Устройство для формирования случайных чисел

", ю,"т-:зека риФ 443 Союз Советски кСоциалистическиеРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 681. ,325 (088. 8) нв делам изобретений и открытийОпублнковано 07,07.80. Бюллетень М 25 Дата опубликования описания 07,07.80-1%"4", е, .. Р Л, В, Боброва, Н, В, Киселева, Е. Н, Кузнецова, А. Г. Снегурова и.В. С, Ходоровская(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ1: Изобретение отйосится к области вычислительной техники, предназначено дляформирования случайных -чисел, распределенных по любому смешанному закону распределения,Известно устройство, формирующееслучайные числа с заданным законом распределения, содержащее генератор случайных импульсов, регистр сдвига, элементы И, ИЛИ.Однако известное устройство формирует случайные интервалы вреМени и непозволяет получать случайные числа 1,Известно также устройство для формирования случайных чисел, содержащееблок управления, генератор равномернораспределенных случайных сигналов, компаратор, блок весовых коэффициентов, Однако это устройство не позволяет получать случайные числа с заданным смешанным законом распределения(,ЦБелью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования случайных чисел с заданным смешанным закономраспределения,Для достижения поставленной цели вустройство для формирования случайныхчисел, содержащее блок управления, выход которого соединен с входом первогогенератора равноменно распределенныхслучайных сигналов, выход которого соединен с входом компаратора, выходы которого соединены с входами блока весовыхкоэффициентов соответственно, введеныпервый и второй блоки регистрации, первый и второй блоки масштабирования,ключ, блок сравнения, функциональныйпреобразователь, второй генератор равномерно распределенных случайных чисел,вход которого соединен с выходом блокауправления, вход которого соединен с выходом ключа и с первым входом первогоблока регистрации, второй вход которогосоединен с первь 1 м входом ключа, с выходом второго генератора равномернораспределенных случайных чисел и с входом второго ключа масштабирования, вы%. Устройство для формирования случайных чисел содержит блок 1 управления, выход которого соединен с входом генератора 2 равномерно распределен- ныХ случайных сигналов и входом генератора 3 равномерно распределенных случайных сигналов, которые служат для получения случайных чисел Х и Х . ВыходыЯ ю генераторов 2 и 3 случайных. сигналов соединены с входами блоков 4.и б масштабирования соответственно, Блоки 4-5 служат для получения масштабиромнных случайных чисел Х и Х . ВыходЛ 2,блока 4 соединен с функциональным преобразомтелем 6 жпример, типа ."политрон", который служит для моделиро-; вания заданного смешанного закона распределения. Выход функционального преобразователя 6 и блока 5 подключены к блоку 7 сравнения, которая служит для сравнения сигналов, поступающих с функционального преобразователя 6 и от блока 5 и подачи сигнала на замыкание ключа 8, который предназначен для управления блоком 9 регистрации и соединен с его управляющим входом и управаяюшим входом блока 1 управления, Выход второго генератора 3 случайных сигналов, подключен к входу компаратора 10, Й " выходов которого связаны сМ " входами блока 12 весовых коэффициентов и второго блока 11 регистрации, а вы.ходы блока 12 весовых коэффициентов соединены с управляющими входами функ- . ционального преобразователя 6. 55 Фас УМЯЛА: 3 74"ход которого соединен со вторым входомключа и с входом функционального пре-,образователя, группа входов котброГосоединена с выходами блока весовыхкоэффициентов соответственно, а выходфункционального преобразомтеля сое динен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с третьимвходом ключа, а второй вход блока сравнения через первый блок масштабирования соединен с входом компаратора,выходы которого соединены с входамивторого блока регистрации соответсзвенно.Блок-схема устройства приведена начертеже,Принцип работы предлагаемого устройства основан на выборе из последомтельности равномерно распределенных случайных чисел тех чисел, которые удовлетворяют заданной плотности 1), на формиромнии смеси как случайной вели 15 25 30 Э 5 40 45 50 чины при выполнении правила, определяющего смесь случайных чиселМ НМЬ)=,. Р(Х) Е РР, - вероятность принадлежностислучайной величины к -муклассу;Х) - плотнрсть вероятности случайной величины А и к,-гокласса,Устройство работает следующим образом,Блок 1 приводит в действие блок 2 и блок 3, которые выдают напряжения, пропорциональные первой паре чисел Р, и х, причем напряжение поступает на, компаратор 10, который настроен на Й уровней напряжений, пропорциональных РЛ,Р+РР,+Р+.,Лоэтому в зависимости от напряжения Х откроется К -й выход компаратора и на к-й вход блока 12 весовых коэффициентов поступит си нал, согласно которому на управляющие пластины функционального преобразомтеля 6 будут поданы напряжения, соответствуюшие значениям функции плотности вероятности 1 (х) . Одновременнона основной вход функционального преобразователя 6 после прохождения нормировки в блок 4 поступит напряжение Х в реЛ )зультате на выходе функционального преобразователя 6 появится напряжение 1 (Хл,которое пОдается на первый вход блока 7 сравнения; а на второй вход - с выхода второго блока 5 масштабирования напряжение Х . Следует отметить, что блоки 4 и 5 представляют собой двухвходовые сумматоры с памятью, Первые входы сумматоров связаны с генераторами 2, 3, а вторые входы - с источником постоянного смещения. Сигнал с выходов сумматоров поступает непрерывно, меняясь лишь при изменении сигнала на первом входе, Это обеспечимет согласования тактэв работы, устройств. Наличие сигнала,от сумматора блока 4 на развертывающем входе политрона 6 не вызывает преждевременного появления сигнала на выходе политрона 6, так как до сигнала с компаратора 10 на блок 12, с блока 12 на управляющие пластины блока 6 подаются нулевые потенциала,Блок 7 сравнения проверяет,обеспечивается ли заданная частота появления моделируемой случайной величины у ,5 7466где Хф Х - нормированные напряжелния Хл и ХсоответсР венно.В случае выполнения неравенства блоксравнения выдает сигнал на кщоч 8, который до этого был разомкнут сигналомс генератора 2 случайных сигналов иразрешает фиксацию величины Х. Такимобразом, напряжение регистрируется блоком 9 как первый член моделируемой смеОшанной выборки, Вместе с этим второерегистрирующее устройство зафиксируетномер класса К, которому соответствует , (х . Одновременно напряжение Х запускает блок управления для 15формирования нового случайного числамоделируемой выборки,Таким образом, устройство формируетпоследовательность случайных чисел, подчиняющихся закону распределения смеси 20с указанием принадлежности каждого члена последовательности к тому или иномуиз смешиваемых классов.Устройство может быть использованов вычислительных системах и системахдиагностики для выработки тестовых последовательностей, которые представляютсобой смесь случайных величин нескольких классов,ЗОформула изобретения Устройство для формирования случайных чисел, содержащее блок управления, выход которого соединен с входом нер вого генератора равномерно распределенных случайных сигналов, выход которого соединен с входом компаратора, выходы которого соединены с входами блока-за 43 6дания весовых коэффициентов соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с пелью а,расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования случайных чисел с заданным смешанным законом распределения,оно содержит первый и второй блоки ре,гистрации, первый и второй блоки мас",штабирования, кщоч, блок-сравнения,функпиональный преобразователь, второйгенератор равномерно распределенныхслучайных чисел, вход которого соединен с выходом блока управления, входкоторого соединен с выходом ключа и спервым входом первого блока регистрапии, второй вход которого соединен спервым входом ключа, с выходом второгогенератора равномерно распределенныхслучайных чисел и с входом второго блока масштабирования, выход которого соединен со вторым входом кщоча и с входомфункционального преобразователя, группавходов которого соединена с выходамиблока задания весовых коэффициентов со/:ответственно, а выход функциональногопреобразователя соединен с первым вх,дом блока сравнения, выход которого соединен с третьим входом ключа, а второйвход блока сравнения через первый блок;масштабирования соединен с входом компаратора, выходы котора о соедйнены свходами второго блока регистрапии соответственноИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе,1. Авторское свидетельство СССР312253, кл, 0 06 Р 1/02, 1967,2, Авторское свидетельство СССР428375, кл. б 06 Р 1/02, 1972.746643 Составитель А. КарасЬвГ, Петрова Техред Л,Теслюк Корректор М. Демчик Редакт аэ 398 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проект Тираж 641 БНИИПИ Госу по делам из 113035, МоскваПодписноерственного комитета СССРретений и открытий "Ж-ЗВ, Раушская набд, 4