Генератор случайных чисел с произвольным законом распределения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 6 Р 7/58 ПРО яисл зажет слу ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ ССОР(56) Авторское свидетельство СССРР 543004, кл. Б 06 Г 7/58, 1977.Авторское свидетельство СССРВ 309356, кл. О 06 Р 7/58, 1971.(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ С ВОЛЬНЫМ ЗАКОНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к в лительной технике предназначе генерирования случайных чисел данным законом распределения и быть использовано в имитаторах 2чайных процессов. Цель изобретения . повышение точности формирования случайных чисел. Реператор содержит датчик 1 равномерно распределенных случайных чисел, регистр 2, блок 3 элементов ИЛИ, схему 4 сравнения, блок 5 памяти, блок 6 управления, регистр 7, блок 8 умножения, сумматор 9, регистр О и счетчики 11 и 12. Использование вновь введенных блока 6 управления, регистра 7, блока 8 умножения, сумматора 9 регистра 10 и счетчиков 11 и 12 позволяет разбить интервал значений случайной величины на подынтервалы различной длины, а это, в свою очередь, позволяет ,увеличить точность генерирования случайных величин при кусочно-полиномиальной аппроксимации заданной интег ральной функции распределения. 2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено длягенерирования случайных чисел с заданным законом распределения а повышенной точностью и может быть использовано в имитаторах случайных процес-.сов, а также в качестве специализированного внешнего устройства универсальных ЭВИ. 10Цель изобретения - повышение точ-ности Формирования случайньх чисел.Иа Фиг.1 представлена структурнаясхема генератора случайных чисел спроизвольным законом распределения;на Фиг,2 - алгоритм работы блокауправления,Генератор содержит датчик 1 равномерно распределенных случайных чисел, регистр 2, блок 3 элементов ИЛИ 20схему 4 сравнения, блок 5 памяти,блок 6 управления, регистр 7, блок,8 умножения, сумматор 9, регистр 10и счетчики 11 и 12.Принцип работы основан на кусочно-полиноминальной апцроксимации заданной интегральной Функции распределения. Интервал значений заданнойслучайной величины а,Ъ 1 разбивается на и подынтервалов различной дли- Э 0иы. Использование неравномерного разбиения интервала 1 я.,Ь 1 на подынтервалы позволяет дополнительно повыситьточность генерирования случайных чисел при Фиксированном количестве подынтервалов, т.е, при ограниченномобъеме памяти.Вкачестве аппроксимирующего полинома на подынтервале выбран полиномБернштейна, которьгА имеет вид." 40 где 1. - степень полинома;45С, - число сочетаний из щ по ) Г(,/п) - значение аппроксимирующейФункции в узловых точках;Е - переменная, принимающая зна:чения на интервале 0,1.Генератор работает следующим образом.До начала работы в блох 5 памяти заносится инФормация о значении Функции распределения на границах интер- . валов, и на середине интервала, длина 55 интервала и значения границ интервалов. При появлении сигнала У на первом выходе блока 6 управления на выходе датчика 1 равномерно распределенньх случайных чисел устанавливается значение ,которое поступаетна первый вход схемы 6 сравнения ина инФормационный вход регистра 2,Одновременно по сигналу " .на седьмом выходе блока 6 управления происходит начальная установка регистра 7и счетчиков 11 и 1 2, Далее начинается цикл работы регистров 7 и 10 исчетчиков 11 и 12. Их задача - определение адреса ячейки блока 5 памяти, содержание которой Р(Х; ) удовлетворяет уравнению Процесс переборки адресов выполняется с первого адреса нулевой страницы блока 5 памяти, которому соответствует центр исходного интервала,По сигналу У на четвертом выходе блока б управления происходит обращение к блоку 5 памяти, на его выходе появляется значение определяемое адресом начальной установки регистра и счетчика 11, которое через бгок " элементов ИЛИ попадает,рна Второй вход схемы е сравненя где сравнивается со значением Если на первом входе логических услоВий Х, блока б упраБлення ПОЯвлЯ - ется 1 , .с, Р(Х.) ф , осуществляется выход из числа, так как адрес на выходе регистра 7 и счетчика 11 является искомьм. В противном случае и если на втором входе логических условий Х блока б управления присутствует О", то по сигналу У 4 на шестом выходе блока б управления идет подготовка нового адреса в регистре 7. При наличии сигнала "О на третьем входе логических условий Х блока б управления цикл работы повторяется. При наличии сигнала "1" на третьем входе логических условий Хз блока б управления на его восьмом выходе Формируется сигнал У, поступающий на вход установки адреса регистра 7. После этого по сигналу У, , на пятом выходе блока 6 управления происходит увеличение старших разрядов адресов на выходе счетчика 11 и по сигналу У- на четвертом выходе.3блока б управления происходит обращение к блоку 5 памяти. На втором входе блока 3 элементов ИЛИ появляется значение Функций в центре интервала,1509 соответствующего адресу на выходе регистра 7 и :.четчика 11, Это значе-. ние сравнивается с всличиной 1 в схеме 4 сравнения. Появление "1" на выходе Боль)11 е" схемы 4 сравнения означает, что случайная величина находится в левой половине подынтервяла, появление 0 в . Б правой, По сигналу У на ленам выходе блока б управления на выхода датчика 1 равномерно распределеплых случайных чисел появляется значение , которое поступает на ин-рмапион)ль)й вход регистра 2, Па сигналу У на втором выходе блока б упра;:, 11 значениезаписывается в реги.тр 2, Снова по сигналус перва О Бьгода блока б УГ 1)ЭЯБЛЕНИЯ гга БЕХ .ПЕ ДЯТЧИКЯ 1 РЯВНО- мет;11 О г)яспг) Опелел:)х слу 1 яйных чиА) сел па Б 1 яется чисг 1 а 6 )1 остпяю щее ня первый вход схем.1сравнения) пО сигналу .;,Третье)э Выхода бло кя б управления числос выхода регистра 2 )ерез б)1 ок .5 элементов ИЛИ поступает па второй вход схемысравнен)ля Далее Б зависимости ат НЯХОЖтЕЧИЯ С-)1 Яй)1 О ГО ПЛСЛЯБ ЛЕ - Бом или прявом поынтервягет.е. от .ОСТОЯН)ЛЯ ".Я БРОРОЛ ПХОПтГ 1 ЧЕС - 34) ких усл)ОБ;-и Х блока б управл ния, выбирается ме ьшее )лл)л больше. са- ОтветствянчО )лз двух ч).сели)Я )3 получентое чс-,;о запомни Рся Б ре- Г)лстр 2.Далее по сигналу У, на пятом Бы"7ходе блока б управления происходит увеплченяе старшего разряда адреса на выхоце счетчика 11, па сигналу У на. четвертом выходе блока б управления происходит обращение к блоку 5 памяти, в результате множимое из блока 5 памяти появляется на соответствующем входе блока 8 умножения, а множитель поступает из регистра 2 45 по сигналу У ня третьем выходе блока2б управления. Занесение множимого и множителя Б блок 8 умножения происходит по сигналу У на десятом выходе1 Облока б управления, а операция умножения - по сигналу У на одиннад 1цатом вьгходе блока б управления. Снова происходит увеличение старшего разряда адреса на вьгходе счетчика 11 ипо соответствующим сигналам блока буправления обращение к блоку 5 памяти,в результате одно слагаемое из блока5 памяти, а другое из блока 8 умножения поступают на вход сумматора 9.88 З 6 По сигналу "., на двенадцатом выходе блока б управления происходит суммирование и на Б)чходе генератора появляется первое случайное числа Х.При ге."ерировании массива случайных чисел весь процесс повторяется.Б счетчик 12 па С 11 гна,пу У,. запи- СЫБЯЕТСЯ КОЛ)Г 1 ЕСТВО ПОДЫНТЕРБЯЛОВ его содержимое уменьшается на единицу сигналом У на девятом выходе блока б управления, Состаяггие счетч:.кя 12 определяет состояние на третьем выходе лаг:ческих условий Х блока б гправления. Регистр 10 хранит гредыдущее состояние регистра 7, с помощью регистра 10 формируется човое состояние регистра 7, т. е. новое состояние адресных входов блока 5 памяти. 1) а р м у л Я изобретения Генератор случайных чисел с произпс)льн:л законам распределения, соде.жящий датчик равномерна распределенных случайных чисел, блок памяти, схему сряв)ге 111111, г 1 ричем выход датчика равном рно ра пределенных чисел соедиьге перв.:л Б-.:;адам схемы сравненияО . л):1юг);)111 "я тем, что,с целью г овьпяен)ля точности формироБяния случайных чпсел, Б него введен)1 блок уравления, три регистрадва скетч)1 ка, блок э.;,Смен.РОБ 1 ПИ,алое ум)гаженич и сумматор, причемвход опроса датчика равномерно рясг)ределснных спу яньгх чсег соединен с первь.м выходом блока управления, иг)Йорма)гианнь)й вход первого регистра соединен с выходом датчикаравномерно распределенных случайныхчисел, вход записи и Бхад разрешения первого регистра соединены с вторым и третьим Быхадамн блока управления соответственно, выход первого регистра соединен с входом множителя блока умножения и с первым входом блока элементов И)1 И, второй входкоторого соединен с выходом блокапамяти, с входом мгго)ллмого блока умножения и с первым информационным вхо-.дом сумматора, выход блока элементовИЛИ соединен с вторым информационнымвходом схемы сравнения, выход "Равно" которой соединен с первым входомлогических условий блока управления,второй вход логических условий которого соединен с входом запрета приемаЗаказ 7824 Тираж 668 ВЗЙИПИ Государственного комитета 113035, Москва, Подписное м и открытиям при .Г наб., д. 4/5 изоьрете Раущск роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 10 кода второго регистра и с выходом "Больше" схемы сравнения, третий вход логических условий блока управления соединен с выходом первого счетчика,1 четвертый выход блока управления сое-, динен с входом чтения блока памяти, адресные входы которого соединены с выходами второго регистра и третьего счетчика, пятый выход блока управ ления соединен с тактовым входомтретьего счетчика, вход разрешения третьего регистра соединен с шестым выходом блока управления, седьмой выход которого соединен с входами на чальной установки второго регистра, первого и второго счетчиков, вход разрешения второго регистра соединен с восьмым выходом блока управления,девятый выход которого соединен свходом сдвига второго регистра исчетным входом первого счетчика, десятый выход блока управления соединенс входом записи блока умножения,вход разрешения которого соединен содиннадцатым выходом блока управления, двенадцатый выход которого соединен с входом разрешения сумматора,второй инАормационный вход которогосоединен с выходом блока. умножения,выход сумматора является выходом генератора, выход второго регистра соединен с информационным входом третьего регистра, выход которого соеди .нен с инФормационным входом второго