Управляемый датчик случайных чисел

(19) (11) 4(51) С 06 ДАТЧИК СЛУ0 ф 690469, я тем, ч нкциональн за счет обпри измен идании задаон содер то,1 Х ещемой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) УПРАВЛЯЕМЫЙ НЫХ ЧИСЕЛ по авт. св. о тличающий с с целью расширения фу возможностей датчикачения воспроизведения ся математическом ожфункции распределения блок возведения в степень, умножитель, элемент НЕ, переключательи сумматор, первый вход которого соединен с вторым выходом датчика, входвременных меток которого соединенс первым входом блока возведенияв степень, второй вход которого является входом первой константы датчика,вход второй константы которого подключен к первому входу умножителя,второй вход которого подключен к выходу блока возведения в степень,а выход умножителя соединен с входомпереключателя, первый выход которогосоединен с вторым входом сумматора,выход которого является третьим выходом датчика, второй выход переключателя через элемент НЕ соединен с вторым входом сумматора.1 11604Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при статистическом моделировании.Па основному авт. св, 11 690469 известен управляемый датчик случайных чисел, содержащий блок внода функции распределения, выходы которого подключены к перной группе входов блока параллельного сравнения чисел, вто О рая группа входов которого подключена к выходу генератора равномерно распределенных случайных чисел, а выходы - к единичным входам блока триггеров, нулевые входы которых соединеыы с другим выходом генератора равномерно распределенных случаиных чисел, а выходы - с входами блока элементов И соответсгвенно, выходы которого соединены с входами выхаднор го блока, другие входь которого подключены к выходу квантователя, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока параллельного сравнения чисел соответственно, 25 первый вход квантователя объединен с первым входом блока дифференцирования и подключен к первому дополнительному выходу блока ввода функции распределения, а второй вход - к ныходу делителя, первый вход которого через регистр сдвига подключен к второму дополнительному выходу блока ввода Функции распределения, а второй вход делителя соединен с первым5 выходом блока памяти, второй выход которого соединен с вторым входом блока дифференцирования, первый выход которого подключен к первому входу блока памяти, а второй выход - к входу блока определения максимума, выход которого соединен с вторым входом блока памяти Г 11.Однако известный датчик не позволяет осуществлять моделирование при 45 изменяющихся характеристиках исходной Функции распределения, например математического ожидания.Целью изобретения является расши рение Функцианальнь 1 х возможностей датчика эа счет обеспечения воспроизведения при изменяющемся математическом ожидании Функции распределения.55Изменение математического ожидания выражается в сдвиге абсцисс Функции распределения на величину ЮФ, закон 07 гизменения которой по времениможнопредставить в видеах=а,где с и Ь - некоторые постоянные.Степенная зависимость (1) описывает весьма широкий класс функций.Для достижения поставленнойцели управляемый датчик случайных чисел дополнительно содержит блок возведения в степень, умножитель,элемент НЕ, переключатель и сумматор,первый вход которого соединен с вторым выходом датчика, вход временныхметок которого соединен с первым входом блока возведения в степень, второй вход которого является входом первой константы датчика, вход второйконстанты которого подключен к первому входу умножителя, второй вход которого подключен к выходу блока возведения в степень, а выход умножителясоединен с входом переключателя, первый выход которого соединен с вторымвходом "умматора, выход которого является третьим выходом датчика, второйвыход переключателя через элемент НЕсоединен с вторым входом сумматора,На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого датчика.Датчик содержит блок 1 ввода функции распределения, блок 2 параллельного сравнения чисел, блок 3 дифференцирования, квантователь 4, регистр 5 сдвига, блок 6 памяти, блок 7определения максимума, делитель 8,генератор 9 равномерно распределенных случайных чисел, триггеры 10,элементы И 11, выходной блок 12,сумматор 13, переключатель 14, элемент НЕ 15, умножитель 16 и блок 17возведения в степень,Датчик работает следующим образом.Непрерывные значения заданнойфункции распределения с блока 1 вводапоступают в блок 3 дифференцированияи кнантаватель 4. С блока 3 значения Гподаются в блок 6 памяти,откуда возвращаются на второй входблока 3, с второго выхода которогоснимаются значения второй производнойГи направляются в блок 7определения максимума. Этот блокопределяет наибольшее значение второйпроизводной заданной функции распределения и соответствующую ему абсциссу. По сигналу с .блока 7 блок 6 памяти выдает на вход делителя 8 значение первой производной, соответствующее участку наибольшей кривизны за3 1604 данной функции распределения. На другой вход делителя поступает умноженная на два с помощью регистра 5 сдвига величина допустимой погрешности воспроизведения заданной функции рас пределения. Эта величина выдается на регистр 5 сдвига с выхода блока 1 ввода. Делитель осуществляет вычисление интервала дискретизации и по - дает его значение в квантователь 4, 10 который осуществляет дискретизацию непрерывной Функции распределения с вычисленным интервалом и выдает дискретные значения заданной функции распределения на первые входы бло ка 2 параллельного сравнения чисел и значения аргументов узловых точек на вторые входы выходного блока 12. В тактовые моменты времени с генератора 9 равномерно распределенных 20 случайных чисел поступают случайные числа на вторые входы блока 2 параллельного сравнения, чисел. В результате сравнения случайного числа с числами, снимаемыми с блока ввода, толь ко .часть выходных шин блока возбуждена. Причем вследствие монотонности возрастания функции распределения между возбужденной и невозбужденной частями выходов блока 2 существует единственная граница, которая определяется триггерами 10 и элементами И 11. При этом из всех элементов И открыт только один, определяющий участок Функции распределения, в пре 35 делах которого оказалось в данный момент времени случайное равномерно распределенное число. Выходы элементов И 11 возбуждают соответствующие элементы выходного блока 12, и на выходе управляемого датчика появляется случайное число, подчиненное заданному закону с неизменным математическим ожиданием. В качестве 1элементов выходного блока могут быть использованы регистры, в которых записываются значения аргументов узловых точек функции распределения. Моделируемые случайные числа поступают также на вход сумматора 13 для учета изменения математического ожидания заданного закона распреде" ления. Блок 17 возведения в степень и умножитель 16 осуществляют оценку степени изменения математического 55 . ожидания в соответствии с формулой (1) (величины О,Ь и 1 поступают с входа датчика). Сдвигх засылает 07 4ся на вход переключателя 14, Если математическое ожидание увеличивается, то сигнал, соответствующий сдвигу, с выхода переключателя подается на второй вход сумматора 13, где к моде- лируемым случайным числам добавляется некоторый сдвиг. При уменьшении математического ожидания величина сдвига должна быть отрицательной, поэтому в данной ситуации сигнал, соответствующий сдвигу, посылается с второго выхода переключателя 14 через элемент НЕ 15 (для изменения его знака) на вход сумматора 13, Таким образом, с выхода сумматора на выход датчика поступают случайные числа, соответствующие заданной функции рас пределения с изменяющимея по некоторок зависимости математическим ожиданием. В случае дискретного представления исходной функции распределения . работа управляемого датчика происходит аналогично. Отличие заключается в том, что в данной ситуации не работают блоки 3 - 8, которые осуществляют дескретизацию непрерывной функции распределения. Для увеличения разрядности выходных чисел может быть использована часть младших разрядов генератора равномерно распределенных случайных чисел, Указанный датчик может быть использован также как управЛяемый вероятностный И -полюсник. Изобретение позволяет. моделировать случайные числа при изменении математического ожидания заданной функции распределения по некоторой зависимости. Такая задача возникает, например, при моделировании случайных зна-чений сопротивляемости (свойств) технического объекта по отношению к внешнему воздействию, так как сопротивляемость объекта в процессе звсплуата" ции снижается (имеет место "старение". Таким образом, устраняется погрешность статистического моделирования в сторону завышения Экономический эффект от использования изобретения в народном хозяйстве может быть оценен суммой предотвращенного ущерба, который может возникнуть из-за неверных выводов по результатам статистического, моделирования по причине его значительных ошибок вследствие неучета изменения математического ожидания заданной Функции распределения,1160407 Составитель А. КарасовРедактор О.Юрковецкая Техред А.Бабинец Корректор С.Шекмар 779/46ВИИИП 1303 я наб., д Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4 Тираж 710 И Государственного по делам изобретен Иосква, Ж, РаушскПодписно омитета СССР ий и открытий