Датчик случайных чисел

(19) 111) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1) С 06 Р ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТО(54)(57) ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ по авт, св, В 723633, о т л и,ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей за счет обеспечения нестационарности процесса, он содержит сумматор, умножитель, счетчик, вторую схему . сравнения, две группы ключей, третий, четвертый, пятый и шестой блоки памяти, четвертый и пятый Функ- циональные преобразователи, управ-ляка)не входы которых объединены между собой и с первым входом второй схемы сравнения и подключены к информационному выходу счетчика, счет,ный вход. которого объединен с управляющими входами ключей первой и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ второй групп, сумматора и умножителяи подключен к выходу первой схемысравнения, а установочный вход счетчика подключен к выходу второй схеьы сравнения, второй вход которой убов- является управляющим входом датчика, группа выходов третьего блока теХ памяти соединена с первой группойвходов ключей первой группы соответственно, вторая группа входов кото-,Р рых подключена к группе выходов четвертого блока памяти соответственно,а группа выходов ключей первой группы соединена с группой входов четвертого Функционального преобразователя соответственно, выход которогосоединен с первым входом сумматора,второй вход которого подключен квыходу второго ключа, а выход сумматора соединен с первым входом умножителя, выход которого является выхо.- дом датчика, группа выходов пятогоблока памяти, соединена с первойгруппой входов ключей второй группысоответственно, вторая группа вхо.дов которого подключена к группевыходов шестого блока памяти соответственно,.; а группа выходов ключейвторой группы соединена с группойвходов пятого Функционального преобразователя соответственно, выходкоторого соединен с втоРым входомумножителя.Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено длямоделирования нестационарной последовательности случайных чисел ( случайных векторов ) с двумерной плотностьювероятности,По основному авт.св. М 723633известен датчик случайных чисел,содержащий последовательно соединенные генератор линейно изменяющегося напряжения,"первый функциональнййпреобразователь с подключенным к егоуправляющим входам первым блокомпамяти, первый ключ, интегратор ипервую схему сравнения, второйвход которой соединен с генераторомравномерно. распределенных чисел, авыход подключен к генератору линейно-изменяющегося напряжения,генера-тору равномерно распределенных чисели управляющему входу второго ключа,второй управляющий вход которогосвязан с генератором линейно изменяю;щегося напряжения, а основной входсоединен с входом первого функционального преобразователя, объединенным с входом второго функционального преобразователя. управляющиевходы второго функционального преобразователя подключены к второмублоку памяти, входы которого связаны с выходами третьего функционального преобразователяСчитывающийвход функционального преобразователясоединен с выходом второго ключа Г 1 3 и Г 21.Недостатком данного датчика является моделирование только стационарной последовательности случайныхчисел (случайных векторов ), в товремя как для моделирования реальной ситуации, как правило, необходимы нестационарные числа.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей датчика эа счет обеспечения нестационарности процесса.Поставленная цель достигаетсятем, что датчик случайных чиселсодержит сумматор, умножитель,счетчик, вторую схему сравнения, двегруппы клйчей, третий, четвертый,пятый и шестой блоки памяти, четвертый и пятый функциональные преобразователи,управляющие входы которыхобъединейы между собой и с первыМвходом второй схемы сравнения и под-,ключены к информационному выходусчетчика, счетный вход которого объ. единен с управляющими входами ключей перврй и второй групп, сумчаФора и умножителя и подключен к выходупервой схемы сравнения а установоч"ный вход счетчика подключен к выходу второй схемы сравнения, второйвход которой является управляющим.входом датчика, группа выходов треть его блока памяти соединена с первойгруппой входов ключей первой группысоответственно, вторая группа входов которых подключена к группе.выходов .четвертого блока памяти соответственно, а группа выходов ключейпервой группы соединена с группойвходов четвертого функциональногопреобразователя соответственно, вы 10 ход которого соединен с первым входомсумматора, второй вход которого подключен к выходу второго ключа, а выход еумматора соединен с первым входом умножителя, выход которого является выходом датчика, группа выходовпятого блока памяти соединена спервой группой входов ключей второйгруппы соответственно, вторая группавходов которого подключена к группевыходов шестого блока памяти соот 20 ветственно, а группа выходов ключейвторой группы соединена с группойвходов пятого функционального преобразователя соответственно, выходкоторого соединен.с вторым входом25 умножителя.На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого датчика.Датчик содержит генератор 1 линей.но изменяющегося напряжения, функ 30 циональный преобразователь 2, блок 3памяти, ключ 4, интегратор 5, схемуб сравнения, генератор 7 равномернораспределенного случайного сигнала,ключ 8, функциональный преобразова 35 тель 9, блок 10 памяти, функциональный преобразователь 11, блоки 12 и13 памяти, группу ключей 14, функциональный преобразователь 15,блоки 16 и 17 памяти, группу ключей 18,40 функциональный преобразователь 19,счетчик 20, схему 21 сравнения,сумматор 22, умножитель 23 и блок 24регистрации.В качестве функциональных преобраэователейе 2, 9, 15 и 19 испольэо 45 ванн функциональные преобразователитипа "политрон", которые указаныв 23.Работа датчика заключается в следующем. Двумерная плотность вероят 50,ности В(Х, Х) случайного вектораможет быть представлена через одномерную плотность вероятности 6/(Хо 4 ной из компонент вектора и условную плотность вероятности У(Х / Х 155 второй компоненты:а(Х,Х, :а(Х 1 Ч(Х/Х,Первый функциональный преобразователь 2 в совокупности с блоком 360 памяти предназначен для моделирования одномерной плотности Ф(Х 1, авторой Функциональный преобразователь9 в совокупности с вторым блоком 10памяти - для моделирования условнойверотнои Ч(Х 1/Х 2 . Второй блок10 памяти состоит иэ й строк потенциометров для запоминания значеднйЧ(Х / ), Ч(Х /Х)Ч (Х ( )в то время как первый блок памятивключает в себя лишь одну строку(один ряд потенциометров). Третийфункциональный преобразователь 15в совокупности с блоками 12, 13, 14,22 и 4 предназначен для заданиянестационарности по математическомуожиданию реализаций случайного вектора, а четвертый функциональныйпреобразователь 19 в совокупности сблоками 16, 17, 18 и 23 - для задания закона нестационариости подисперсии. Счетчик 2 О и схема сравнения 21 необходимы для организациисчитывания законов нестацнонарности функциональных преобразователей15 и 19,:и генератор 7. Развертка от генератора 1 считывает с Функциональногопреобразователя 2 функцию Ф(Х Юфи через двухпоэиционный ключ 4, который в начальном положении эаьыкает цепь преобразователь 2 - интег-,ратор 5, поступает на интегратор 5,с выхода которого напряжение, пробор.4циональное (ц -, поступает напервый вход первой схемы б сравнения для сравнения с величинойот генератора 7. В,момент равенстванапряжений на входах схеиа б вели.чина 1 пропорциональна формируемой .случайной величине Х с плотностьювероятности Ф(Х ) (т.е. первой компоненте двумерного случайного вектора или первому члену случайной последовательности ), Схема б сравнениявыдает сигнал, который открываетключ 8, пропускающий наирекение развертки генератора 1 на ввод функционального преобразователя 11 дляопределения по величине Х вида функции Ч(Х/Х) . Одновременно сигналот первой схемы б сравнения поступает на вход счетчика 20 и перебрасывает двухпозицнонные ключи 14 и 18в результате к управляющим входамчетвертогофункционального преобразователя 15 окаэываетоя подключеннымтретий блок 12 памяти, в котором хра.нится закон Ч (Ф) нестационарности математического ожидания для компоненты Х , а к управляющим всодампятого фуйкционального пуеебразователя 19 подключается пятый блок 16.,памяти, на котором выставлен заков(Ф) нестационарности двеперсиикомпоненты Х . Все дополнительные блоки 12, 13, 16 и 17 памяти идентичны первому блоку 3 памяти, т,е.представляют СЬбой один ряд потенциометров. Связь выходов блоковпамяти и управляющих входов функцио-.нальных преобразователей следующая:М выходов третьего блока 12 памятисвязаны с Й нечетными управляющимивходами четвертого преобразователя15, а М выходов четвертого блока 13памяти - с й четными управляющимивходами четвертого преобразователя15. Аналогичным образом связаны,блоки 16 и 17 и преобразователь 19.Поскольку на выходе счетчика 2015 присутствует сигнал, соответствующий единице, считывающие лучи четвертого и пятого функциональныхпреобразователей 15 и 19 ( имеетсяввиду, что в качестве всех Функцио 20 нальных преобразователей использованы ЭЛТ ЛФ 9 П - политрон ) окажутся подпервыми функциональными пластинами,т.е. считаны величины Ч.,(С) с выхода преобразователя 15 и (У 1(Ф) с25 выхода преобразователя 19. Перваявеличина суммируется в сумматоре 22с параметром Х а вторая умножаетсяв умножителе 23 с суммой Х + М,(фЦВ результате на выходе датчика будетЗ 0 величина У 1(ф) Х + ф 1(1)3В связи с тем, что сигнал от пер,вой схеьы б сравнения поступает также на управляющие входы генераторов 1 и 7 и ключ 4, датчик начинаетЗ 5,следующий цикл работы. Теперь напряжение развертки генератора 1 .считывает функции Ч(Х/Х) с второгофункционального преобразователя 9,так как в зависимости от амплитуды40 сигнала Ц Выдается сигнал по соответствующему выходу преобразователя11, который подключает к управляющимвходам второго функционального преобразователя 9 набор потенциометров,соответствующий функции Ч(Х /Х 1)45 а функциональный преобразователь 2отключен от интегратора 5. Ключ 4:переброшен сигналом от первой схемы б сравнения и затикает цепь преобразователь 9 - интегратор 5.50Начинается Формирование второй,компоненты Я . Когда она сформирована, сигнал от схеьы 6 сравнениясбрасывает на ноль сумматор 22 и 55 умножитель 23, открывает ключ 4, закрытый до этого нулевым сигналом от,"генератора 1 по первому управляющемувходУ, и перебрасывает ключи 4, 14и 18. В результате к управляющим 60 пластинам четвертого преобраэователя15 подключается четвертый блок 13памяти, моделирующий закон (Й не-стационарности матожидания компоненты М 2 , а к управляющим пластинам А 5 пятого ФУнкционального преобразова