Генератор случайных чисел моделирования генеральной совокупности по объектам выборочной совокупности

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик в 903873) Дополнительное к сеид-ву 06,80 22)Заявлен 5)М. Кл,721 4 исоецинением вки РЙ сударственный комнт СССР(23) Приоритет Опубл иков о делам нзобретеннй и открытийата опубликования описанн 7.02.8(72) Автор изобретен Коорт 1) Заявитель 54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ МОДЕЛИРОВ ГЕНЕРАЛЬНОЙ СОВОКУПНОСТИ ПО ОБЪЕКТАМ ВЫБОРОЧНОЙ СОВОКУПНОСТИ анных генераовых импульсов,.всего генераявляютсонизирую блок та й работ Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение при моцепировании структуры и функционировании различных технических систем, в том числе систем массового обслукивания, гце характеристики некоторых или всех элементов системы прецставляют собой случайные величины, причем параметры распрецепения этих случайных величин опрецеляются путем наб.- .пюцения, измерения ипи испытания некоторого количества этих элементов ( выборочной совокупности объектов), случайным образом выбранных из всего множества этих элементов (генеральной совокупности объектов) . Прецлагаемое изобретение прецназначено также цля генерирования значений характеристик объектов, относящихся ко всему их множеству исхоця из известных,характери тик только части объектов. Известны генераторы случайных чисел цпя стохастического моцелпрования,. которые позволяют генерировать спучайные числа не только с простейшими распреаелитепями, какими являются равномерное распрецеление и гауссовскоераспрецеление, но и с более сложнымираспрецелениями типа гамма-распрецеления со всеми его частными случаями,бета-распрецепения, хи-распрецеленияили погарифмически нормального распрецепения. Особенностью указанныхгенераторов является то, что параметрыраспрецепения случайных чисел соответствующего типа, значения которых устанавливаются в цатчиках параметров генератора, считаются неслучайными и извесными, Эти генераторы хорошо выполняютфункции, цпя выполнения которых онипрецназначены, но в то же время отмеченная особенность препятствует ихприменению в новых зацачах моцепирования, гце параметры .распрецепения уженельзя считать неслучайными.Общими апя всех указ. во которых соответствует количествупараметров распределения генерируемыхслучайных чйсел, и блок генерированияслучайных чисел в соответствии с уста-.новленными в датчиках значениями параметров распределения, При этом структура блока генерирования случайных чисел различна для различных типов рас;пределения, но в общем этот блок пост-, 10роен иэ таких субблоков как сумматор,умножитепь, интегратор и квадратор, атакже субблок генерирования спучайныхчисел с простейшим распределением -гауссовским 11, Ю и 13115Наиболее бпизким по техническойсущности к изобретению является генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, датчики постоянных чисел, и генератор спучайныхчисел, вход которого соединен с выходомгенератора тактовых импульсов, а выходявляется выходом устройства 41,Недостатком этого устройства является то, что выдаваемые",датчиками постоянных чисел сигналы (например, ввиде импульсов определенной амппитуды)представпяют числа - постоянные. Однако в практике научного исследования иинжерных разработок возникают задачи,где параметры распределения вырабатываемых случайных чисел должны, в своюочередь, рассматриваться как случайныечисла. Пусть, например, требуется моделировать объекты генерапьной совокупнос 35ти, каждый из которых характеризуетсяединственной характеристикой, например,олиной, коэффициентом усиления, прочностью, принимающей случайные значенияв,соответствии с гауссовским распреде 40лением (т. е, требуется генерироватьслучайные значения длины, коэффициента.усиления ипи прочности). Для определенияпараметров распределения этой характеристики в генеральной совокупности45(среднего значения и дисперсии в случаегауссовского распределения) случайновыбирается определенное число объектовиэ генеральной совокупности, определяется значение характеристики для каждогообъкта (длина, коэффициент усиления или50прочность каждого объекта) и определяется среднее значение и дисперсия характеристики тех объектов, которые попалив выборочную совокупность. Однако вследствие спучайности образования выбороч 55юной совокупности среднее значение и дисперсия сами являются случайными величинами и распределены соответственно распределению Стьюдента с К степенями свободы и хи-квадрат-распределению с К степенями свободы, если через К обозначать объем (число объектов) выборочнойсовокупности. Таким образом, чтобы теперь генерировать случайное число дпямоделирования характеристики одногообъекта генеральной совокупности нужносначала генерировать два случайных числа в соответствии с распределениемСтьюдента и хи-квадрат-распределением,а потом, используя полученные два спучайных числа, генерировать случайное числов соответствии с гауссовским распредепением. Известное устройство не позволяетэтого делать.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства засчет генерирования случайных чисел сослучайными параметрами распределения.Поставпенная цепь достигается тем,что генератор случайных чисел моделирования генеральной совокупности по объектам выборочной совокупности, содержащий генератор тактовых импульсов, генератор случайных чисел, синхронизирующий вход которого соединен с первымвыходом генератора тактовых .импульсов,а выход является выходом устройства,первую группу датчиков постоянных чиселпо числу параметров распределения первого генерируемого выборочного параметра, дополнительно содержит щ (и =1, 2,3 ) дополнительных генераторов случайных чисел по числу одновременно генерируемых выборочных параметров и(м) дополнительных групп датчиковпостоянных чисеп, каждая К-ая (К=1,2 м) из которых содержит "с/"х =1,2) датчиков постоянных чисеп по числупараметров распределения К-ого выборочного параметра, причем выходы датчиковкаждой группы датчиков постоянных чисепсоединены с информационными входамисоответствующего дополнительного генератора снучайных чисел, выходы дополнительных генераторов случайных чисел. со-единены с информационными входами генератора случайных чисел, а второй выход генератора тактовых. импульсов соединен с сиихронизирующими входами дополнительных генераторов случайных чисеп.На чертеже представлена блок-схемагенератора,Предлагаемый генератор содержит генератор .1 тактовых импульсов, группыдатчиков постоянных чисел 2, .22 дополнительные генераторы случайных чисел 3 ". Зс, ". 3 и, генератор873 6предлагаемого устройства объектами. Для важнейших типов распределения (равномерное распрецеление, гауссовское распределение хи-квадрат-распределение, хи-распределение,логарифмическинормаль ное распределение, распрецеление Стьюден та, бетараспределение) нмеется,по крайней мере один известный путь его осуществления, Требуемый тип распреаеления определяет, в свою .очередь, необходимое количество датчиков постоянных чисел дпя каждого попопнитепьного генератора случайных чисел, например, пва цатчика цля равномерных и гауссовских распределений, 5 четыре датчика цля бета-распреаелений,Аналогичным образом тип распределения спучайных чисел, вырабатываемых генератором 4 случайных чисел, определяет копичество дополнительных генераторов случайных чисел, например два дополнидтепьных генератора ппя равонмерных и гауссовских распрецепений, четыре дополнительных генератора пля бета-распреаелений. 5 003случайны чисел 4; Первый выхоц генератора 1 тактовых импупьсов соединен с.синхронизирующим вхоцом генератора 4случайных чисел, а второй выхоц - ссинхронизирующими входами всех пополнитепьных генераторов случайных чисеп3,3, . 3 выходы которых соединены с информационными вхоцами генератора 4 спучайных чисел. Выхоаыкажаой группы датчиков постоянных чисел 2, 22 соецинены с информационными выхоцами соответствующегодополнитепьного генератора случайныхчисел 3,З, ". 3Генератор работает спецующим образом, .Генератор 1 тактовых импульсов син-,хронизирует работу всего устройства, Вцатчиках постоянных чисел групп 2,2 к, . 2 устанавпиваются значения параметоов распределения случайных чиселкоторые вырабатываются в цопопнитель.ных генераторах случайных чисеп 34,Зк,3. Значения параметров с выходов цатчиков постоянных чисел групп 252, .2 2 поцаются на информационные вхоцы дополнительных генераторовслучайных чисел 3,33,По поступлении со второго выхоца генератора 1 тактовых импупьсов запускающего импульса аонопнитепьные генераторы случайных чисел 3,3,Звырабатывают случайные числа в соответствии с параметрами распределения,устанавпиваемь;ми в цатчиках постоянных чисеп групп 2,2 к 2, Случайные числа с выхоиов цопопнитегьныхгенераторов, спучайных чисел 31, 3,Зи, поступают на информационные входыгенератора 4 случайных чисел. По по - 4 аступпении запускающего импульса с первого выхоаа генератора 1 тактовых импульсов на синхронизирующий вхоц генератора 4 случайных чисел последний вырабатывает случайное число, используя 45при этом случайные числа с выходов аополнитепьных генераторов случайных чисел 31,Зк,З в качестве параметров распрецеления, Выработанное генератором 4 случайных чисел случайноечисло поступает на выход устройства,Как и в известном, в предлагаемомустройстве структура генератора случайных чисел Зл,3,3, и генератора 4 опредепяется типом распределения,55в соответствии с которым нужно генерировать случайные числа, Тип распределения случайных чисел, в свою очерець, опрецеляется моделируемыми при помощи Таким образом, прецлагаемое устройство позволяет генерировать случайные чиспа пля моаепирования объектов генеральной совокупности, имеющих случайные характеристики, по панным об объектахвыборочнойсовокупности.Генераторпо- . зволяет генерировать генеральную совокуп ность объектов с любым распределением их случайной характеристики и с любым распре делением случайных параметров. Экономический эффект от применения преалагаемого устройства заключается в возможности замены натурных исследований и испытаний объектов исслепованиями на моделях для нового кпасса задач. формула изобретения Генератор случайных чисел моделирования генеральной совокупности по объектам выборочной совокупности, содержащий генератор тактовых импульсов, генератор случайных чисел, синхронизирующий вход которого соеаинен с первым выходом генератора тактовых импульсов, а выход является выходом устройства, первую группу датчиков постоянных чисел по числу параметров распределения первого генерируемого выборочного . параметра: о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це лью расширения функциональных возможностей устройства за счет генерированияСостави ель О, МайороЕЛарл о ниик Редактор Н. Лазаренк Тех ед Корректор А, ДзяткоПодписноеР 31о комитета ССи открытийРаушская наб аказ 123/ Тираж 7 НИИ ПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, д. 4/5 илиал ППП Патент", г. Ужгород., ул. Проектная, 4 7 0038 случайных чисел со случайными параметрами распределения, оно содержите(и= 1, 2, 3) дополнительных генераторов случайных чисел по числу одновременно: генерируемых выборочных параметров и5 (-1) дополнительных групп датчиков постоянных чисел, каждая К-ая (К=1, 2 .ил) из которых содержит ик ( 1, 2) датчиков постоянных чисел по числу параметров распределения К-ого 1 О генерируемого выборочного параметра, причем выходы датчиков каждой группы датчиков постоянных чисел соединены с информационными входами с оответствующего дополнительного генератора случайных , чисел, выходы дополнительных генераторов случайных чйсел соединены с информационны 4 Фф ф файф, (Л"."3.б . -,1 ми входами генератора случайных чисел,а второй выход генератора тактовых импульсовсоединен с синхронизирующими входамидополнитепьных генераторов случайныхчисел. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Быков В,В, Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. М.,Советское рацио", 1971, с. 55-163.2, Авторское свидетельство СССР552628, кп, 907 С 15/00, 1975.3. Авторское свидетельство СССР647716, кп, 6 07 С 15/00, 1976.4. Авторское свидетепьство СССР590790, кл. 6 07 С 15/00, 1975