Генератор потоков случайных событий

(19) (11) РЕСПУБЛ 6 Р 7 1)5 САН И Е И ЗС)Б РЕТЕ Н И ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО ЧАЙНЬ ПОТОКОВ С слительвано при влияния ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 345487, кл, 0 06 Е 7/58, 1971.Авторское свидетельство СССРМ 1062696, кл. 6 06 Р 7/58, 1982,(54) ГЕНЕРАТОР ЛУСОБ БЫТИЙ(57) Изобретение относится к вычной технике и может быть использмоделировании систем с учетом Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании систем с учетом влияния взаимосвязанных случайных воздействий.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования двух потоков случайных событий с отрицательной корреляционной зависимостью между ними,Кэ чертеже приведена структурная схема генератора.Генератор содержит датчик 1 случайных импульсов, одновибраторы 2,3, элемент 4 задержки, формирователь 5 импульса, одно- вибратор 6, элементы И 7-9, счетчик 10, элемент 11 задержки, счетчики 12,13, демультиплексор 14, генератор 15 равновероятной двоичной цифры, сумматоры 16,17, дешифратор 18, блок 19 переключателей, дешифратор 20, коммутаторы 21. 22, блоки 2взаимосвязанных случайных воздействий, Цель изобоетения - расширение функциональных возможностей за счет формирования двух потоков случайных событий с отрицательной корреляционной зависимостью между ними. На чертеже приведена структурная схема генератора, Генератор содержит датчик 1 случайных импульсов, одновибраторы 2, 3, 6, элементы 4, 11 задержки,-формирователь 5 импульса, элементы И 7-9, счетчики 10, 12, 13, демультиплексор 14, сумматоры 16, 17, генератор 15 равновероятной двоичной цифры, дешифраторы 18, 20, блок 19 переключателей, коммутаторы 21, 22, блоки 23, 24 элементов ИЛИ, входы 26,27, выход 28 генератора. 1 ил. 23, 24 элементов ИЛИ, 25, 26, 27 - входы генератора, 28 - выход генератора,Генератор потоков случайных событий работает следующим образом.Поступающий импульс опроса устанавливает в нулевое состояние счетчики 10, 12, 13, инициирует формирование случайного двоичного числа в генераторе 15, Длительность импульса на выходе одновибратора 3 определяется кодом, установленным на входе 25 генератора,и предположим составляет Т - т единиц, В течение этого времени через элемент И 7 счетчик 10 заполняется импульсами с выхода датчика 1, По истечении промежутка времени Т - г поступление случайных импульсов на вход счетчика 10 прекращается, Одновременно отрицательный фронт импульса одновибратора 2 запускает одновибратор 3, Длительность импульса нэ выходе одновибратора 3 определяется кодом, установленным на вто+ 2 г =- 1.(Т+ т) + 2 Лт. Потребуем выполнения условия Л ТОтсюда Кху =-2 тl(Т+ ф При изменении(10 20), В этом случае при изменении ининтервалаперекрытия хна первом 25 и вто- тервала перекрытия т на первом 25 и втором управляющем входе 26 генератора, исоставляет 2 т единиц, В течение этого времени через элемент И 8 происходит заполнение счетчика 12 импульсами с датчика 1,По окончании имгульса на выходе одновибратора 3 заполнение счетчика 12 прекращается и запускается одновибратор 6.Длительность импульса одновибратора 6задается на первом входе 25 генератора иравна кединиц. В течение этого промежутка времени импульсы с датчика 1 через элемент И 9 поступают на счетный входсчетчика 13, в котором производится подсчет их числа,Отрицательный фронт импульса на выходе одновибратора 6 инициализирует формирователь 5 импульса, который формируетимпульс синхронизации. Зтст импульс задерживается на необходимое время элементами 4 и 11 задержки и используется 20для синхронизации демультиплексора 14и сумматоров 16 и 17. Таким образом, поистечении промежутка времени (Т - т) ++ 2 т+ (Т- т) = 2 Т з счетчиках 10, 12 и 13хранятся коды вэаимонезависимых случайных чисел (событий), образованных путем подсчета импульсов датчика 1 насоответствующих непересекающихся интервалах Т - г, 2 т, Т- т.Формирование взаимоксррелированных чисел рассмотрим вначале для случаяположительной корреляции (переключатель знака корреляции в блоке 19 замкнт). Пусть в счетчике 10 содержится числоХ, в счетчике 12 - число 2, в счетчике 13 - 35число У, Поскольку переключатель в блоке119 замкнут, то независимо от состояниядемультиплексора ",4 число 2 по приходесинхроимпульса поступает как на первый16, ак и на второй 17 сумматоры. С приходом синхроимпульса на выходе сумматоровобразуются числа Х = Х + 2 и У = У+ 2,имеющие положительный коэффициенткорреляции Кхъ. ром 26 управляющих входах генератора от нуля дс Т коэффициент корреляции величин Х и У меняется соответственно от нуля до единицы, Дешифраторы 18, 20, коммутатооы 21, 22 и блоки 23, 24 осуществляют преобразование случайных величин Х и У в соответствии с требуемым законом распределения вероятностей.Рассмотрим теперь случай отрицательной корреляции (переключатель знака корреляции в блоке 19 разомкнут). Как и в предыдущем случае. к моменту формирования коррелированных чисел Х и У в счетчиках 10, 12, 13 хранятся случайные числа Х,21 и У, а на выходе генератора 15 сформировано случайное двоичное число "0" или "1". Для определенности положим, что при значении "0" демультиплексор 14 соединяет выход счетчика 12 с вторым входом первого сумматора 16, а при значении "1" - с первым входом второго сумматора 17. Зто означает, что в каждом цикле формирования случайных величин Х и У величина 2 случайным образом "вычитается" из одной величины и "прибавляется" к другой, за счет чего величины Х и У оказываются отрицательно коррелированы,Покажем это. В каждом цикле формирования величин Х и У они образуются по следующему правилу;Х = Х,+ (1-Ь)2;У=У +Ь 2,где Ь б(0;1) - бинарная величина на выходе генератора 15, причем Р(Ь = О) = Р(Ь .= 1) = 0,5.Случайные величины Х, У, 2 и Ь взаимонезависимы. Величины Х и У зависят от "общих" величин Ь и 2 и поэтому взаимозависимы, Найдем коэффициент корреляции между ними, подставив в формулу (1) следующие величины:ром 26 управляющих входах генератора от нуля до Т коэффициент корреляции меняется соответственно от нуля до величины, практически равной -1,Таким образом,. в зависимости от состояния переключателя знака корреляции в блоке 10 и величин Т - т и 2 т, устанавливаемых на управляющих входах 25, 26 генератора, коэффициент корреляции между числами (событиями) на выходе, генератора в соответствии с приведенными формулами принимает значение от -1 до 1,Формула изобретения Генератор потоков случайных событий, содержащий первый элемент задержки, датчик случайных импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно со счетными входами первого и второго счетчиков, входы обнуления которых соединены с информационным входом первого одновибратора и с входом опроса генератора, причем выход первого одновибратора соединен с вторым входом первого элемента И, первый и второй дешифраторы, выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго коммутаторов. управляющие входы которых являются входами задания закона распределения генератора, при этом выходы первого и второго коммутаторов соединены соответственно с входами первого и второго блоков элементов ИЛИ, выходы которых являются соответственно выходами первого и второго потоков случайных событий генератора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования двух потоков случайных событий с отрицательной корреляционной зависимостью между ними, в него введены второй и третий одновибраторы, формирователь импульса, третий элемент И, блок переключателей, третий счетчик, второй элемент задержки, генератор равновероятной двоичной цифры. демультиплексор и два сумматора, причем выход первого счетчика соединен с5 10 15 20 25 30 второго дешифраторов. вход запуска гене 35 40 45 50 первым информационным входом первого сумматора, второй информационный вход которого соединен с первым информационным выходом демультиплексора, второй информационный выход которого соединен с первым информационным входом второго сумматора, второй информационный вход которого соединен с выходом второго счетчика, выход датчика случайных импульсов соединен с первым входом третьего элементэ И, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, выход которого соединен с информационным входом демультиплексора, вход синхронизации которого соединен с выходом первого элемента задержки, вход которого соединен с входом второго элемента задержки и с выходом формирователя импульса, вход которого соединен с вторым входом второго элемента И и с выходом второго одновибратора, информационный вход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и подключен к выходу третьего одновибратора, информационный вход которого соединен с выходом первого одновибратора, выход второго элемента задержки соединен с входами синхронизации первого и второго сумматоров, выходы которых соединены соответственно с входами первого и ратора равновероятной двоичной цифры соединен с входом обнуления третьего счетчика и подключен к входу опроса генератора, выход генератора равновероятной двоичной цифры соединен с входом разрешения демультиплексора, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым информационными входами блока переключателей, вход управления которого является входом задания знака корреляции генератора, входы задания длительности импульса, первого и второго одновибраторов обаединены и являются входом задания интенсивностей выходных потоков генератора, вход задания длительности импульса третьего одновибратора является входом задания величины корреляции генератора, выход блока переключателей является выходом задания знака корреляции генератора,1711157 Составитель И, СтолярТехред М,Моргентал актор Т. Юрчикова ОРРектоР И. Муска аказ 340 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открь;тия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ СС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101