Генератор случайного процесса

(5) й Об Р 7/5 УДАРСТВЕННЫЙ НОМ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ЕТ СССРИОТНРЫТИИ,дф ч. СВИДЕТ ОРСКОМ ОПИСАНИЕ ИЗ(71) Северо-Западный заочный политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 777798, кл.06 Р 7/58, 1978,2. Авторское свидетельство СССРУ 7 И 799, кл. ч. 06 Г 7/58, 1978.3. Авторское свидетельство СССРВ 752311, кл. Ч 06 Р 7/58, 1978..4. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3373603/24-24,кл. С 06 Г 7/58, 1981 (прототип).(54) (57) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕС=СА, содержащий первый источник шума;выход которого соединен с входом ком-.паратора, группу компараторов, группублоков. памяти, группа выходов каждого,компаратора группы соединена соответственно с первой группой адресных входов соответствующего блока памятигруппы, группу схем сравнения, выхо-ды которых соединены с входами эле"мента И соответственно, выход которого соединен с управляющим входом ключа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воз" можностей генератора за счет получения семейства двухмерных распределений, он содержит два элемента задержки, блок памяти, генератор тактовых .импульсов и второй источник шума, выход которого через первый элемент задержки соединен с первЬми входами .схем сравнения группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих блоков памяти группы, вторая группа адресных входов каждого из ко-. торых подключена к группе выходов компаратора соответственно, выход первого источника шума через второй элемент задержки соединен с информационным входом ключа, выход которо- С го соединен с информационным входом блока памяти, вход "Запись" которого подключен к выходу элемента И, выход генератора тактовых импульсов соединен ход Орж прог йтрго источников шума и с входом "Счи- . тывание" блока памяти, группа информа ционных выходов, которого соединена с входами соответствующих компарато- Ю в группы.4 ь1164704 Изобретение относится к вычисли-,тельной технике и предназначено длямоделирования случайного процесса,заданного семейством двухмерных распределений (случайного поля).Известны устройства, предназначенные для моделирования случайных про-цессов Я, 2 и 3.Они позволяют воспроизводить случайные процессы с двухмернйми распре делениями, но не дают возможности моделирования.случайных полей.Наиболее близким к предлагаемомуявляется генератор случайного процес-са Я , содержащий первую группу источников шума, выходы которых соединены с входами трехнелинейных преобразователей, компаратара.и группыключей, выходы которых являются выходами генератора и соединены с вхо" 20дами других компараторов, выходы которых соединены с входами блоков памяти, выходы которых соединены с управляющими входами нелинейных преобразователей, выходы которых соединены с первыми входами схем сравнения, .вторые входы которых подключены квыходам источников шума второй груп-.пы, а выходы схем сравнения соединены с входамиэлемента И, выход которого соединен.с управляющими входамиключей.Недостатком устройства являетсяневозможность моделирования случайного поля, заданного семейством двух мерных плотностей вероятности.Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей генератора за счет получения семействадвухмерных распределений, т.е. случайного поля,Для достижения поставленной цели в.известный генератор случайного процесса содержащий первый источник шума, выход которого соединен с вхо . дом компаратора, группу компараторов, группу блоков памяти, группа выходов каждого компаратора группы. соединена еоответственно с первой группой адресных входов соответствующего бло- .50 ка памяти группы, группу, схем сравнения, выходы которых соединены с входами элемента И срответственно, выход которого соединен с управляющим входом ключа, введены два эле" . 55. мента задержкИ, блок памяти, генератор тактовых импульсов и второй источник шума, выход которого через гпервый элемент задержки соединен спервыми входами схем сравнения группы, вторые входы которых подключенык выходам соответствующих блоков памяти группы, вторая группа адресныхвходов каждого из которых подключена к группе выходов компаратора соответственно, выход первого источника шума через второй элемент задержки соединен с информационным входомключа, выход которого соединен с инФормационным входом блока памяти,вход ."Запись" которого подключен квыходу элемента И, выход генераторатактовых импульсов соединен с входами "Опрос" первого и второго источников. шума и с входом,"Считывание"блока памяти, группа информационныхвыходов которого соединена с входамисоответствующих компараторов группы.На фиг.1 приведена блок-схема генератора; на фиг.2 - схема одного изблоков памяти группы блоков памяти;на фиг.З - схема другого блока памяти; на фиг.4 - схема ключа, применен"ного в блоке памяти (фиг.З).Генератор содержит компаратор 1,группу блоков .".1 - 2 П памяти, группу компараторов 3 - 3, группусхем 4- 4 п сравнения, первый элемент 5: задержки, первый 61 й второй6 источники шума, элемент 7 И, блок8 памяти, ключ 9, второй элемент 10задержки, генератор 11 тактовых импульсов,Каждый блок 2Ь=1,2) памяти(фиг.2) содержит ячейки 12 памяти иключи 1 3Блок 8 памяти (фиг.З) содержитячейки 14 памяти, ключи. 15, группукоммутаторов 16, коммутатор 17, дешиФраторы 18, 19, счетчик 20, схему сравнения 21, счетчик 22,Каждый ключ 15 (фиг.4) содержитэлемент 23 И и ключевой элемент 24.Блоки 2 памяти предназначены для хранения аппроксимаций двухмерныхплотностей вероятностей. Для выбора строк, соответствующих текущим значениям аргумента, служат компараторы .3. Для выбора столбца - компаратор Работа генератора основана на использовании способа Неймана, который реализуется группой схем 4 сравнения и элементом 7 И,Блок 8 памяти хранит сформированные значения случайного поля.Коммутаторы 16 предназначены дляпоследовательного подключения на выход коммутатора 17 выходов ячеек 14памяти по столбцам.Для определения ячейки 14, в кото-. 5рую должна записываться формируемаяслучайная величина и для правильногоподключения выходов ячеек 14 на выходблока 8 памяти, служат счетчики 20,.22 и схема 21 сравнения. Счетчик 20:предназначен для определения номераформируемой строки, счетчик 22 - дляопределения номера формируемого столбца, схема. сравнения 21 - для проверки, все ли столбцы данной строки прой 45дены.Изменение показаний второго счетчика 22 происходит при окончании:форми-.. рования текущего значения случайнойвеличины при появлении сигнала на вхо Юде блока 8 памяти. Сброс его происходит по сигналу от схемы 21 сравненияпо окончании. формирования строки,Этот же сигнал от схемы 21 сравненияслужит для увеличения показания счет чика 20. Дешифраторы 18 и 19 нужныдля определения ячейки 14 памяти, вкоторую записывается формируемая случайная величина,Б зависимости от показания счетчика 20 осуществляется подключение коммутаторами 16 выходов ячеек 14 ламя.ти на выход коммутатора 17. Увеличение показания счетчика 20 на единицу влечет за собой один, переброскоммутатора 16. В зависимости от показаний счетчика 22 осуществляетсяпереброс коммутатора 17.Генератор работаетследующим об-разом. аоПредварительно в (К+ 1) первыхстрок и. столбцов блока 8 памяти записываются значения случайного поля,сформированное каким-либо образом(это могут бьггь равномерно распреде ленные случайные числа).,Счетчики 20и 22 устанавливаются в начальные,состояния, соответствующие хранению вних величинам (К+1), Это значит, чтона выходах первых (К+1) коммутаторов 16 подключены выходы первых (К+1)строк соответствующих столбцов блока8 памяти.Пуск генератора осуществляется пуском генератора 11 .тактовых импуль сов, который запускает источники 6 и 6 шума и опрашивает блок 8 памяти, Сигнал с выхода первого источника 6 шума поступает на вход компаратора 1, вследствие чего появляется сигнал на 1 -м выходе компаратора 1. Зто равносильно подключению всех-х столбцов блоков 2 памяти и появлению на их выходах сигналов, пропор. циональных заданным распределениям, Зти сигналы поступают на входы схем 4 сравнения, на другие входы которых поступает случайный сигнал с выхода второго источника 6 шума.Схемами 4 сравнения осуществляется проверка системы неравенств1 . -гг 1. ) ггЕсли хоть одно из неравенств этой системы не выполнено, с выхода элемента И 8 не будет выдан сигнал, новая случайная величина остается пока несформированной. В следующий такт работы генератора 11 будет осуществляться проверка новой системы неравенств.Если на этот раз выполняются все неравенства системы, сигнал с выхода элемента И 7 открывает ключ 9 и случайная величина, задержанная элемен; том задержки 10, поступает на вход блока 8 памяти в качестве сформиро-: ванного аргумента. Поскольку показания счетчиков 20 и 22, считанные сигналом с выхода элемента И, равны К+1=3, сигналами с выходов дешифрато" ров 18 и 19 открывается соответствую- щий ключ 15 и сформированная случайная величина запишется в соответствующую ячейку 14 памяти При этом состояние счетчика 22 увеличивается на единицу, вследствие чего к входам ком. мутатора 17 через коммутатор 16 будут, подключены средние ячейки 14 памяти, В свою очередь это приводит к появлению сигналов на других выходах компараторов 3 и смене сигналов на выходах блоков 2 памяти. Далее цикл работы генератора повторяется. Таким образом, может быть сформирована строка случайного поля длиной М. Когда формирование строки закончено, по сигналу схемы 21 сравнения происходит сброс счетчика 22. на показание (К+1) и увеличение показания первого счетчика 20 на единицу. Начина 1164704ется формирование второй строки, азатем всех последующих. Таким образом, генераторпозволяет формировать случайное поле любой размерности, заданное семейством3двухмерных плотностей вероятности, что позволяет расширить класс решаемых задач по сравнению с прототипом,предназначенным только для моделирования случайных процессов,По сравнению с базовым объектом 5генератор позволяет существенно расширить класс решаемых задач, так какбазовое устройство позволяет формировать только случайную последовательность, заданную одномерным нор мапьным распределением.1164704 Ояов Коррек тяга В.Ковтун . к тттт т Подлисн 113 4/5 т ал ППП т Реда.ттттЗака НИИПИ Госу по д Москвставитель А.К ехред Т.Маточк 10ета СССР открытийнаб., д. Тиракарственного комителам изобретений и