Генератор коррелированной последовательности случайных чисел

Взамен ранее изданного СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 11606 Г 758 ВЮС 1 РЗР13 ЬИ 1 МИОТЬм ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 3 торог ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 590790, кл. С 06 Р 7/58, 1975.2. Авторское свидетельство СССР Ф 857986, кл. С 06 Р 7/58, 1980 (прототип).(54)(57) ГЕНЕРАТОР КОРРЕЛИРОВАННОЙ . ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ, содержащий сумматор, выход которого является выходом генератора и соединен с входом элемента задержки, выход которого соединен с первым входом сумматора, первый регистр числа, выход которого соединен с первым входом первого умножителя и с входом квадратора, выход которого соединен с первым входом второго умножителя, выход которого соединен с вторым входом сумматора, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом генератора нормально распределенных случайных чисел, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, выход которого соединен с третьим входом сумматора, о т л и 801080138 чающиися тем, что, сцельюрасширения функциональных возможностей генератора за счет получения гамма-распределения, ХИ-распределення ираспределения Вейбулла, в него введены второй, третий и четвертый регистры числа, блок возведения в степень,третий и четвертый умножители, вычитатель и блок вычисления обратнойвеличины, вход которого соединен свыходом элемента задержки и с информационным входом блока возведенияв степень,. вход показателя степени оторого соединен с выходом егист а числа а выхо бло Р Рд ка возве дения в степень соединен с первым входом третьего умножителя, второй вход которого подключен к выходу третьего регистра числа, а выход третьего умножителя соединен с входом вычитаемого вычитателя, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя, выход четвертого регистра числа соединен с первым входом четвертого умножителя, вто-. рой вход которого подключен к выходублока вычисления обратной величины,а выход четвертого умножителя соединен с входом уменьшаемого вычнтателяИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в технике статистического,моделирования.Известен генератор случайных чисел, содержащий .принцип авторегрес. -сии 1,Недостатком этого генератораявляется его низкая эффективность.Наиболее близким к изобретению 10является генератор коррелированнойпоследовательности случайных чисел,содержащий регистр числа, генератортактовых импульсов, генератор нормально распределенных случайных чисел, элемент задержки, квадратор,сумматор, умножители 2.Однако этот генератор не позволяет получить гамма и.ХИ-распределения и распределение Вейбулла. 26Целью изобретения является расширение функциональных возможностейгенератора за счет получения гаммараспределения, ХИ-распределенияи распределения Вейбулла, 25. Для достижения поставленной целив генератор коррелированной последовательности случайных чисел, содержащий сумматор, выход которого яв-,ляется выходом генератора и соеди- ЗОнен с входом элемента задержки, выход которого соединен.с первымвходом сумматора, первый регистрчисла, выход которого соединен спервым входом первого умножителя и35с входрм квадратора, выход которого соединен с первым входом второго умножителя,; выход которого соединен с вторым входом сумматора,генератор тактовых импульсов, выходкоторого соединен с входом генератора нормально распределенных случайных чисел, выход которого соединенс вторым входом первого умножителя,выход которого соединен с третьимвходом сумматора, введены второй,третий и четвертый регистры числа,блок возведения в степень, третий ичетвертый умножители, вычитатель иблок вычисления обратной величины,вход которого соединен с выходомэлемента задержки и с информационнымвходом блока возведения в степень,вход показателя степени которого соединен с выходом второго регистРачисла, а выход блока возведения встепень соединен с первым входомтретьего умножителя, второй вход которого подключен к выходу третьего регистра числа, а выход третьего умножнтеля соединен с входом вычитаемого вычитателя, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя, выход четвертого регистра числа соединен с первым входом четвертого умножителя, второй вход которого подключен к выходу блока вычисления обратной величины, а выход четвертого умножителя соединен со входом уменьшаемого вычитателя.На фиг. 1 приведена структурная схема генератора; на фиг. 2 - схе- ма нелинейного преобразователя,4Генератор содержит регистр 1 числа, умножитель 2, квадратор 3, умножитель 4,генератор 5 нормально распределенных случайных чисел, генератор 6 тактовых импульсов, сумматор 7 с выходом 8, элемент 9 задержки, нелинейный преобразователь 10, состоящий из блока 11 вычисле-,. ния обратной величины с выходом 12, умножителя 13, регистра 14 числа, вывычитателя 15 с выходом 16, блока 17 возведения в степень, регистра 18 числа, умножителя 19, регистра 20 числа.Генератор работает следующим образом.Генератор 6 тактовых импульсов возбуждает генератор 5 нормально распределенных случайных чисел. В регистре 1 устанавливается постоянное число, которое поступает на первый вход умножителя 2. Это число перем. - ножается с нормальным случайным числом с генератора 5. Постоянное число с выхода регистра 1 возводится в квадрат в квадраторе 3 и поступает на первый вход второго умножителя 4. Предыдущее генерированное число с выхода 8 запоминается в элементе задержки 9 на один такт и поступает на вход нелинейного преобразователя, характеристика которого, т.е. зависимость его выхода от входа, имеет вид монотонно убывающей функции. Таким образом, на его выходе будет огрицательное число, если предыдущее число в коррелированной последовательности большое, и положительное число, если предыдущее число ма. - лое. Предыдущее число поступает также на вход сумматора 7, на другие входы которого поступают числа с3 10801выходов умножителей 2 и 4. На выходесумматора 1 вырабатывается следующее число в коррелированкой последовательности как сумма трех слагаемых,Нелинейный преобразователь 10,предназначенный для получения коррелированных последовательностейс гамма-распределением, ХИ-распределением и распределением Вейбулла, работает следующим образом, 1 ОИэ" поступающего на вход 12 преобразователя 10 числа образуется обратное ему число, которое в четвертом умножителе 13 умножается на за-.поминаемое в четвертом регистре 14число. Произведение поступает капервый вход вычитателя 15.В блоке 11 возведения в степеньпоступающее на его первый вход число с входа преобразователя 10 воз,водится в степень, причем показательстепени задается вторым регистром18. В третьем умножителе 19 перемножаются степень предыдущего числав последовательности и число, за- дпоминаемое в третьем регистре 20,Произведение, поступающее на второйвход вычитателя, вычитается из числа,поступающего на его первый вход,и разность подается на выход .16 преобразователя 10.Конкретный пример предлагаемогопреобразователя и варианты нелинейного преобразователя - его осуществление при помощи периодическихимпульсов одинаковой формы, но различной амплитуды и полярности. Вэтом случае все блоки (генераторынезависимых нормально распределенных.по амплитуде импульсов, генераторы46тактовых импульсов, датчики импульсов постоянной амплитуды, сумматоры и устройства вычитания амплитуд импульсов, устройства умножения и деления двух импульсов, устройства логарифмирования, УООВ, квад-45 8раторы), в совокупности составляю щие предлагаемое изобретекке те.кнчески осуществимы мкогочисленнымн известными путями.Второй конкретной воэможностью является осуществление предлагаемо-. го изобретения ка базе микропроцессора, Тогда преобразоваМия,. проводимые в предлагаемом устройстве, проводятся в цифровой форме, а цифроаналоговый преобразователь на выходе микропроцессора обеспечивает получение случайных величин с кекрерывно меняющимися значениями.Таким образом, изобретение позволяет расширить функциональные возможности преобразователя за счет получения коррелированных последовательностей случайных чисел с более сложными, по сравнению с нормалькымн одномерными распределениями. Генератор позволяет получить коррелированные последовательности случайных чисел с различными одномерными распределениями. К достоинствам преобразователя относится также возможность получить коррелированкые последовательности случайных чисел с отличными от нормалького одномерными распределениями прямо из последовательности независимых нормальных чисел, минуя их промежуточное преобразование в последовательность чисел с необходимым распределением, но независимых друг эт3друга, Дпя получения каждого коррелированного числа с нужным распределе" нием требуется лишь одно независимое нормальное числоЗкономический эффект от испольэо" вакия изобретения заключается в экономии времени, затрачиваемого ва моделирование различных физических. случайных процессов при помощи ге-. нератора.