Управляемый датчик случайных чисел

(56) Авторское свЯф 690469, кл. С 0 элемент запервого ыход вто дресным и, группа орого соеонных вх У 15 Н,Василь)ндетельство СССР 7/58, 1977. ооответстрого соед ных входо оответстрого соеока индид схемы яющим вхс входомисел,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) 1. УПРАВЛЯЕМЫЙ ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ по авт.св. Р 690469,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей датчика за счет случайногоперемешивания элементов множества, онсодержит преобразователь код - напряжение, генератор одиночных импульсов,два счетчика, блок элементов задержки, элемент задержки, цифроаналоговыйпреобразователь, схему сравнения, элемент НК, второй блок памяти, два блока ключей, блок перестановок чисел,блок индикации, выход регистра памятидатчика соединен с информационным входом первого блока ключей, выход которого соединен через блок элементовзадержки с информационным входом второго блока памяти и через преобразователь код - напряжение - с входомгенератора одиночных импульсов, выход которого соединен со счетнымивходами первого и второго счетчиков,информационный выход первого счетчика через цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой является входом задания числа перемешиваемых элементов множества датчика,а выход схемы сравнения через элементНЕ соединен с управляющим входом первого блока ключей и через держки - с входом "Сброс" счетчика, информационный рого счетчика соединен с входом второго блока памя информационных выходов ко динена с группой информац дов второго блока ключей венно, группа выходов кот иена с группой информацио блока перестановок чисел венно, группа выходов кот динена с группой входов б кацип соответственно, вых сравнения соединен с упра дом второго блока ключей "Пуск" блока перестановок 2. Датчик по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что блок перестановок чисел содержит группу цифроаналоговых преобразователей, группу схем сравнения, две группы ключей, группу элементов ИЛИ, регистр памяти, элемент ИЛИ, элемент задержки, счетчик, дешифратор и генератор линейно-изменяющегося напряжения, вход которого объединен с входом элемента задержки и является входом "Пуск" блока, группой информационных входов которого являются информационные входы ключей первой группы и входы цифроаналоговых преобразователей группы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих схем сравнения группы, вторые входы которых подключены к выходу генератора линейно-изменяющегося напряжения, а выходы схем сравнения группы соединены с входами элемента ИЛИ, соответственно, и с управляющими входами соответствующих ключей пер1305676 вой группы, выходы которых соединеныс входами элементов ИЛИ группы соотвественно, выходы которых соединеныс информационными входами ключей второй группы, выходы которых соединеныс входами регистра памяти соответственно, выходы которого являются группой выходов блока, выход элемента ИЛИ Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при статистическом моделировании и является усовершенствованием устройства по автсв, Р 690469.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика за счет случайного перемешивания элементов множества.На фиг.1 приведена блок-схема датчика; на фиг.2 " функциональная схема блока перестановок чисел.Датчик содержит блок 1 ввода функции распределения, блок 2 параллельного сравнения чисел, блок 3 дифференцирования, квантователь 4, регистр 5 сдвига, блок 6 памяти, блок 7 определения максимума, делитель 8, генератор 9 равномерно распределенных случайных чисел, блок 10 триггеров, блок 11 элементов И, регистр 12 памяти, блок 13 ключей, преобразователь 14 код - напряжение, генератор 15 одиночных импульсов, счетчик 16, цифроаналоговый преобразователь 17, схему 18 сравнения, блок 19 элементов задержки, элемент 20 задержки, элемент НЕ 21, блок 22 памяти, счетчик 23, блок 24 ключей, блок 25 перестановки чисел, блок 26 индикации. Блок 25 перестановки чисел содержит группу цифроаналоговых преобразователей 27, группу схем 28 сравнения, генератор 29 линейно изменяющегося напряжения, группу ключей 30, элемент ИЛИ 31, счетчик 32, блок 33 элементов ИЛИ, группу ключей 34, дешифратор 35, регистр 36 памяти, элемент 37 задержки.Датчик работает следующим образом.Непрерывные значения заданной фун" кции распределения с блока 1 ввода поступают в блок 3 дифференцирования соединен с счетным входом первогосчетчика, входСброс" которого соединен с выходом элемента задержки, авыходы разрядов счетчика соединеныс соответствующими входами дешифратора, выходы которого соединены с управляющими входами ключей второй группы соответственно,и квантователь 4. С блока 3 значениеР (х) подается в блок 6 памяти, откуlда возвращаются на второй вход блока3, с второго выхода которого снимают ся значения второй производной Р (х)и направляются в блок 7 определениямаксимума, Этот блок определяет наибольшее значение второй производнойзаданной Функции распределения и соответствующую ему абсциссу. По сигналу с блока 7 первый блок 6 памятивыдает на вход делителя 8 значениепервой производной, соответствующейучету наибольшей кривизны заданнойфункции распределения. На другой входделителя поступает умноженная на двас помощью регистра 5 сдвига величинадопустимой погрешности воспроизведения заданной функции распределения.Эта величина выдается на регистр 5сдвига с выхода блока 1 ввода, Делитель осуществляет вычисление интервала дискретизации и подает его значения в квантователь 4, который осуществляет дискретизацию непрерывнойФункции распределения с вычисленныминтервалом и выдает дискретные значения заданной Функции распределения 30на первые входы блока 2 параллельного сравнения чисел и значения аргументов узловых точек - на вторые входы выходного блока 12. В тактовые моменты времени с генератора 9 равномерно распределенных случайных чисел 35 поступают случайные числа на вторыевходы блока 2 параллельного сравнения чисел,В результате сравнения случайного 4 О числа с числами, снимаемыми с блокаввода, только часть выходных шин блока 2 возбуждена. Причем вследствиемонотонности возрастания Функции рас 3 13056 пределения между возбужденной и не- возбужденной частями выходов блока 2 существует единственная граница, которая определяется триггерами 10 и элементами И 11. При этом из всех элементов И открыт только один, определяющий участок функции распределения, в пределах которого оказалось в данный момент времени случайное равномерно распределенное число. Вы ходы элементов И 11 возбуждают соответствующие элементы регистра 12 памяти и на выходе управляемого датчика появляется случайное число, подчиненное заданному закону с неизменным ма тематическим ожиданием. В качестве элементов выходного блока могут быть использованы регистры, в которых записываются значения аргументов узловых точек функции распределения. 20Последовательность случайных величин, каждая из которых представляет собой цифровой код, через блок 13 ключей поступает на информационный вход преобразователя 14 код - напря жение, с выхода которого напряжение, соответствующее коду текущего случайного числа, поступает на вход генератора 15 и запускает его. Генератор 15 при этом вырабатывает импульс,30 который с его выхода поступает в счетчик 16, определяющий количество прошедших случайных величин на вход счетчика 23.35Кроме того, последовательность случайных величин поступает через блок 19 элементов задержки на информационный вход блока 22 памяти, где осуществляется считывание числовых 40лзначений х, в регистры памяти блока. При этом синхронизация процесса счил. тывания случайных величин х. во втором блоке 22 памяти осуществляется счетчиком 23, который запускается импульсами с выхода генератора 15, Импульсы синхронизации с выходов счетчика 23 поступают на адресные входы блока 22 памяти для синхронизации считывания случайных величин в ре гистры памяти, С выходов счетчика 16 информация о количестве считанных величин в цифровой форме поступает .в цифроаналоговый преобразователь 17, с выхода которого эта информация в виде аналогового напряжения поступает на информационный вход схемы сравнения. Здесь происходит сравнение аналоговой величины, определяемой ко 764личеством прошедших через блок 13 ключей случайных величин с порогом, который задается уровнем порогового напряжения, подаваемого на вход схемы 18 сравнения с входа датчика. При выполнении условия равенства аналогового напряжения, поступающего с выхода преобразователя 17 на вход схемы 18 сравнения, и порогового напряжения, поступающего на ее другой вход с входа датчика, вырабатывается на выходе напряжение, которое отпирает блок 24 ключей и через элемент НЕ 21 запирает блок 13 ключей, а также подается на управляющий вход генератора 29 для его запуска, При этом процесс считывания случайных чисел во втором блоке 22 памяти прекращается, так как блок 13 ключей находится в запертом состоянии, а количество считываемых величин определяется величиной порога на входе датчикаТаким образом, величина порога определяет объем выборки случайных чисел. Случайные числа, записанные во втором блоке 22 памяти через многоканальный блок 24 ключей (который после окончания процесса считывания случайных чисел во втором блоке 22 памяти находится в открытом состоянии), параллельно поступают на информционные входы цифроаналоговых преобразователей 27 и на информационные входы ключей 30 из второго блока памяти поступают значения чисел элементов определенного множества. Аналоговые случайные напряжения поступают на информационные входы схем 28 сравнений, на входы которых поступает пилообразное напряжение с генератора 29, который запускается напряжением с выхода схемы 18 сравнения, чем обеспечивается его запуск в тот момент времени, когда совокупность случайных величин в виде случайных напряжений уже подана на информационные входы блока 27.При выполнении условия равенства величины напряжения с выхода генератора 29 на входе задания порога соответствующей схемы 28 сравнения и аналогового напряжения случайной величины вырабатывается импульс, который через элемент ИЛИ 31 считывается в счетчике 32 и одновременно подается на управляющий вход соотв .тствующего ключа 30 и открывает его, обеспечивая этим возможность прохожденчн через него числа из определенного множест130567 5ва, поступающего на информационный вход ключа с информационного входа блока 25, С выходов ключей 30 числа из определенного множества через блок 33 элементов ИЛИ поочередно в процессе их прохождения через ключи 30 поступают на информационные входы клю." чей 34, При этом открыт ключ, соответствующий номеру в порядке поступления на информационные входы ключей 1 О 34 числа из определенного множества. Это обеспечивается следующим образом. Если на информационные входы ключей 34 число из определенного множества поступает И-м по счету, в счетчике 32 15 считывается М импульсов через элемент ИЛИ 31. С выходов счетчика информация о числе считанных импульсов поступает 66на информационные входы дешифратора35. Коммутатор 35 при этом в зависимости от информации с выходов счетчика 32, являющейся цифровым кодом,вырабатывает единичный сигнал на егоИ-м выходе, соединенном с управляющим входом Я-го ключа 34,Таким образом, при поступленииИ-го числа из определенного множества на информационные входы ключей 34открыт именно М"й ключ блока. С выходов ключей 34 числа из определенного множества поступают на информационные входы регистра 36 памяти изаписываются в них. При этом элементы определенного множества после записи в регистр 36 расположены в случайной последовательности.1305676 От длока Ю Составитель А.КарасевТехред ЛЯлейннк Корректор А.Обруча Редактор Н.Ро каз 1452 л.Проектная, 4 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужго ъ с Тираж 673 ИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 3035, Москва, Ж"35, Раушск