Генератор непрерывных случайных величин

(72) Авторы изобретени оенная артилерийская ордена Ленина Краснознаменна академия им. М.И, Калинина(71) Заяввтель 4) ГЕНЕРАТОР НЕПРЕРЬ СЛУЧАИНЫХ ВЕЛИЧИ о устроистчайные числ озволяе Однако получать сл ным диапазеиэ ном. бретения - р ных возможнот измененияучайных чисел ширени Цель из функционал тора за сч ра- модетей г иапаз ируемых Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использованов специализированных и универсальных вычислительных машинах при проведении. машинных имитационных экспериментов, в которых требуется моделировать непрерывную случайную величину.Известен генератор непрерывных случайных величин, содержащий блоки памяти, цифроаналоговый преобразователь,датчик случайных чисел, генератор гарОмонического сигнала, интегратор, ге-нератор линейного напряжения, сумматор, умножитель, логические элементы 11.Недостатком генератора является .его сложность.Наиболее близким к предлагаемомуявляется генератор непрерывных случайных величин содержащий блок памяЭ20ти, блок сравнения, элементы И, генератор напряжения, переключатель,индикатор, датчик случайных чисел,функциональный преобразователь 2. Поставленная цель достигается тем, что генератор непрерывных случайных величин, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со входом датчика случайных чисел и с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом генератора ступенчатого напряжения, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого через первый блок памяти подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого подклю" чен к выходу датчика случайных чисел, введены второй и третий блоки памяти, третий элемент И, первый и второй элементы задержки, умножитель, сумма тор, формирователь импульсов, счетчик дешифратор и триггер, счетный вход . которого через первый элемент задержки подключен к выходу генератора тактовых импульсов, единичный выход триггера соединен со вторыми входами первого и второго элементов И, нулевой выход триггера соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу датчика случайных чисел, выход блока сравнения соединен со вторым входом генератора ступенчатого напряжения, - сс управляющим входом дешифратора и через второй элемент задержки со входом "Установка" ,счетчика, счетный вход которого через формирователь импульсов подключен к выходу генератора ступенчатого напряжения,а выход счетчика подключен ко входу дешифратора, выход которого соединен со входами второго и третьего блоков памяти, выходы которых соединены соответственно с первыми входами сумматора и умножителя, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, а выход умножителя соединен со вторым входом сумматора, выход которого является выходом генератора. На чертеже приведена блок-схема.Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, выход которого соединен со входом датчика 2 случайных чисел, равномерно распределенных в интервале ( 0,1), через первый элемент 3 задержки со счетным входом триггера 4 и с первым входом первого элемента И 5. Выход датчика 2 случайных чисел соединен с первыми входами второго б и третьего 7 элементов И. Единичный выход триггера 4 соединен со вторыми входами первого 5 и второго 6 элементов И, Нулевой выход триггера 4 соединен со вторым входом третьего элемента И 7, Выход первого элемента И 5 соединен с первым входом генератора 8 ступенчатого напряжения. Выход второго элемента И 6 через первый блок 9 памяти соединен с первым входом блока 10 сравнения, второй вход которого подключен к выходу генератор 8 ступенчатого напряжения и через формирователь 11 импульсов к счетному входу счетчика 12, вход "Установка" которого через второй элемент 13 задержки .соединен со входом генератора 8 ступенчатого. 8775344напряжения, с управляющим входом дешифратора 14 и с выходом блока 10 сравнения, Выход счетчика 12 через дешифратор 14 соединен со входами второго 15 и третьего 16 блоков памяти, выходы которых соединены с первыми входами умножителя 17 и сумматора 18. Выход третьего элемента И 7 через умножитель соединен со входом сумматора 18, выход которого является выходом устройства.Генератор 8 ступенчатого напряжения последовательно, начиная с исходного положения, при котором напряжение на его выходе равно нулю, воспроизводит ступенчато возрастающее напряжение, пропорциональное величинам,Р,1, Р 1 +Р 2),Р +Р + +Р Р + + +Р,=1 (1)20В качестве генератора ступенчатого напряжения могут быть использованы блок переменных коэффициентов 25или электронный мультикомпаратор,позволяющие воспроизводить ступенчато возрастающие функции.Устройство работает следующим образом,В исходном положении триггера 4элементы 5 и 6 открыты, элемент И 7закрыт. Импульс, вырабатываемый генератором 1 при пуске, проходит через 35элемент И 5 и запускает. генератор 8ступенчатого напряжения, а такжепобуждает датчик 2 выдать случайноечисло Й, которое проходит через элемент И б на вход блока 9 памяти и на 40блок 10 сравнения, Этот же импульсчерез элемент 3 задержки поступаетна триггер 4 и переключает его. Приэтом закрываются элементы И 5 и 6и открывается элемент И 7. Время 45 задержки необходимо для того, чтобыпереключение элементов И не произошло раньше того, как будет запущенгенератор 8 и случайное число В поступит на вход блока 9 памяти.50С выхода генератора 8 на второйвход блока 10 сравнения последовательно поступают скачки напряжения, значения которых пропорциональны величи нам (1), В блоке 10 сравнения эти величины в той же последовательности сравниваются с числом В. Блок 10 сравнения выдает сигнал только в томРЯ, 1+Р К Я+Р +, +Р ЙР +Р +Р 20 Формула изобретения сел и с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первымвходом генератора ступенчатого напряжения, выход которого соединен спервым входом блока сравнения, второйвход которого через первый блок памяти подключен к выходу второго Элемента И, первый вход которого подключенк выходу датчика случайных чисел,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей устройства за счет изменейия диапазона;моделируемых: случайных величин, оно содержит второй итретий блоки памяти, третий элементИ, первый и второй элементы задержки,умножитель, сумматор, формировательимпульсов, счетчик, дешифратор итриггер, счетный вход которого черезпервый элемент задержки подключен квыходу генератора тактовых импульсов,единичный выход триггера соединенсо вторыми входами первого и второгоэлементов И, нулевой выход триггерасоединен с первым входом третьего 5 8775случае, когда удовлетворяется одноиз неравенств Если удовлетворяется неравенство1 О то, в силу последовательности проверки неравенства(2) , это означаетчто выполняется также неравенствоР +Р +" +Р %Р +р+ +Р-1С другой стороны,Р(9,+Р + . - Я,"1 -)++Р) =Р.Блоки 11,12,14 предназначены для того,чтобы определить случайную величину( с вероятностью Р и интервалЬ+1 )Ступенчато возрастающее выходное 25напряжение генератора 8 подается навход формирователя 11 импульсов. Прикаждом скачке напряжения формирователь 11 выдает импульс, В качествеформирователя импульсов можно использовать дифференцирующее устройство, Импульсы накапливаются в счетчике 12. Число накопленных в счетчике12 импульсов является адресом, по которому в блоках 15 и 16 записанывеличины Хи Х + - Х соответственно, Содержимое .счетчика 12 подаетсяв блоки 15 и 16 через дешифратор 14Из блока 15 величина Х поступает всумматор 18, а из блока 16 величинаХ+,1-Х 1 в блок 17 умножения.В момент, когда выполняется неравенство ( 3) , число импульсов в счетчике 12 равно 1. В этот момент выходной сигнал блока 10 сравнения 45поступает на второй вход дешифратора14 и разрешает выдачу адреса из счетчика 12 в блоки 14 и 15. Одновременно выходной сигнал блока сравненияпоступает на вход генератора 8 ступен очатого напряжения и через элемент13 задержки на вход "Установка" счетчика 12, Под действием этого сигналагенератор 8 возвращается в исходное положение и очищается счетчик 12,Время задержки необходимо для завершения процесса в дешифраторе 14 иблоках 15 и 16 до того, как очистится счетчик 12. 34 6Второй импульс генератора 1 побуждает датчик 2 выдавать второе случайное число В, которое через открытый элемент И 7 ( элементы И 5 и 6 закрыты) поступает на вход блока 17 умнлужения. Величина, равная произведению(1 -Х-)К1+ поступает в сумматор 18, где склады- " вается с величиной Х и формируется случайное число , Одновременно второй импульс генератора 1 через элемент 3 задержки поступает на счетный вход триггера.4 и переключает его. Вследствие этого элемент И 7 закрывается, элементы И 5 и 6 открываются 7 и устройство готово к циклу выработки очередного случайного числа. Таким образом, устройство позволяет принципиально точно моделировать непрерывные случайные величины, кривая распределения которых задана в виде гистограмма или аппроксимирована ступенчатой линией, и для его реализации могут быть использованы стандартные узлы и элементы аналоговой и аналого-цифровой вычислительной техники, что расширяет область его применения,Генератор непрерывных случайных величин, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со входом датчика случайных чиСоставитель А. Карасовтор Е. Петраш Техред А,Бабинец Корректор Г, Назаров 749 Подписиого комитета СССРтений и открытийРаушская наб д /5 3 Тираж Государственн по делам изобр 13035, Москва, Ж,Заказ 9616 7 ВНИИПИ4 Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная 7 8 элемента И, второй вход которого подключен к выходу датчика случайных чисел, выход блока сравнения соединен со вторым входом генератора ступенчатого напряжения, с управляющим вхо" дом дешифратОра и через второй элемент задержки со входом "Установка" счетчика, счетный вход которого через формирователь импульсов подключен к выходу генератора ступенчатого напряжения, а выход счетчика подключен ко входу дешифратора, выход которого соединен со входами второго и третьего блоков памяти, выходы 77534 8,которых. соединены соответственно спервыми вхрдами сумматора и умножителя, второй вход которого соединенс выходом третьего элемента И, авыход умножителя соединен со вторымвходом сумматора, выход которогоявляется выходом генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 О 1; Авторское свидетельство СССР9 507874, кл, 8 06 8 7/26, 1974.,2. Авторское свидетельство СССР9 444176, .кл, 6 Об Р 1/02, 1973 (прототип).