закры- ка, разрядные выходы последнего сое- вает его, В следующем такте работы ц единены с входами первого и второго, генератора на реверсивный счетчик мо- дешифраторов соответственно, выход жет поступить импульс только по сум-первого дешифратора подключен к входу мирующему входу и содержимое счетчика первого счетчика и второму входу элеменможет остаться неизменным или изменит- :та ИЛИ третий вход которого объединенФся на плюс единицу, последнее приве,с входом второго счетчика, о т л идет к открыванию ключа 4, Таким обра- ч а ю щ и й с я тем что, с целью зом, осуществляется задание упругого ,расширения Функциональных возможносжесткого экрана. Очередной цикл экспе- тей генератора за счет учета эффекта римента заканчивается при достижении,упругого жесткого экрана, он содержит блуждакщей частицей поглощакщего эк- З ключ и переключатель, вход которого рана, заданного дешифратором 7, либо соединен с выходом второго дешифрато" после отработки заданного числа так- ра, первый выход переключателя подклютов. чен к входу второго счетчика, второй,Вероятность поглощения блуждающей :выход переключателя подключен к уп- частицы поглощающим экраном определя- равляющему входу ключа, информационется как частное от деления показанийный вход которого подключен к треть- соответствующего счетчика поглощений ему выходу блока ключей, а выход клю-: на емкость счетчика циклов, ча соединен с вычитающим входом реГенератор одномерных дискретных версивного счетчика. случайных блужданий позволяет определить вероятность поглощения блуждаю-. 40Источники информации, щей частицы с наперед заданной точ" принятые во внимание при экспертизе ностью. Необходимая точность обеспе 1. Авторское свидетельство СССР Чивается соответствукщим выбором ем-. 9 538383,. кл.Об7/58, 1976, ;кости счетчика циклов. 2, Авторское свидетельство СССРФормула изобретения 45 Р 430488 кл, б Об 1 7/58, 1974.Генератор одномерных дискретных 3. Авторское свидетельство СССР случайных блужданий, содержащий уп- : Р 809130, щ, О 067/58, 1980.