Генератор случайного процесса

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 20.0378 (21) 2588380/18-24с присоединением заявки Ио(23) ПриоритетОпубликовано 250380. Бюллетень Ко 11Дата опубликования описания 280380 у 1В Ю г 3. 07 С 15/00 Государстеенный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено дляФормирования случа.ных процессов,заданных любым многомерным распределением.5Известен генератор случайного про-цесса, содержащий блок функциональных преобразователей, Задающих заКоны распределения, цепи, вариаторы,резисторы и т,д, что увеличиваетвремя перестройки и ведет к увеличению габаритов 1 .Наиболее близок к данному изобре=тению генератор случайного процесса,содержащий источник шумового сигнала, усилитель, сумматоры, нелинейныйФункциональный преобразователь,электронно-лучевую трубку, блок развертки, двухпозиционный переключатель 2, 20Недостаток устройства - ограниченная возможносуь моделирования случайных процессов, заданных любой многомерной Функцией распределения.Цель изобретения - расширение . 25Функциональных возможностей генератора за счет реализации многомернойФункции распределения,Цель достигается тем, что в генератор случайного процесса, содержа щий блок сравнения, выход которого соединен со входом генератора развертки, выход которого соединен со входом первого функционального преобразователя, выход которого является выходом генератора, датчик равно-. мерно распределенных случайных чисел, введены элемент масштабирования, второй Функциональный преобразователь, источник опорного сигнала, группу элементов масштабирования и регистр сдвига, входы которого подключены к выходу датчика равномерно распределенных случайных чисел и через элемент масштабирования соединены с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выхоцом второго функционального преобразователя, входы которого соединены свыходами регистра сдвига и с первыми входами группы элементов масштабирования, вторые входы которых,подключены к источнику опорного сигнапа, а выходы группы элементов мааатабирования соединены с группой входов первого Функционального преобразователя соответственноНа фиг. 1 приведена блок-схема генератора; на фиг, 2 - функциональная схема второго функциональногопреобразователя; на фиг, 3 - диаграмма, поясняющая принцип работы генератора.Генератор содержит датчик 1 равномерно распределенных случайныхчисел например, выход которого соединен с основным и управляющим входами регистра 2 сдвига и входом элемента 3 масштабированияр представляющего собой усилитель, й выходов регистра 2 сдвига подключены к й входам второго . функционального преобразователя 4, состоящего из политронов 4-1 - 4-2-И и через группу элементов масштабирования 5-1, 5-2,5-И (которые представляют собойдвухвходовые сумматоры) - к управляющим пластинам первого функционального преобразователя б, выходкоторого является выходом генерато"ра Выход второго функциональногопреобразователя 4 подключен к первому входу блока сравнения 7, второйвход которого соединен с выходомэлемента 3 масштабирования, а выходблока сравнения 7 соединен с запускающим входом генератора развертки8, выход которого подключен к основному входу преобразователя 6,Одним иэ основных блоков, обеспечиваю"щих моделирование случайного процесса с многомерной регулируемойфункцией распределения является преобразователь 4, Пример выполненияего для случая двух переменных приводов на фиг, 2,Блок состоит иэ основного политрона 4-2 и десяти политронов второго каскада 4-2-14-2-10, выходыкоторых подключены к управляющим известным политронам 4-1. Блок имеетдва входа - вход политрона 4-1 дляподачи первого аргумента и общийвход всех политронов второго каскада - для подачи второго аргументавыходом устройства служит выход основного политрона, Требуется промоделировать фуикцию ( (х х) двухаргументов х , хр причем областьзадания этой функции (ас х,в(ах С В), Тогда на управляющихпластийах политронов второго каскада, выставляются следующие потенциалы; на первый политрон второго кас. -када 4-2-1 выставляются потенциалы,соответствующие значению функции(х, х ) в точках, над прямойх, =. а из плоскости ох х , т е,й(а р.х); на политрон 44-2-потенциалы, соответствующие значениямфункции Г(хх) в точках, лежащихнад прямой х = а + 0.1 (в -а) иэплоскости ох х , т,е. й(а, + О, 1в,-а,), х ); йа политрон 4-2-3 значейия функции Й(хр х) в точкахрлежащих над прямой х = а, + 0,21 в -а,) на плоскости Ох х , т.е,К(а,. + 0.2 (в, -а) рх) (имеется ввиду, что потенциалы выставляются на 510 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 управляюких Функииона ьи. х и."а.; и -нах политрона, тогда при пол" е наразвертываюиие пластины ио.ич рона,соответствующего, например, разверт.ке под пятой пластиной с выхода политрона будет снято напряжение, пропорциональное потенциалу, записанному на его пятой пластине), Еслина вход основного политрона 4-1 подать напряжение, пропорциональноех "а , в ), а на второй вхол блока - х о г. (а р Ь ),то напряжениемх со всех полйтронов второго каскада 4-2 булут считаны напряженияпропорциональные Г(ар р х, ) рЙ(ар + 0.1(в -а, ) рх) р и т,лр аслеловательно, с выхода основногополитрона снимется напряжение, пропорциональное й(хор х) (посколькуна функциональные пластины политрона 4-1 поступают выходные напряжения политронов 4-2) . Данное устройство позволяет легко регулироватьвид моделируемой функции г(х, рх) ртак как в качестве запоминающих устройств для управляющих пластин используются потенциометры, конструкция ЭЛТ - политрон позволяет моделировать практически все гладкие кри -вые и быстродействие этого прибораочень высоко,Чтобы перейти к моделированиюфункции 1 переменных, надо увеличить число каскадов блока 4 до И,Приэтом, несмотря на увеличение габаритов, быстролействие устройства остается прежним, а увеличивается в оснЬвном работа по предварительнойнадстройке блока на заданную функ -цию,Первый этап работы устройства основан на использовании метода режекции, который заключается н следующем: пусть необходимо сформироватьслучайную величину у , возможныезначения которой не вйходят за пределы некоторого ограниченного интервала (а,в), а плотность вероятностиее м (у) з адан а, В к ачестве реализ ации случайной величины у берется величина из последовательности равномерно распределенных чисел грр г р1 лля которойвыполняется неравенство"- Й (1)Следовательно, каждый раз мы выбира. -ем из последовательности пару чисел,причем, еслИ эти числа будут соответствоватьр например, координатамточки 1 на фиг, 3 можно принять величину г в качестве реализации искомой случайной величины у; еслипара чисел будет соответствовать координатам точки 2, эта пара чиселбудет отброшена. Неравенство (1)обеспечивает нужную частоту появления г; в моделируемой посяеловательности у, т,е. функцию фр (у) .ности распределени я, Следует отметить, что время между двумя тактамиработы датчика 1 должно соответствовать времени прохождения сигнала потракту регистр - преобразователь4"блок сравнения 7-генератор развертки 8, т.е. практически равно тремтактам (времени срабатывания блоков2, 7 и 8, т.к, блоки 4 и 6 практически безинерционны) .Если датчик 1 допускает регулировку времени между двумя соседнимичислами, это время должно быть выставлено равным трем тактам работы,если же выдача каждого нового числадатчиком 1 требует дополнительногозапуска, к запускающему входу датчика должны быть подключены вйходвсего устройства и второй выход блока сравнения, Если неравенство .(2)при работе блока сравнения 7 выполнялось, запускающим сигналом для 20датчика 1 будет выходной сигнал устройства, если не выполнялось - сигнал со второго выхода блока 7, Согла-.сования с поступлением развертки заосновной вход преобразователя 6 ивременем поступления сигналов на его25функциональные пластины от масштабирующих элементов 5 не требуется,так как в таких случаях к функциональным пластинам политрона подсоединяются емкости, выполняющие функциизапоминающих устройств.При выдаче датчиком 1 второго числа г описанный цикл работы говторя"ется: с выходов регистра 2 снимаютсясигналы, пропорциональные " ,г1 ф й350,0 и далее работа генератора полностью аналогична первому циклу, Последовательное продвижение случайныхчисел в регистре 2 с приходом каждогонового числа позволяет формировать 40проверяемую на принадлежность к искомой выборке новую последовательностьдлиной М из предыдущей последовательности путем добавления,В -ного равномерно распределенного случайного числа и исключения первого. Одновремен 45но каждое число. М используется дляпроверки выполнения условия (2) путем подачи на второй вход блока сравнения 7, что в совокупности со скольз ядрим формированием и скомой последовательности длиной И позволяет повы. сить быстродействие устройс;ва, так как при формировании случайного процесса с числом отсчетов И нет необходимости ждать, дока датчик 1 выдаст И + 1 случайное число и избежать холостых тактов .работы устройства.формула изобретенияГенератор случайного процесса, содержащий блок сравнения, выход которого соединен со входом генератора. развертки, выход которого соединен со входом первого функционального преобразователя, выход которого является выходом генератора, датчик равномерно распределенных случайных чисел, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет реализации многомерной функции распределения, он содержит элемент масштабирования, второй функциональный преобразователь, источник опорного сигнала, группу элементов масштабирования и регистр сдвига, входы которого подключены к выходу датчика равномерно распределенных случайных чисел и через элемент масштабирования соединены с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго. функционального преобразователя, входы которого соединены с выходами регистра сдвига и с первыми входами группы элементов масштабирования, вторые входы которых подключены к источнику опорного сигнала, а выходы группы элементов масштабирования соединены с группой входов первого функционального преобразователя соответственно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 429420, кл, б 06 Г 1/02, 1974.2, Авторское свидетельство СССРР 422063, кл, б 06 Р 1/02, 1974 (прототип),