Генератор случайных процессов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 3(50 С,06 Е 7 58 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А 8 ТОРСКОМУ С 8 ИДЕ П:ЛЬСТВУ Ьь а 1 с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 21) 3592110/18-2422) 17.05,83(71) Северо-Западный заочный политехнический институт(56). 1. Авторское свидетельство СССРР 723632, кл. С 06 Г 7/58, 1978.2. Авторское свидетельство СССРМ 809127; кл. 6 06 Г 7/58, 1979.3, Авторское свидетельство СССР9 781799, кл. 6 06 Г 7/58, 1978.4. Авторское свидетельство СССРВ 752311, кл. 6 06 Г 7/58, 1978(54)(57) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ, содержащий генератор тактовыхимпульсов,выход которого соединен суправляющим входом первого ключа,информационный вход которого подключен к выходу первого датчика случайных чисел, а выход первого ключа соединен с первым входом схемы сравнения,выход которой соединен с управляющим,Я 01105891 А входом второго ключа, выход которого соединен со считывающим входом первого блока памяти, выход которого является выходом генератора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит умножитель, второй блок памяти, дискриминатор, третий ключ и второй датчик случайных чисел, выход которого соединен с информационным входом третьего ключа, управляющий вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход третьего ключа соединен с информационным входом второго ключа и со входом дискриминатора, группа выходов которого соединена с группой считывающих ф входов второго блока памяти соответственно, группа адресных входов ко- ф" торого соединена с группой выходов ф ф первого блока памяти соответственно, а группа выходов второго блока памяти соединена с группой входов умно- жителя соответственно, выход которо го соединен со вторым входом схемы Вевв сравнения.Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для генерирования случайных процессов, заданных семейством двумерных плотностей вероятности.Известны устройства, генерирукщие случайные процессы с эаданнымн двумерными плотностями 13, 21 и 31.Однако известное устройство 11 позволяет генерировать случайный процесс, заданный только одной двумерной плотностью вероятности иэ семейства двумерных плотностей, что снижает точность моделирования по сравнению, например, с другими известными устройствами 21 и 3 , Данные устройства предназначены для генерирования случайного процесса по семейству двумерных плотностей, но их принци. действия основан на представлении моделируемого процесса суммой марковских процессов, что ограничивает класс моделируемых процессов1 О 20 Наиболее близким техническим рещением к данному изобретению 25 является генератор случайных процессов, содержащий источник опорногс напряжения, блок регистрации, датчик случайного сигнала, выход которого подключен к информационному входу первого ключа и первому входу блока сравнения, а первый вход датчика случайного сигнала объединен с первым управляющим входом первого ключа и подключен к выходу блока сравнения, выход первого ключа соединен со входом развертки, а также счетчик, элемент памяти, второй ключ, блок памяти и функциональный преобразователь, входы которого соединены соответственно с выходами блока 40 памяти, элемента памяти и блока развертки, выход которого соединен также с первым входом счетчика, второй Вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход функционального преобразователя соединен со вторым нходом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом блока памяти и первым управляющим входом 50 второго ключа, второй управляющий вход которого объединен со вторым входом блока памяти, со вторым входом датчика случайных чисел, со нторым управляющим входом первого ключа и подключен к первому входу счетчика, второй выход которого подключен к третьему входу датчика случайных сигналов, третьему управляющему входу первого ключа, третьему управляющему входу второго ключа и блока памяти, четнертый вход которого объединен со входом блока регистрации и подключен к выходу нторого ключа, информационный вход которого подключен к выходу элемента, 65 памяти, вход которого соединенс выходом первого ключа 4 1,Данное устройство предназначенодля моделирования случайных процессов по заданному семейству двумерных плотностей вероятности.Недостатком устройства являетсямалое быстродействие.Целью изобретения является ловышение быстродействия генератора.Для достижения поставленной целин генератор случайных процес ов,содержащий генератор т:.оных импульсов, выход которог" соединен суправляющим входом первого ключа,информационнк",.;о,: которогс годключен к выход .:",: -о датикаслучайных чисе ., а выход первогоключа соединен с первым входомсхемы сравнения,. выход которойсоединен с упрзвл-:.ттим входом второго ключа эы.;.:д которого соединен со с"." нающим входом первогоблока па,.яти, выход которого является выхсдом генератора введеныумножитель, второй блок памяти,дискриминатор, третий ключ и второй1 а.чик случайных чисел, выход котороо соединен с информационнымвходом третьего ключа, управляющийвход которого подключен к выходугенератора таковых импульсов,а выход третьего ключа соединен синформационным входом второго ключаи со входом дискриминатора, группавыходов которого соединена с группойсчитывающих входов второго блокапамяти соответственно, группа адресных входов которого соединена сгруппой выходов первого блока памяти соответственно, а группа выходоввторого блока памяти соединена сгруппой входов умножителя соответственно, выход которого соединенсо вторым входом схемы сравнения,На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого генератора.Генератор содержит дискриминатор1, блок 2 памяти, умножитель 3,схему 4 сравнения, ключ 5 датчик 6случайных чисел, ключ 7,. блок 8 памяти, ключ 9, датчик 10. случайныхчисел, генератор 11 тактовых импульсон., Блок 2 памяти содержит дискриминаторы 12 и матрицы 13 потенциометров.Генератор предназначен для моделирования случайного процесса х 1 С),заданного семейством % двумерныхплотностей вероятности(и(м, -кс 1,к 1, Ъ . Поскольку все двумерныеплотнос"и ыт к1 )иэсемейства двумерных плотностейвзаимно независимы, в каждый моментвремени условная плотность вероятности М(х )х , х ,х формируемого значения х; реализации случайного процесса может быть выраже20 25 фРЧ х, , х) 50 55 на через произведение двумерныхплотностей."ц 7 х,. ,х,) Для простоты записи здесь везде исключено написание интЕрвалов статистической зависимости,поскольку индекс ь совпадает с индексом первого параметра двумерных 10 плотностей.Аппроксимированные значения двумерных плотностей выставлены на матрицах 13 потенциометров блока памяти 2. Первая матрица 13 предназ начена для запомййания двумерной плотности щ( х; 1, Х;) распределение ее значений по столбцами строкам матрицы следующее: и(х к, ), и(х,. к",),и,ш(хх, К,),и(хх,к".), ш (кх,хх)ш(хкхк,значений, которые могут принйматьсоответственно величины хк, и хВторая матрица 13 предйазначенадля запоминания двумерной плотности ы(х.,х .)юх.,х ) .,вх.,х .),Последняя, К-я матрица 131,служит40для запоминания двумерной плотности и(х", х),и(кхк, хх)и(х" Х,х"). Блок памяти 8 предназначен для хранения значений х; х, , х; . Беличиных ,х; ,х должны подаваться соответствейно на входы дискриминаторов 12 , 12, 121. В зависимости от значейий величиных,дискримина - тор 12 должен осуществить выбор 1 -ой строки матрицы 13 . Дискриминатор 1 предназначен для выбора1-ых столбцов, соответствующих значению величины х,. В качестве значения х принимается значение1равномерно распределенной случайной величины г,. от второго датчика 10 случайных чисел. Пуск генератора осуществляется при запуске генератора 11 тактовых импульсов, который открывает первый 5 и третий 9 ключи и пропускает сигналы от первого б и второго 10 датчиков случанных чисел соответственно на первый вход схемы сравнения 4 и вход дискриминатора 1. Если ьеличина сигнала от первого датчика равна г, сигнал с ь-го выхода дискримийатора 1 подключает все л-е столбцы матриц13.В К+1 ячейку блока 8 должны предварительно записать значения х,. х,. 2, л, х;, что равносильно подключению в матрицах 13 к 13,13 соответственно в-йкк 1-й, э-йк .1 строк. В результате ко входам умножителя 3 окажутся подключенными выходы потенциометров на пересечении и-го столбца и в-й, х-й, э-й строк, что равносильно появлению на выходе умножителя 3 сигнала, пропорционального произведениюш(х х",.)и(хх х,.)и(к" х",):Ч(к.)х,кк - к 1-Вкоторое поступает на второй вход схеьиы сравнения 4, Осуществляется проверка соответствия величины х, =)г, Если неравенство выполняется, 1-хвеличина г может быть принята эа реализацию х, Схема сравнения 4 срабатыьает, по ее сигналу открывается ьторой ключ 7, и величина г записывается ь(К+1) ячейку блока что приводит к сдвигу всех хранящихся ь блоке чисел и выдаче на входы дискриминаторов 12 ; 12 кк 12, соответственно чисел х, .=к-х;2 = Х; -(Х;.1 ) хи выбору в блок памяти 2 0-й, 1-йкк -й строк соответственно матриц 131, 13 кк 13.В следующий такт работы генератора 11 в зависимости от величинывторого датчика 10 случайных чйсел будет выбран й столбец ьсех матриц, на выходе умножителя 3 будет произведение, пропорциональное ш(хх х,)ш(хк,)ш(кх ,кк)-.Ч(х,)кхх, ,х;-.) коорое поступает на второй ьход схемы сравнения 4 и сравнивается с поступившей на ее первый вход вели чнной Г . Если выполняется неравенство Неймана величина г принимается в качестве22очередного значения х., и циклыгработы устройства повторяются. Если1105891 каз 5602/36 Тираж б 9 дписное ВН лиал ППП "Патентф, г, Ужгор л.Проектная последнее неравенство не выполняется, схема сравнения 4 не срабатывает, и после очередного такта работы .генератора 11 будет проверяться неравенствоЧ(к,кх ) где Таким образом может быть сформирована реализация случайного процесса произвольной длины, заданного семейством двумерных плотностей вероятности. По сравнению спрототипом предло женное устройство позволяет существенно повысить быстродействие, так как при формировании каждого значения реализации требуется проверка одного неравенства Неймана, а не К, как в прототипе. По сравнению с базовым объектом предложенное устройство позволяет расюирить класс решаемых задач, так как генерирует случайный процесс, заданный семейством двумерных распределений, в то время как базовый объект - процесс с одномерным распределением.