Генератор случайного процесса

(9) ( 3 К 3/8 Ъъ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Четвериков В.Н. и др, Вычислительная техника для статистического моделирования. М.: Сов. радио, 1978, с. 76.Авторское свидетельство СССР У 1095366, кл. Н 03 К 3/84, 1984,Авторское свидетельство СССР У 1234833, кл, С 06 Р 7/58, 1986,(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА(57) Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностейза счет формирования случайных процессов, заданных в явной форме. Формирование случайного процесса обеспечивается предварительной записьюв блоки 2.1-2.И памяти матрицы вероятностей перехода, в блоки 3,1-3,Мпамяти отображений элементов матрицыдискретных законов распределения времени ожидания процесса, в блок 3.143 (М+1) памяти - двоичных кодов масштабных коэффициентов. Импульсом по шине 7 "Пуск" в регистр 8 записывают код, обеспечивающий выдачу на входы управления управляемого генератора случайного кода (ГСК) 1 элементов матрицы вероятностей перехода с блоков 2.1-2.И памяти, а на входы управления управляемого ГСК 4 - соответствующих кодов с блоков 3.1-3.М памяти. Этим же импульсом, задержан ным элементом задержки 6, произво,дится опрос ГСК 1. дополнительно задержанный элементом задержки 9 этот же импульс производит опрос ГСК 4, ,с выхода которого поступает на входы 1043 преобразователя 5 кол - временнойинтервал, Последний формирует на своем выходе сигналы, организующие дальнейшую работу устройства. Коды с выхода ГСК 1 поступают на другую группу адресных входов блоков 3,1-3.(М+1) памяти, содержимое последнегоиз которых управляет работой преобразователя 5 код - временной интервал, осуществляющего переход от дискретного распределения времени ожидания (пребывания) процесса в данномсостоянии к непрерывному для формирования дискретного марковского процесса или цепи Маркова. Приведен примерреализации .ГСК 4. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использованов информационно-измерительной технике.Целью изобретения является расши;рение функциональных возможностей ге,нератора за счет формирования случай,ных процессов, заданных в явной форме.На фиг, 1 представлена структурная схема генератора случайного процесса; на фиг. 2 - пример выполнения управляемого генератора случайногокода.Генератор случайного процесса (фиг. 1) содержит первый управляе мый генератор 1 случайного кода, со- ответствующие группы входов управления которого соединены с выходами соответствующих блоков 2.1-2,И памяти/ первой группы 2, адресные входы бло ков 2.1-2.М памяти которой соединены с вторыми группами адресных входов соответствующих блоков 3.1-3.(М+1) памяти второй группы 3, выходы блоков 3.1-3.М памяти которой соединены с соответствующими группами входов управления второго управляемого генератора 4 случайного кода, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами преобразова теля 5 код - временной интервал, выход которого соединен с первым элементом 6 задержки, шиной 7 "Пуск" с входом синхронизации регистра 8, второй элемент 9 задержки, выход которого соединен с входом опроса второго управляемого генератора 4 случайного кода и с входом синхронизации преобразователя 5 код - временной интервал, входы управления которого соединены с соответствующими выходами блока 3.(М+1) памяти второй группы 3, вторые группы адресных входов бло" ков 3.1-3.(М+1) памяти которой соединены с соответствующими выходами регистра 8, соответствующие информационные входы которого соединены с первыми группами адресных входов блоков 3.1-3.(М+1) памяти второй группы 3 и с выходами первого управляемого генератора 1 случайного кода, вход опроса которого соединен с выходом пер" вого элемента 7 задержки и с входом второго элемента 9 задержки.Управляемый генератор 1(4) случай" ного кода содержит генератор 10 случайного потока импульсов, выход которого, соединен с прямым входом элемента ЗАПРЕТ 11, выход которого соединены с входом коммутатора 12, выходы которого соединены с входами соответствующих преобразователей 13.1- 1 ЗЛ код - интенсивность группы 13, выходы преобразователей 13.1-13.Х код - интенсивность которой соединены с соответствующими входами первого регистра 14, выходы которого соеди 14310434иены с соответствующими входами шифратора 15, выходы которого соединены с соответствующими входами второго регистра 16выходы которого являютр.5 ся выходами управляемого генератора 1(4) случайного кода, вход опроса которого соединен с входом синхронизации второго регистра 16 и инверсным входом элемента ЗАПРЕТ 11. Группы входов управления управляемого генератора 1(4) случайного кода соединены с входами управления соответ. ствующих преобразователей 13.1-13.Ы код - интенсивность, 15Блок 3. памяти содержит группу блоков памяти, адресные входы которых объединены и являются второй группой адресных входов блока 3. памяти, и группу мультиплексоров, выходы которых являются выходами блока З.х памяти, а адресные входы мультиплексоров объединены и являются первой группой адресных входов блока З,а памяти, При , этом 1 с-й (1 с = 1,ш) разрядный выход 25 3-го (1 = 1,М) блока памяти группы соединен с 1-м входом 1-го мультиплексора группы.Генератор случайного процесса работает следующим образом, ЗОДля формирования случайного (полумарковского - удовлетворяющего марковскому свойству отсутствия после- действия только "наполовину") процесса, заданного в явной форме, производят предварительную подготовку генератора. Для этого в блоки 2.1-2,И памяти группы 2 записывают матрицу1, к = 1, в вероятностей сев рехода которой представляют собой ш-разрядные двоичные коды Х свя 1 кй занные с вероятностями нсоотношением 1 = Х 2 , где- адрес строки 1-го блока 2.Е памяти группы 2. Аналогично в М (первых по порядку) блоков 3.1-3.М памяти группы 3 записывают п-разрядные коды 11,Р, 1 =1, М, которые являются соответствующим отображением элементов матрицы дискретннк яаконов 1 к 1 С)1 распредепения времени ожиданйя (пребывания) полумарковского процесса в состоянии при условии, что следующим состоянием, в которое перейдет генератор, будетСоответственно в (М+1)-й блок 3.(М+1) памяти группы 3 записйвают55 двоичные коды масштабных коэффициентов Спреобразования случайных двоичных кодов Х Е О,М, в случайные интервалы со средним МТ=17,Ргде Ъ, - интенсивность стабилизированного источника случайного потока импульсов, входящего в состав преобразователя 5 код-временной интервал.Начальное состояние 0 с 7 (М моделируемого полумарковского процесса задают путем установки соответствующего двоичного кода Х = 7 в рео о гистре 16 первого управляемого генератора 1 случайного кода,Импульс по ы:.не 7 "Пуск" поступает на вход синхронизации регистра 8 и записывает в него код Х = Ч . Свыхода регистра 8 этот код поступает на адресные входы блоков 2.1-2.М памяти группы 2 и вторые адресные входыблоков 3.1-3.(М+1) памяти группы 3. С выходов блоков 2.1-2.М памяти первой группы 2 на соответствующие входыуправления (задания вероятностей) первого управляемого генератора 1 случайного кода поступают двоичные кодь 1 элементов Ч, -й строки матрицы 1 Г 7вероятностей перехода. Спустя время выполнения последней операции, заданное первым элементом б задержки, импульс с шины 7 "Пуск" генера" тора проходит на вход опроса первогоуправляемого генератора 1 случайногокода.Работа первого (второго) управляемого генератора 1(4) случайного кода состоит в следующем, Импульсы генератора 10 случайного потока импульсов через постоянно открытьй (в отсутствие импульсов опроса) элемент ЗАПРЕТ 11 поступают на вход коммутатора 12, На выходах последнего формируются И независимых друг от другаслучайных потоков импульсов с одинаковыми интенсивностями, С помощью преобразователей 13.1-13.К код - интенсивность группы 13 интенсивности И случайных потоков импульсов ослабляются пропорционально двоичным кодам,присутствующим на соответствующих входах управления (задания вероятностей кодов) первого (второго) управляемого генератора 1(4) случайногокода.В регистре 14 несовместных случайных событий моделируется марковский процесс с И состояниями по безуслов ной матрице интенсивностей перехода, (т.е. такой матрицы, в которой элементы одного столбца одинаковы), ВФормул а 5 14310 соответствии с этим финальные вероятности состояний регистра 14 равны относительному весу соответствующих двоичных кодов в совокупности всех двоичных кодов, присутствующих на управляющих входах управляемого генератора 1(4) случайного кода. С помощью шифратора 15 пространственно распределенное событие, заключающееся 10 в том, что в текущий момент времени к-й разряд регистра 14 находится в единичном состоянии, преобразуется в позиционный двоичный код К, присут ствующий на входе регистра 16. 15Импульс опроса управляемого генератора 1 случайного кода воздействует на вход синхронизации регистра 16 и фиксирует в нем случайный двоичный код Е следующего состояния, в кото О рое перейдет устройство, Код следующего состояния устройства поступает на первые группы адресных входов блоков 3,1-3.(М+1) памяти группы 3, С выходов блоков 3.1-3.М памяти группы 25 3 на соответствующие группы входов управления (задания вероятностей) второго управляемого генератора 4 случайного кода поступают двоичные коды дискретного закона 1 Е И) ) ЗО распределения времени пребывания процесса в состоянии 1 при условии, что следующим состоянием будет Е, На вход управления (масштабный) преобразователя 5 код - временной интервал поступает двоичный код коэффициента С 1 кЧерез время, заданное вторым элементом 9 задержки, в регистре 16 вто О рого управляемого генератора 4 фиксируется двоичный код Х, который с помощью преобразователя 5 код - временной интервал трансформируется в заФдержанный на время ожидания Т к им пульс пуска устройства полумарковского процесса на втором цикле его работы. Работа преобразователя 5 код - временной интервал состоит в осуществлении перехода от дискретного распределения времени ожидания к непрерывному.В начале второго цикла работы код 1 с следующего состояния, выра+ 55 ботанный вторым управляемым генератором 4, переносится в регистр 8, на выходе которого он становится кодом 43 6текущего состояния, В дальнейшем работа генератора полумарковского процесса повторяется.Генератор формирует дискретный марковский процесс, если времена ожидания в каждом состоянии случайны и имеют экспоненциальное распределеоние.Генератор моделирует цепь Маркова, если времена ожидания в каждом состоянии одинаковы и равны единице. и из обретения1. Генератор случайного процесса, содержащий первый управляемый генератор случайного кода, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами регистра, первую группу блоков памяти, выходы которых соединены с соответствующими группами входов управления первого управляемого генератора случайного кода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования случайных процессов, заданных в явной форме, в него введены второй управляемый генератор случайного кода, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами преобразователя код - временной интервал, выход которого соединен с шиной "Пуск" и с входом первого элемен" та задержки, выход которого соединен с входом второго элемента задержки, вторая группа блоков памяти, вьооды которых, кроме выходов последнего блока памяти группы, соединены с соответствующими группами входов управления второго управляемого генератора случайного кода, вход опроса которого соединен с входом синхронизации преобразователя код - временной интервал и с выходом второго элемента задержки, вход которого соединен с входом опроса первого управляемого генератора случайного кода, выходы которого соединены с первыми группами адресных входов блоков памяти второй группы, вторые группы адресных входов блоков памяти которой соединены с адресными входами блоков памяти первой группы и с соответствующими выходами регистра, вход синхронизации которого соединен с входом первого элемента .задержки, выходы последнего блока памяти второй группы соединены с со8 1431043 Составитель Р. Иатвееваактор Т. Лазоренко Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова Подписн каз 5351/55 Тираж 929ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб д,нно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная роизнод ответствующими нходами управления преобразонателя код - временной интервал,2. Генератор по и1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что управляемый генератор случайного кода содержит генератор случайного потока импуль" сов, выход которого соединен с прямым входом элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с входом коммутатора, выходы которого соединены с входами соответствующих преобразователей код - интенсивность группы, выходы преобразователей код - интенсивность которой соединены с соответствующими входами перного регист ра,выходы которого соединены с соответствующими входами шифратора, ньмодыкоторого соединены с соответствующими входами второго регистра, выходыкоторого янляются выходами управляемого генератора случайного кода,вход опроса которого соединен с входом синхронизации второго регистра иинверсным входом элемента ЗАПРЕТ,группы входов управления управляемого генератора случайного кода соединены с входами управления соответствующих преобразователей код - интенсивность.