Генератор последовательностей случайных чисел

ветскистичесик союз СОЦИА РЕСПУ 18366 5 6 06 Р 7/58 ИЗОБРЕТЕ СА ПАТЕНТ 21) 4905564/2422) 11,11.9046) 23,08.93. Бюл. М 3171) Иркутский институт народного хозяйства72) С.И.Молчан, А,А,Преловская и В.Р.Суслов(73) Иркутский институт народного хозяйства(56) Авторское свидетельство СССР М 314208, кл, 6 06 Р 7/58, 1969.Авторское свидетельство СССР )Ф 1179325, кл. 6 06 Р 7/58, 1984,(54) ГЕНЕРАТОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ(57) Изобретение позволяет генерировать последовательности случайных чисел с заданным одномерным законом распределения вероятностей и автокорреляционной функцией (АКФ). Устройство относится к выИзобретение относится к моделированию случайных величин и последовательностей на вычислительных машинах и может быть использовано в качестве приставки или внутреннего блока ЭВМ.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства эа Счет управления видом автокорреляционных функций генерируемых последовательностей случайных чисел посредством матрицы вероятностей переходов цепи Маркова,На чертеже изображен генератор.Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, элементы И 2 и 3, триггер 4, элементы 5. 13 и 15 задержки, счетчики 6, 14 амяти нения оки 16 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) числительной технике и может быть использовано в качестве приставки или внутреннего блока вычислительной машины. В отличии от аналогов и прототипа с целью расширения возможностей управления видом АКФ генерируемых последовательностей в устройстве используется матрица вероятностей переходов (М В П), хранящаяся в блоке памяти. В каждый момент времени разыгрывается с помощью датчика случайных чисел состояние к МВП и из исходной совокупности некоррелируемых случайных чисел с требуемым законом распределения выбирается число, заключенное между квантилями к/и и (1 - 1)/и порядков. Сумматор, схемы сравнения. элементы задержки, блоки ключей, регистры памяти. счетчики используются для выбора этого числа и сравнения его с квантилями распределения, 1 ил,и 21, регистры 7 исумматор 9, схемдатчики 12 и 20 сл18 и 23 кл,ючей.Генератор ра азам.В исходном положении в регистре 7 установлен номер начального состояния а, 1аи, где и - размерность матрицы 2 вероятностей переходов, записанной в блок 8 памяти, обьемом и, Счетчики 6 и 14 установлены в нулевое состояние, счетчики 21 - в единичное, На выходе датчика 12 случайных чисел находится число, распределенное по равномерному в 0, 1 закону, На выходе датчика 20 случайных чисел находится чис 1836680а, с.а сравнивают сумму первого и второго элементов, Последовательное суммирование элементов 1-той строки матрицы вероятностей переходов и сравнение этой суммы с а продолжают до тех пор, пока сумма не станет больше либо равна а, По номерустолбца к последнего элемента в сумме иопределяют порядок квантили М/и исходной случайной величины с требуемым закономраспределения вероятностей, Последоеа- . 10тельным перебором производят выбор числа с требуемым законом распределения,расположенного между квантилями порядка Мlп и (М - 1)/п. Таким образом, если порядок квантилей меняется от. квантили с квантили на фиксированную величину и матрица вероятностей переходов дважды стохастическая (сумма элементов в каждой строке и каждом столбце равна единице), то закон распределения вероятностей выходной случайной последовательности не бу, дет отличаться от закона распределения вероятностей исходной случайной величины, а динамические (корреляционные) свойства генерируемой последовательностиопределяются мэтрицей вероятностей переходов.Таким. образом, при помощи предлагаемого устройства осуществляется упрэвление генерированием последовательностей случайных чисел посредством матрицы вероятностей переходов (узлы 5-12) и выборслучайного числа с требуемым законом распределения на основе состояния, установленного матрицей переходов и значений квантилей для требуемого закона распределения (узлы 13-23), При этом обеспечивается сохранение исходного, требуемогозакона распределения вероятностей и введение необходимой и легко управляемой через матрицу вероятностей переходовкорреляционной зависимости.Формула изобретенияГенератор последовательностей случайных чисел, содержащий первый датчикслучайных чисел, первый блок памяти, три счетчика импульсов, первую схему сравнения, три блока ключей, триггер, двэ элемента И, два элемента задержки и генератор тактовых импульсов. выход которого соединен с первыми входами первого и второгоэлементов И. выход первого из которых соединен со счетным входом первого счетчика, группа разрядных выходов которогосоединена с группой адресных входов первого блока памяти, группа выходов которогосоединена с группой информационных входов первого блока ключей, вход опроса первого датчика случайных чисел подключен квыходу первого элемента задержки. группа 20303540055 разрядных выходов второго счетчика соединена с группой информационных входов второго блока ключей, выход первой схемы сравнения соединен с установочным входомтриггера, отл и чаю щи й-с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет обеспечения управления видом автокорреляционных функций генерируемых последовательностей, в него введены второй датчик случайных чисел, второй блок памяти, вторая и третья схемы сравнения, сумматор, два регистра и третий элемент задержки, причем первый выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика и через Второй элемент задержки с входом записи первого регистра, группа выходов которого соединена с первыми руппами входов сумматора и второй схемы сравнения, выход которой соединен с входом сброса первого регистра, со счетным входом триггера, е входом записи второго регистра и с входом опроса второго датчика случайных чисел, группа выходов которого соединена с Второй группой входов второй схемы сравнения. второй емход триггера соединен с вторым входом первого элемента И, Выход которого соединен через треий элемент задержки с управляещим входом первого блока ключей, группа выходов которогв соединена с первой группой входов третьей схемы сравнения, выход которой соединен со счетным входом второго счетчика, установочный вход которого подключен через первый элемент задержки к выходу переполнения первого счетчика, который соединен с управляющим входом второго блока ключей, группа выходов которого соединена с первой группой входов первой схемы сравнения, выход которой соединен с управляющим входом третьего блока ключей и с установочным входом третьего счетчика, группа разрядных выходов которого соединена с первой группой адресных входов второго блока памяти и с группой информационных входов второго регистра, группа выходов которого соединена с второй группой входов первой схемы сравнения и с второй группой адресных входов второго блока памяти, группа выходов которого соединена с второй группой входов сумматора, группа выходов которого соединена с группой информационных входов первого регистра, группа выходов первого датчика случайных чисел соединена с второй группой входов третьей схемы сравнения и с группой информационных ВхОдОВ третьего блока ключей, группа выходов которого образует группу выходов устройства,1836680 Заказ 3020 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ТСС т, Г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 ий комбинат " изводственно-иэдате Составитель С.Молчан едактор М.Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор Л,ливринц