Устройство для моделирования урны

(51) 4 С 06 Р 7/58 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП 1 РЬГГИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЯЕТЕЛЬСТВУ ОПИ Н А ВТОРСНОМЪГ тельство СССР У 7/58, 1987. ельство СССР Р 7/58, 1987.(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при аппаратурном моделировании вероятностных систем, а также при построении электронных игровых автоматов. Цель изобретения - рас Изобретение относится к вычислительной технике н может быть исполь" зовано при аппаратурном моделировании сложных вероятностных систем (процессов с последействием), а так" же при построении электронных игровых автоматов.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем увеличения числа параметров моделируемой урны.На фиг,1 приведена структурная схема устройства, на фиг.2 и 3 - примеры выполнения блока формирования пачки импульсов и блока формирования случайного двоичного процесса.Устройство для моделирования урны содержит генератор 1 импульсов, деенхе(21) 4331051/24-24(56) Авторское свид9 1282118, кл. С 06Авторское свидетР 1325472, кл. С 06 ширение функциональных возможностей устройства путем увеличения числа параметров моделируемой урны, Устройство содержит генератор импульсов, делитель частоты, два блока формирования пачек импульсов, два демультиплексора, пять элементов ИЛИ, четыре регистра, два реверсивных счетчика и . блок формирования случайного двоич" ного сигнала. Цель достигается за счет введения демультиплексоров, пяти элементов ИЛИ, двух регистров и блока формирования пачек импульсов. Путем задания различных параметров можно моделировать случайный выбор без возвращения, урновую схему Пойа,Эренфестов фгеплообмен между изоли-, рованными телами и др. 3 ил,литель 2 частоты, первый 3 и второй 4 блоки формирования пачек импульсов, первый 5 и второй 6 демультиплексоры, первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10 и пятый 11 элементы ИЛИ, первый 12, второй 13, третий 14 и четвертый 15 регистры, первый 16 и второй 17 реверсивные счетчики и блок 18 формирования случайного двоичного сигнала.Каждый блок 3 и 4 формирования пачек импульсов может быть выполи по известной схеме (фиг.2). Эта с ма содержит Ы-триггер 19, управля- емый делитель 20 частоты, генератор 21 импульсов и элемент ИЛИ 22, На первом выходе блоков 3 и 4 присутствует " 1" в течение времени формиро 15205131Я (макс с;1=1, 2 40 где Сд, - длительность пачек импульсов, формируемых блоками 3 н 4,поступают на вход делителя 2 частоты.На выходе последнего появляется каждый Б импульс, который определяетначало рабочего цикла путем записисодержимого первого 12 и второго 13регистров в соответствующие реверсив-ные счетчики 16 и 17. 45 50С учетом двоичных кодов, занесенных в первый 16 и второй 17 реверсивные счетчики, на выходе блока 18 формируется случайный двоичный сигнал с непрерывным временем, параметр котоЬрого р(1) = вравен относительЬ + гной доле белых шаров в моделируемой урне,нания пачки заданного числа импульсов, на втором выходе - пачка импульсов.Блок 18 формирования случайного двоичного сигнала может быть выполнен по известной схеме (фиг, 3), со" держащей генератор 23 случайного потока импульсов, элемент ЗАПРЕТ 24, равновероятностный двухполюсник 25, первый 26 и второй 27 преобразователи код - интенсивность случайного потока импульсов, КБ-триггер 28. На выходе .блока 18 формируется случайный двоичный сигнал с коэффициентом заполнения К = , где Х Х- кох,+х,ды на соответствующих входах задания интенсивностей блока 18.Устройство для моделирования урны .20 работает следующим образом.Предварительно в первый 12 и второй 13 регистры заносят двоичные коды, определяющие численность белых Ь и черных г шаров в моделируемой ур. - 25 не на начальный момент времени.Коэффициентом И деления делителя 2 частоты устанавливают размер серии из И случайных испытаний, заключающихся в выборе наугад единичных ша ров. В регистры 14 и 15 заносят двоичные коды, задающие величины и знаки приращения содержимого урны, реализуемые по результатам испытаний (выбора шаров из урны) .Импульсы генератора 1 с частотой Работа блока 18 состоит в следующем.Случайный поток импульсов генератора 23 через постоянно открытый в отсутствие импульсов бланкирования элемент 24 запрета поступает на вход равновероятностного двухполюсника 25, на выходах которого он разделяется на два независимых друг от друга потока с равной интенсивностью= Я= =3. Первый поток импульсов с помощью первого преобразователя 26 код - интенсивность, управляемого ш-разрядным двоичным кодом Х =,Ь, преобразуется в случайный поток 3" 3 Ь 2 . Аналогично второй поток с помощью второго 27 преобразователя код - интенсивность, управляемого ш-разрядным двоичным кодом У = г, преобразуется в поток % у = 3г 2 . Потокиивоздействуют соответственно на Я- и К-входы триггера 28 и формируют на его прямом выходе случайный двоичный сигнал с параметромЬр(1)иеЬ+ гТаким образом, параметр р(1) случайного двоичного сигнала, формируемого блоком 18, является функцией текущих состояний первого 16 и второго 17 реверсивных счетчиков.Случайный двоичный сигнал поступает на объединенные входы первого разряда адресных входов первого 5 и второго 6 демультиплексоров. На входы вторых разрядов адресных входов первого 5 и второго 6 демультиплексоров поступают уровни "0", " 1" знаков "+", "-" приращений С .и Й содержимого урны соответственно. На информационные входы первого 5 и второго 6 демультиплексоров поступают пачки импульсов, число которых с и й задается двоичными,.кодами третьего 14 и четвертого 15 регистров. На время прохождения пачек из с и Й импульсов блок 18 бланкируется сигналом с выхода первого элемента ИЛИ 7, объединяющего первые входы первого 3 и второго 4 блоков формирования пачек импульсов. В результате этого уровень сигнала на выходе блока 18 остается без изменения. При выполнении условия (- - 3 ы -л1к) 1 - - - состояния случайного5 152051 двоичного сигнала в момент проведения испытаний независимы.ГС вероятностью р(0) = --- наЬ+г выходе блока 18 присутствует нулевой уровень. Зто событие эквивалентно выбору иэ урны черного шара. При. - ращение с О (с ( О) в виде соответствующего числа импульсов с первого 10 (третьего) выхода первого демультиплексора 5 через четвертый элемент ИЛИ 10 (пятый 11) поступает на суммирующий (вычитающий) вход второго реверсивного счетчика 17 и увеличива-. ет (уменьшает) число черных шаров в урне.Одновременно приращение й:-0 (йсО) в виде соответствующего числа импульсов с первого (третьего) выхода вто рого демультиплексора 6 через второй элемент ИЛИ 8 (третий 9) поступает на суммирующий (вычитающий) вход первого реверсивного счетчика 16 и увеличивает (уменьшает) число белых 25 шаров в урне. ЬС вероятностью р(1) = -- на вы 1+г ходе блока 18 присутствует единичный уровень. Это событие эквивалентно З 0 выбору из урны белого шара, Поэтому приращение с )О (с ( О) в виде соответствующего числа импульсов с второго (четвертого) выхода первого демультиплексора 5 через второй элемент ИЛИ 8 (третий 9) поступает на суммирующий (вычитающий) вход первого реверсивного счетчика 16 и увеличивает (уменьшает) число белых ша-. ров в урне, Одновременно приращение 6 )О И 4 0) в виде соответствующего числа импульсов с второго (четвертого) выхода второго демультиплексора 6 через четвертый элемент ИЛИ 10 (пятый 11) поступает на суммирую щий (вычитающий) вход второго реверсивного счетчика 17 и увеличивает (уменьшает) число черных шаров в урне.В дальнейшем работаустройства повторяется для следующего номера и Б, Х испытаний.В результате, выбирая различные параметры с и Й,можно воспроизвести следующие модели: с = -1, йО 55 модель случайного выбора без возвращения; с ) О, Й = О - урновая схема Пойа (модель заражения), сд1 - модель Эренфестова теплооб 3 6мена изолированными телами, сО,й О - модель Фридмана службы безопасности и другие урновые модели эффекта последействия, содержимое которых может меняться по определеннымправилам, зависящим от исходов последовательных извлечений,Формула и з обретения Устройство для моделирования урны, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с запускающим входом первого блока формирования пачки импульсов, делитель частоты, выход которого соединен с входами "Сброс" первого и второго реверсивных счетчиков, информационные выходы которых соединены с соответствующими входами задания интенсивностей блока формирования случайного двоичного сигнала, первый и. второй регистры, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих реверсивных счетчиков, о т л й ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет воспроизведения распределения Зренфеста и Фридмана, в него введены второй блок формирования пачки импульсов, первый и второй демульти-. плексоры, пять элементов ИЛИ, третий и четвертый регистры, выходы которых соединены соответственно с входами задания числа импульсов в пачке первого и второго блоков формирования пачек импульсов, первые выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом запрета блока формирования случайного двоичного сигнала, выход которого соединен с входами первых разрядов адресных входов первого и второго демультиплексоров, вторые разряды адресных входов которых соединены с выходами знаковых разрядов третьего и четвертого регистров соответственно, а информационные входы - с выходами соответствующих бло- ков формирования пачек импульсов, первый выход первого демультиплексора соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом второго демультиплексора, второй выход первого демультиплексора соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом второго демультиплексо 1520513ра, третий выход первого демультиплексора соединен с первым входомчетвертого элемента ИЛИ, второй входкоторого соединен с четвертым выходом 5второго демультиплексора, четвертыйвыход первого демультиплексора соединен с первым входом пятого элементаИЛИ, второй вход которого соединен с.третьим выходом второго демультиплек" 1 О сора, выход третьего элемента ИЛИ соединен с суммирующим входом первогореверсивного счетчика, вычитающийвход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, выход второгоэлемента ИЛИ соединен с суммирующимвходом второго реверсивного счетчика,вычитающий выход которого соединен свыходом четвертого элемента ИЛИ.15205 3 ф. 1 Составитель Ю,АндреевРедактор В.Данко Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишине Подписно при ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 аказ 6759/50 . Тираж 668НИИПИ Государственного комитета по изо113035, Москва, ЖР етениям и открытиушская наб, д. ч/