Устройство для моделирования случайного выбора элементов множества

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз .СоветскихСоциалистическихРеспублик ц 703824 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 08.08.77(21) 2516093/18-24 1;53)М. КЛ.Я 07 С 15/00 (5 06 Р 15/20 с присоединением заявки РЙ Ф йеудерстееннвй кемнтет СССР аф делам нэебретеннй н еткрытнй(088.8) Дата опубликования описания 20.12.79 С. А.Бурдин, В. И. Зайков, Е, Н. Митичкин и А, Н, Свердлик(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНОГО ВЫБОРА ЭЛЕМ ЕНТОВ МНОЖЕСТВА1Изобретение относится к области вычйс-: лительной техники и может быть использова-. но при моделировании случайных процессов.Известно устройство для моделирования случайного выбора элементов множества, содержащее блок памяти, блок сравнения, генератор случайных чисел, блок элементов И, блок триггеров. Однако это устройство не позволяет моделировать бесповторную выборку 111Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для моделирования случайного выбора элементов множества, содержашее дешифратор, выходы которого соединены с информационными входами первого блока передачи кода соответственно, управляющий вход которого подключен ко входу опроса устройства, а выходы первого блока передачи кода соединены с выходами устройства и с первой группой информационных входов блока формирования номера соответственно, управляющий вход которого подключен ко входу "сброс" устройства, а вторая группа информационныхвходов блока формирования номера подключена к выходам второго блока передачикода соответственно, информационные 3входы которого подключены к выходамдещифратора соответственно, а управляющий вход второго блока передачи кодаподключен ко входу синхронизации устройства 21,1 ОУказанное устройство обладает ограниченным быстродействием вследствие посделовательного формирования приращенияномера следующего элемента множества.Целью изобретения является повышениебыстродействия устройства, для достижения которой устройство содержит регистрчисла и шифратор, входы которого подключены к выходам блока формирования нсме.ра соответственно, а выходы шифраторасоединены с информационными входамирегистра числа соответственно, управляющий вход которого подключен ко входу3 7038числа соединены с входами дешифрвторасоответственно.Блок-схема устройства приведена нафиг. 1, Нв фиг. 2 приведена схема блокаформирования номера,5Устройство содержит регистр 1 числа,входы которого соединены с выходамишифратора 2, а выходы через дешифратор3 - со входами блоков 4 и 5 передачикода, выходы которых соединены со входами блока 6 формирования номера. Управляющие входы блоков 1, 4, 5, 6 соединены со входами устройства, выходамикоторого являются выходы блока 4,Блок 6 формирования номера содержиттриггеры 7, первые входы которых подключены ко входу "сброс" устройства, иэлементы 8 ИЛИ, выходы которых соединены со входами алементов 9 й 10 И,выходы которых соединены со входамиэлементов 8 И,ЛИ, Вторые входы элементов 8 ИЛИ и триггеров 7 являются входами 11, 12 блока, Выходы элементов9 И являются выходами 13 блока,Устройство работает следующим образом, Выходными сигналами устройстваявляются сигнал С 1, приводящий устройство в исходное состояние, сигнал С 2,который синхронизирует работу устройства, сигнал СЗ сигнал опроса, Номер выбранного элемента выдается в виде возбуждения одного из 2 выходов устройИ-ства во время опроса.Одновременно с выдачей выбранногономера алемента осуществляется его запоминание в блоке 6 формирования номера. Запоминание номера осуществляетсяпереходом в единичное состояние соответствующего возбужденной шине триггера4 Облока 6 формирования номера.формирование номера алементвмножества происходит в блоке 6 формирования" номера путем последовательного опросатриггеров, причем каждый триггер соот 45ветствует определенному номеру..Пля запоминания выбранного номераэлемента множества служит регистр числа, Передача выбранного номера элемен-.та множества осуществляется через шиф 50ратор 2. Дешифрирование номера алемен. -- -та осуществляется дешифратором 3,Согласованная работа устройства обеспечивается управляющими сигналами С 1,С 2, СЗ, поступающими на вход устройства. Сигнал С 1 переводит все триггерыблока 6 формирования номера и регистра1 числа в нулевое состояние. При нулевом содержимом регистра 1 возбуждает 24ся первый выход дешифратора 3. СигналС 2 представляет собой серию тактовыхимпульсов, каждым иэ которых обеспечивается передача сигнала возбужденной шины дешифраторв 3 через блок 5 передачикода в блок 6 4 брмироввния номера выработка сигнала следующего номера и передача его через шифратор 2 в регистр1 числа.Пусть перед приходом очередного тактового импульса сигнала С 2 содержимоерегистра числа таково, что возбужден.(1 =1)-й выход дешифратора 3, Тактовымимпульсом сигнал возбужденного ( 1 =1)го выхода дешифрвтора 3 через блок 5передачи кода передается на вход алемента 8 ИЛИ блока 6 формирования номера, Сигнал с выхода алемента 8 ИЛИпоступает нв вход элементов 9 и101 И, Так как в исходном состоянииустройства триггер 7 находится в нулевом состоянии, то будет открыт элемент9 И, и сигнал, поступивший на еговход, пройдет на .выход 13. Этот сигнал поступит на вход шифратора 2 и запомнится на регистре 1 числа в видеследующего номера, При атом, на выходедешифратора 3 возбуждается, 1-й выход.После прихода следующего тактового импульса сигнала С 2 будет возбежден("с+ 1)-й выход дешифраторв 3 и т.д.Таким образом осуществляется последовательный переход номеров элементов множества, Этот процесс будет продолжаться до прихода сигнала опроса .СЗна время действия которого серия тактовых импульсов сигнала С 2 прерывается,Пусть к моменту прихода сигнала СЗвозбужден 1 -й выход дешифратора 3. Посигналу СЗ сигнал возбужденного" выходадешифратора через блок 4 передачи кодавыдается нв выход устройства и одновременно поступает на единичный вход триггера 7 блока 6 формирования номера.Триггер 7 устанавливается в единичноесостояние, чем обеспечивается запоминание выбранного номера,После сигнала опроса СЗ возобновляется серия тактовых импульсов сигналаС 2 и в устройстве реализуется процесспоследовательного возбуждения шин де 1шифратора 3 с исключением шины 1Рассмотрим случай, когда перед приходом тактового импульса возбужден выход1 =1 дешифратора 3, Тактовым импульсом сигнал возбужденного ( 1 =1)-го вы-.хода через алемент 8 ИЛИ передаетсяна вход элементов 9 и 10 И блока70382 3 формирования номера. Так как триггер /1 находится в единичном состоянии, то будет открыт элемент 101 И, и сигнал, поступивший на его вход, .пройдет: через элемент 8, ИЛИ на вход элементов 9.,и 10. И, Триггер 7 , находится в нулевом состоянии, поэтому открыт элемент 9 И, в силу чего сигнал, поступивший на его вход, пройдет на выход 13. Этот сигнал,поступит на" вход шифратора 2 и запомнится на регистре 1 числа в виде следующего номера. При этом, на выходе дешифратора 3 возбуждается ( 1+1)-й выход, а 1-й пропускается. 5Аналогично работает устройство и в том случае, когда оказываются выбранными подряд несколько номеров. Такой ситуациисоответствует нахождение в единичном состоянии нескольких, рядом стоящих, триг геров блока 6 формирования номера, Сигнал, постуйивший на вход элементов И, управляемых левым триггером такой группы, пройдет на вход элементов И, управляемых следующим триггером, и так далее. до тех 25 пор, пока не встретится триггер, находя.щийся в нулевом состоянии, Сигнал про;ходит на выход 1 3, а опрос следующих триггеров не производится.Время формирования следующего номера 30 определяется временем опроса триггеров и максимально тогда, когда 2 =1 триггеИров блока 6 формирования номера находится в единичном состоянии. В этом случае опрашивается состояние всех 2 григгеИ ров. Для устойчивой работы схемы период следования тактовых импульсов сигнала С 2 должен превышать максимальное время формирования следующего номера.Для того, чтобы выборы элементов 40 множества в каждом случае были равноверо ятными и независимыми, сигналы опроса СЗ должны поступать через случайные промежутки времечки средней длительностью Т, которая должна удовлетворятЬ соотношению 45 с1 ЪОд где - время задержки сигналаодной схемой;В прототипе максимальное время 6 яформирования. следующего номера равновремени суммирования 2 импульсов наИсчетчик е.: Поэтому,Ьаса,где Го - период следования импульсов.Так как длительность импульса должнабыть не менее времени опрокидываниятриггера, которое приблизительно равновремени задержки сигнала триггером71. А, а длительность паузы - не менеевремени задержкид, то 12 адАнализ различных схем построейия триггеров показывает, что время задержки сигналатриггером превосходит время задержки сигнала схемой, состоящей из последовательнола схемой состоящей из последовательносоединенных элементов ИЛИ и И, поэтому и с2 2 аъод.Сравнивая Ф и Ь 2 видим что новсе устройство имеет как минимум, в двараза более высокое быстродействие, чемпрототип,Устройство для моделирования случайного выбора элементов множества, содержащее дешифратор, выходы которого соединены с информационными входами первого блока передачи кода соответственно, управляющий вход которого подключен ко входу опроса устройства, а выходы первого блока передачи кода соединены с выходамн устройства и с первой группой информационных входов блока формирования номера соответственно, управляющий вход которого подключен к входу сброс" устройства, а вторая группа информационных входов блока формирования номера подключена к выходам второго блока передачи кода соответственно, информационные входы которого подключены к выходам дешифратора соответственно, а управляющий вход второго блока передачи кода .подключен ко входу синхронизации ТЪ 2-;ЯРт,где З - период следования тактовых им.пульсов.Из сравнения предлагаемого устройст ва с прототипом видно, что в обоих устройствах основным параметром, определяющим быстроде йствие устройства, является максимальное. время формирования следующего номера.В предлагаемом. устройстве мшссимальное время4, формирования следую- щего номера равно времени прохождения 4 6сигнала через 2 последовательно соеИдиненных схем, состояших из одного элемента ИЛИ и одного элемента И, В связи с этим Формула изобретения7устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстроде ствия устройства, оно содержит регис ,числа и шифратор, входы которого подключены к выходам блока формирования 5 номера соответственно, а выходы шифратора соединены с информационными входами регистра числа соответственно, управляющий вход которого подключен ко входу "сброс" устройства, а выходы ре-. 1, Авторское свидетельство СССР М 213424, кл, 6-06 Р 1/02, 1966,2. Авторское свидетельство СССР703824 8гистра числа соединены с входами дешифй- ратора соответственно,тр . Источники информации,принятые во внимание при экспертизе703824 Составитель А. Карасовтор М. Минаев Техред Л. Алферова Корректор Ю, Макарен аэ 7815/42ЦНИИ 5, М ал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектн Тираж 669 осударственного елам изобретени сква, Ж, Рау Подписномитета СССРоткрытийая наб., д, 4/5