Устройство для определения вероятностного состояния системы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСО,ИЖЛФРКВЧЕПикРЕСПУБЛИК 6 Р 15/20 ОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБ ОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 4(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯВЕРОЯТНОСТНОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ(57) Изобретение относится к области вычислительной техники и можетбыть использовано при исследованиисложных систем. Целью изобретенияявляется расширение функциональныхвозможностей за счет определениявероятности перехода системы с непрерывным временем изменения состояния в любое возможное состояние зазаданное время. Состояние системыотображается в виде вершин графа,АВТОРСКОМ,Ф СВИ 801282152 А 1 дугами которого являются вероятности перехода системы из одного состояния в любое возможное состояние зазаданное время. Устройство содержитматрицу пхп ячеек памяти, генератортактовых импульсов, шесть групп элементов И, первый элемент ИЛИ, двегруппы элементов ИЛИ, три элементазадержки, блок умножения, блок индикации, первый накапливающий сумматор, схему сравнения, две группы ре-.гистров, два счетчика по модулю п,два дешифратора, первая, вторая,третья и шестая группы элементов Исодержат по и подгрупп элементов Икаждая, а каждая ячейка памяти содерж:т группу элементов И и регистрпамяти. Поставленная цель достигается введением четвертого элемента задержки, второго элемента ИЛИ, элемента И, второго накапливающего сумматора и генератора случайных сигналов, а также за счет новых связеймежду блоками устройства. 2 ил.2 2сумматором 15 формирует текущее времяизменения состояния системы.текСхема 12 сравнения предназначена для сравнения текущего времени 1:и затек данного времени Тисследования системы, поступающего на информационный вход 32. В устройстве используется выход схемы 12 сравнения приУстройство работает следующим образом.В исходном состоянии регистры 34 ячеек 2 памяти матрицы 1 хранят вероятности перехода К-х вершин в различные состояния, регистры 17 содержат исходное вероятное состояние системы, счетчик 6, сумматоры 14 и 15 в нулевом состоянии, счетчик 7 в единичном состоянии, по информационному входу 32 подается величина С д.При поступлении сигнала на вход 31 запуска генератора 3 тактовых импульсов он выдает последовательность импульсов, которые поступают на счетный вход счетчика 6, и на выходных -х шинах дешифратора 4 (х=1,2,.., и, п+1) вырабатываются сигналы, которые разрешают считывание информации с регистров 34 1-х строк матрицы 1 (=1,2и) и -х регистров группы 17 Так как счетчик 7 находится в единичном состоянии, то сигнал на первом выходе дешифратора 5 разрешает считывание информации с регистров 34 первого столбца матрицы 1. Одновременно по сигналу с первого выхода дешифратора 5 начинает работу генератор 30 случайных чисел. Последний Фбрмирует числа, определяющие время очередного изменения состояния системы, которое характеризуется заданным законом распределения. Результат очередного суммирования случайных чисел в накапливающем, сумматоре 15 характеризует текущее время изменения состояния системыСигнал с первого выхода дешиТекфратора 5, пройдя через элемент 10 задержки, разрешает подачу Сна первую группу входов схемы 12 сравнения, на вторую группу входов кото" рой подается величинаЭлемент 10 задержки задерживает управляющий сигнал на время получения Т ек с помощью генератора 30 случайных чисел и сумматора 15, Результат сравнения анализируется по томч зовано при исследовании сложных систем,Целью изобретения является расширение функциональных возможностейза счет определения вероятности перехода системы с непрерывным временем изменения состояния в любое возможное состояние за заданное время,Состояние системы отображается ввиде графа, дугами которого являютсявероятности перехода системы из одного состояния в другое.На Фиг, 1 представлена схема устройства для определения вероятностисостояния системы; на Фиг. 2 - схемаячейки памяти.Устройство содержит матрицу 1 размером пхп, состоящую из ячеек 2 памяти, генератора 3 тактовых импульсов,первый 4 и второй 5 дешифраторы, первый б и второй 7 счетчики по модулюи, элементы 8 - 11 задержки, схему 12 25сравнения, блок 13 умножения, первый14 и второй 15 накапливающие сумматоры первую 16 и вторую 17 группы регистров, блок 18 индикации, группыэлементов И 19 - 24, причем группыэлементов И 19 - 21 и 24 содержат иподгрупп элементов И, первую 25 ивторую 26 группы элементов ИЛИ, первый 27 и второй 28 элементы ИЛИ, элемент И 29, генератор 30 случайныхчисел, вход 31 запуска устройства,информационный вход 32, Каждая ячей"ка 2 памяти содержит группу элементов И 33, регистр 34 памяти, адресные входы 35 и 36, информационныйвход 37,40Блок. умножения 13 предназначендля перемножения вероятностей перехода К-х вершин на исходное вероятное состояние системы, хранящееся врегистрах 17 (К=1,п), Накапливающий45сумматор 14 предназначен для Формирования значения вероятности переходаК-й вершины. Группа регистров 16,предназначена для Формирования и хранения вероятностей перехода дискрет"ной системы на текущий момент времеизменения состояния системыекГенератор 30 случайных чисел предназначен для формирования числа, определяющего время очередного изменения состояния системы, которое характеризуется заданным законом распределения, и вместе с накапливающим 1 128215Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь3 1282же управляющему сигналу, прошедщемучерез элементы 10 и 11 задержки.Элемент 11 задержки задерживает управляющий сигнал на время полученияустойчивого результата сравнения.5При результате сравнения 1 с 1 ,аустройство продолжает работу, т.е.продолжает процесс определения вероятного состояния системы на момент времени , . Через группу элементов КИЛИ 25 информация последовательно срегистров 34 1-ных строк первогостолбца матрицы 1 поступает на первый вход блока 13 умножения, на второй вход которого поступает информация последовательно с 1-х регистров 17. В результате последовательного умножения вероятностей переходаэлементов первого столбца и вероятностей исходного состояния системы 2 Ои последующего суммирования полученных и произведений в накапливающем сумматоре 14 сформируются значения вероятного состояния первойвершины. Суммирование в сумматоре 14 25происходит всякий раз при поступлении управляющего сигнала на группуэлементов И 22 от -х выходов первого дешифратора 4 через элемент ИЛИ27 и элемент 9 задержки, Элемент 9 30задержки задерживает управляющийсигнал на время получения произведения вероятностей элементов -й строки матрицы 1 и -го регистра 17,Сформированное значение вероятного состояния первой вершины (содержимое сумматора 14) записываетсяв регистра 16, через группу элементов И 19 по разрешающим сигналамс первого выхода дешифратора 5 и 40(и+1)-го выхода дешифратора 4. Сигнал с (и+1)-го выхода дешифратора 4,пройдя через элемент 8 задержки иэлемент ИЛИ 28, установит сумматор 14в исходное нулевое состояние, Этот 45же сигнал поступает и на счетныйвход счетчика 7, увеличивая его состояние на единицу. Таким образом,разрешается считывание информациивторого столбца ячеек 2 памяти матрицы 1. При поступлении тактовых,импульсов от генератора 3 на счетныйвход счетчика 6 и при появлении сигналов на 1-х выходах дешифратора 4аналогично происходит последовательное считывание информации с регист(ров 34 -х строк второго столбца матрицы 1 и 1-х регистров 17. Путем последовательного умножения вероятнос 152 4тей и последующего их суммированияв сумматоре 14 получаем значение вероятного состояния второй вершины,которое записывается в регистр 16йАналогично формируются значениявероятного состояния остальных вершин.Заканчивается процесс формирования значений нового вероятного состояния системы на момент времени Стей при появлении сигнала на (и+1)-м выходе дешифратора 5, который разрешает перезапись информации с регистров 16 в регистры 17 через подгруппы элементов И группы 2 1, При отсутствии сигнала с выхода элемента И 29 устройство аналогично определяет момент времени изменения состояния системы с помощью генератора 30 случайных чисел и сумматора 15 и для этого момента времени (если удовлет" воряется условие С ,1) опредетек Зо ляется аналогично вероятное состояние системы При условии е сигнал с выхода элемента И 29 пог пает на управляющие входы элементов И группы 24, разрешая при этом выдачу содержимого регистров 17 на блок индикации, т,е, выдачу сформированного вероятного состояния системы за вре- МЯ Таад еСумматоры 14 и 15 устанавливаются в исходное нулевое состояние, счетчик 7 устанавливается в исходное единичное состояние, работа генератора 3 тактовых импульсов блокируется, работа устройства заканчивается.Предлагаемое устройство позволяет оперативно определить вероятность перехода системы с непрерывным временем изменения состояния в любое возможное состояние за заданное время. Формула изобретения Устройство для определения вероятностного состояния системы, содержащее матрицу пхп ячеек памяти, генератор тактовых импульсов, первую, вторую, третью, четвертую, пятую и шестую группы элементов И, первый элемент ИЛИ, две группы элементов ИЛИ, три элемента задержки, блок умножения, блок индикации, первый накапливающий сумматор, схему сравнения, две группы регистров, два счетчика по модулю и, два дешифратора, первая, вторая, третья и шестая группы элементов И имеют по и под 1282152групп элементов И каждая, а каждаяячейка памяти матрицы содержит группу элементов И и регистр памяти, выход каждого 1-го разряда которогоподключен к первому входу х-го элемента И группы данной ячейки памяти(где 1=1,2, ,и), вторые входы всехэлементов И группы ячейки памяти объ.единены, третьи входы всех элементовИ группы ячейки памяти объединены, 10управляющий вход генератора тактовых импульсов является входом запуска устройства, выхоц генератора тактовых импульсов подключен к счетномувходу перього счетчика по модулю и, 15разрядные выходы которого подключенысоответственно к разрядным входампервого дешифратора, каждый -й выход которого (х=1,2п) подключенк -му входу первого элемента ИЛИ, 20к вторым входам элементов И группыкаждой из ячеек памяти х-и строкиматрицы и к первым входам элементовИ 1-й подгруппы первой группы,(и+1)-й выход первого дешифратораподключен к входу первого элементазадержки, и к первым входам всехэлементов И второй группы, выходпервого элемента задержки подключенк счетному входу второго счетчикаФпо модулю и, разрядные выходы которого подключены соответственно к разрядным входам второго дешифратора,каждый -й выход второго дешифратораподключен к третьим входам элементов И группы каждой из ячеек памятис д-го столбца матрицы и к вторымвходам элементов И -й подгруппы второй группы, (и+1)-й выход второго дешифратора подключен к первым входамэлементов И третьей группы, выход-го элемента И группы каждой из ячеек памяти 1-го столбца матрицы (1=.1,2;,и) подключен к х-му входу 1-гоэлемента ИЛИ первой группы, выход которого подключен к 1-му входу первойгруппы информационных входов блокаумножения, каждый 1-й вход второйгруппы информационных входов которого подключен к выходу 1-го элементаИЛИ второй группы, каждый х-и выходгруппы информационных выходов которого подключен к первому входу -гоэлемента И четвертой группы, вторыевходы всех элементов И четвертойгруппы объединены и подключены к выходу второго элемента задержки, входкоторого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, выход каждого 1-го элемента И четвертой группы подключен к х-му входу группы информационных входов первого накапливающего сумматора, выход которого подключен к третьим входам элементов И второй группы, выход -го элемента И 1-й подгруппы второй группы подключен к входу .-го разряда 1-го регистра первой группы, выход 1-го разряда 1-го регистра подключен к второму входу -го элемента И 1-й подгруппы третьей группы, выход каждого д-го элемента И 1-й подгруппы третьей группы под-. ключен к входу х - го разряда 1 - го регистра второй группы, выход 1-го разряда 1-го регистра второй группы подключен к второму входу -го элемента И 1-й подгруппы первой группы, выход -го элемента И 1-й подгруппы первой группы подключен к 1-му входу -го элемента ИЛИ второй группы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения фукнциональных возможностей за счет определения вероятности перехода системы с непрерывным временем изменения состояния в любое возможное состояние за заданное время, оно дополнительно со,цержит четвертый элемент задержки, второй элемент ИЛИ, элемент И, второй накапливающий сумматор, генератор случайных чисел, вход запуска которого соединен с входом третьего элемента задержки и подключен к первому выходу второго дешифраторавыход генератора случайных чисел подключен к информационному входу второго накапливающего сумматора, выход третьего элемента задержки подключен к первым входам элементов И пятой группы и к входу четвертого элемента задержки, выход которого подключен к первому входу элементов И, каждый выход группы выходов накапливающего сумматора подключен к второму входу одноименного элемента И пятой группы, выход каждого элемента И пятой группы подключен к одноименному входу первой группы информационных входов схемы сравнения, вторая группа информационных входов которой является группой информационных входов устройства, выход схемы сравнения подключен к второму входу элемента И, выход которого подключен к установочному входу второго накапливающего сумматора,1282152 8го -го разряда 1-го регистра второйгруппы подключен к второму входуд-го элемента И 1-й подгруппы шестойгруппы, второй вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу первогоэлемента задержки, выход второго элемента ИЛИ соединен с установочнымвходом первого накапливающего сумматора к установочным входам первого и второго счетчиков по модулю и, к блокировочному входу генератора тактовыхимпульсов, к первому входу второгоэлемента ИЛИ и к первым входам всехэлементов И шестой группы, выходыкоторых подключены к одноименнымвходам блока индикации, выход каждог. г ль Т.СапуноваХодаиич Корректор Е.Сирохман Ьостави актор И.Шулла Техредаказ 72 б 9/4 Подписноекомитета СССРи открытийушская наб., д, 4/5 Тираж 670ИИПИ Государпо делам из3035, Москва венного тенин 35, Р оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектна с