Генератор равномерно распределенных псевдослучайных величин

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК я)4 Н 03 КЗ/ М ИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЬЗЙ КОМИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1202038, кл. Н 03 К 3/84, 1984.1(54) ГЕНЕРАТОР РАВНОМЕРНО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН(57) Изобретение может быть использовано в импульсной, вычислительнойи информационно-измерительной технике. Целью изобретения являетсярасширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможностиформирования псевдослучайных вели,ЯО 1465954 чин с регулируемым законом распределения, в частности с экспоненциальным распределением. Для достижения поставленной цели в генераторвведены блок 16 логарифмирования,блок 17 умножения, блок 18 регистров, арифметические блоки 19, 20 и21, группы 22, 23 и 24 элементов И,элементы И 25 и 26, блоки 27 и 28сравнения, блок 29 элементов ИЛИ.Генератор также содержит генераторы1 и 3 запускающих импульсов, элементы 2 7 и 13 задержки элементИЛИ 4, триггер 5, генератор 6 тактовых импульсов, счетчик 8 импульсов, первую группу 9 элементов И, сблок 10 регистров памяти, Н групп 11элементов И, Н элементов ИСКЛВВооОеоЕ (/)ИЛИ 12. 2 ил.С:Изобретение относится к импульсной технике и может бьгть использовано в вычислительной и информационно-измерительной технике.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей генератора за счет обеспечения возможностей формирования псевдослучайных ве- личин с регулируемым законом распределения.На фиг. 1 изображена структурнаясхема предлагаемого генератора, на фиг,2 - схема блока элементов ИЛИ оГенератор содержит первый генератор 1 запускающих импульсов, выход которого соединен с первым элементом 2 задержки, второй генератор 3 запускагощих импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 4, выход которого соединен с первым входом установки триггера 5, выход которого соединен с входом генератора 6 тактовых импульсов, второй элементзадержки, счетчик 8 импульсов, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И первой группы 9 элементов И, блок 10 регистров памяти, выходы которого соединены с входами соответствующих элементоь И групп 11 по И элементов И, выходы соответствующих элементов И которых соединены с входами соответствующих из М элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, третий элемент 13 задержки, первый блок 14 сравнения, первая группа ходов которого соединена с соответствующими выходами регистра 15 памяти, последовательно соединенные блок 16 логарифмирования и блок 17 умножения, блок 18 регистров, первый19, второй 20 и третий 2 1 арифметические блоки, вторую 22, третью 23 и четвертую 24 группы элементов И, первый 25 и второй 26 элементы И, второй 27 и третий 28 блоки сравнения, блок 29 элементов ИЛИ, выходы которого соединены с соответствующими входами третьего арифметического блока 21, выходы которого соединены с соответствующими входами блока 17 умножения. Выходы первой группы 9 элементов И соединены с входами соответствуюших элементов 11 групп 11 по К элементов И, с первой группой входов первого арифметичес кого блока 19, с четвертой группоп входов второго арифметического блока 20, с первой группой входов второго блока 27 сравнения и с первойгруппой входов третьего блока 28сравнения, вторая группа входов которого соединена с первой группойвыходов блока 18 регистров, втораягруппа выходов которого соединена с 10 четвертой группой входов первогоарифметического бггока 19, выходы которого соединены с группой входоввторой группы 22 элементов И, выходы которой соединены с первой группой входов блока 29 элементов ИЛИ,вторая группа. входов которого соединена с выходами третьей группы23 элементов И, группа входов которой соединена со второй группойвходов второго арифметического блока 20 и с четвертой группой выходовблока 18 регистров, третья группавыходов которого соединена с первойгруппой входов второго арифметического блока 20, выходы которого соединены с группой входов четвертой группы 24 элементов И, выходы которойсоединены с третьей группой входовблока 29 элементов ИЛИ. Выход первого генератора 1 запускающих импульсов соединен с входом установкитретьего арифметического блока 21и с входом установки блока 18 регистров, пятая группа выходов которого соединена с третьей группой входов второго арифметического блока 20и со второй группой входов второгоблока 27 сравнения, первый выход которого соединен с входом четвертойгруппы 24 элементов И. Второй выходвторого блока 27 сравнения соединенс первым входом первого элемента И25 и с первым входом второго элемента И 26, выход которого соединен 45 с входом третьей группы 23 элементов И. Второй вход второго элементаИ 26 соединен с первым выходом третьего блока 28 сравнения, второйвыход которого соединен с вторымвходом первого элемента И 25, выходкоторого соединен с входом второйгруппы 22 элементов И. Выходы регистра 15 памяти соединены со второйгруппой входов первого арифметического блока 19. Выходы И элементовИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 соединены с соответствующими входами блока 16 логарифмирования. Вход второго генерато"ра 3 запускающих импульсов соединен314 с входом первого генератора 1 запускающих импульсов, выход которого соединен с входом установки счетчика 8 импульсов, ссоответствующими входами установки регистра 15 памяти и с соответствующими входами установки блока 10 регистров памяти. Выход первого элемента 2 задержки соединен со вторым входом установки триггера 5. Выход генератора 6 тактовых импульсов соединен с входом синхронизации счетчика 8 импульсов, и с входом третьего элемента 13 задержки, выход которого соединен со вторыми входами элементов И первой группы 9 элементов И. Выходы счетчика 8 импульсов соединены со второй группой входов первого блока 14 сравнения, выход которого через второй элемент 7 задержки соединен со вторым входом элемента ИЛИ 4.Подключение выходов второй 22, третьей 23 и четвертой 24 групп элементов И к входам блока 29 элементов ИЛИ представлено на фиг.2.Генератор работает следующим образом.При включении генератора .управляющее напряжение подается на первый 1 и второй 3 генераторы запускающих импульсов. При этом второй .генератор 3 запускающих импульсов вырабатывает импульс, который через элемент ИЛИ 4 поступает на вход установки в нуль триггера 5 и устанавливает его в нулевое состояние. После задержки на время переходных . процессов в триггере 5 первый генератор 1 запускающих импульсов также вырабатывает импульс, который обнуляет. счетчик 8 импульсов и устанавливает в соответствующие состояния триггеры блока 10 регистров памяти, регистра 15 памяти и блока 18 регистров. При этом в регистре 15 памяти уСтанавливается число щ, соответствующее числу точек, которые должны быть сформированы генератором равномерно распределенных псевдослучайных величин, что обеспечивается соответствующим соединением выхода генератора 1 запускающих импульсов с входами триггеров регистра 15 памяти. Аналогичным образом, в блоке 18 регистров в соответствующих регистрах устанавливаются: число щ, соответствующее номеруслучайной точки, начиная с которого ин 659544тенсивность Л ( О экспоненциальногораспределения начинает возрастатьдо своего предельного значениядостигаемого при =щ число Р , число 1 соответствующее наименьшемузначению интенсивности В, достигаемому при 1.=щ, и щ, сщ, числосоответствующее начальному значению интенсивности Л(Ц при =1,и число щ(В регистрах блока 10 регистровпамяти устанавливаются: в первомрегистре число Ч=2 , во втором -Ч =2и так далее до 7=2-" .Дляэтогд числа представляются в двоичном коде и установка регистров блока 10 регистров памяти производитсяустановкой триггеров в единичное илинулевое состояние аналогично регистру 15 памяти, Кроме того, импульсс выхода генератора 1 запускающихимпульсов после задержки элементом2 задержки (на время переходных про цессов) подается на вход установкитриггера 5 и устанавливает его в единичное состояние В результате начинает работать генератор б тактовыхимпульсов, сигналы которого поступазо ют на счетный вход счетчика 8 импульсов. Счетчик 8 импульсов формирует номера точек, каждому из которых соответствует определенноесостояние разрядов счетчика. Импульс, 35который был подан на вход счетчика 8 импульсов после задержки в элементе 13 задержки (на время переходных процессов в счетчике 8 импульсов) поступает нъ входы элементов И первой группы 9 элементов И.Тем самым производится опрос разрядов счетчика 8 импульсов и сигналы, соответствующие состоянию разрядов счетчика, поступают на входыгрупп элементов И блока 11 из Кгрупп элементов.И. При этом сигналс выхода элемента И первой группы9 элементов И, соответствующий первому разряду счетчика 8 импульсов, 50 поступает на первые входы элементтов И первой группы, сигнал с выхода второго элемента И группы. 9 элементов И - на первые входы элементов Ивторой группы блока 11 из И группэлементов И и так далее. Таким образом, если соответствующий разрядсчетчика 8 импульсов находится всостоянии "1", то код соответствующего регистра блока 10 регистров(2) памяти поступает на выход элементовИ группы 11 нз М элементов И.В элементах ИСКЛП.".МОЯЕЕ ИЛИ 12на которые поступают коды с элементов И групп 11 из И элементов И,производится логическое сложениесигналов, поступаюпнх на их входы.В результате на выходах этих элементов Формируется вегичина координаты первой точки. Процессы, описанные выше с момента выработки первого импульса генератором 6 тактовыхнючульсов, повторяются для второгои последующих импулсов,В результате на выходах Й элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 формируетсяпоследовательность величин координат точек, номера которых последовательно Формируются счетчиком 8импульсов.Одновременно код тек 5 щего номера х сформированной точки поступает на первую группу входов первогоарифметического блока 19 на четвертую группу входов второго арифметического блока 2 О и ьа первыегруппы входов второго 27 и третьего 28 блоков сравнения, а код с вы"хода регистра 5 памяти на вторуюгруппу входов первого арифметического блока 19Одновременно на третью, четвертую и пятую группы входов первогоарифметического блока 19 поступаюткоды величин ш2 и(с соответствующих груп выходов блока 18регистров) соответственно, а навыходах первого арифметического блока 19 Формируется величинакоторая поступает на входы второй группы 22 элементов И.Аналогично, на группы входов второго арифметического блока 20 поступают величины 1 1, .и ш,а на его выходах формируется величина которая поступает на входы четвертой группы 24,элементов И, Одновременно величинапоступает на входы третьей группы 23 элементов И.Если, текущий номер х сформиро" ванной точки не больше што на первом выходе ("Меньше - равно") 10 15 2 О 2 ЗО второго блока 27 сравнения появляется разрешающий сигнал и величина 7(О с выходов четвертой группы 24 элементов И поступает на третью группу входов блока 29 элементов ИЛИ .Если ш с 1.( ш, то на втором выходе ("Больше" ) блока 27 сравнения и на первом выходе (" Меньше" ) третьего блока 28 сравнения появляются разрешающие сигналы, поступающие на входы второго элемента И 26, в результате срабатывания которого разрешается поступление величины 3 с выходов третьей группы 23 элементов И на вторую группу входов блока 29 элементов ИЛИ.Если 7,ш , то под действием сигналов со вторых выходов (" Больше" и "Больше - равно") блоков 27 и 28 сравнения срабатывает первый элемент И 25, разрешая выдачу величины ,(1) с выходов второй группы 22 элементов И на первую группу входов блока 29 элементов ИЛИ, Таким образом, на выходе блока 29 элементов ИЛИ всегда имеется соответствующая величина Ь, характеризующая интенсивность параметра экспоненциального распределения в зависимости от номера сформированной точки,Сигнал с выхода блока 29 элементов ИЛИ поступает на вход третьего арифметического блока 21 и на еговыходах формируется величина а =1-- которая поступает наЛй)вход блока 17 умножения.Одновременно равномерно распределенное случайное число В, номер которого. равен 1, поступает на соответствующие входы блока 16 логарифмирования, а с его выходов - на соответствующие входы блока 17 умножения, на выходе которого формируется величина а 1 п В, имеющая экспоненциальное распределение с переменной плотностью (д) .Код с выхода счетчика 8 импульсов во время работы генератора сравнивается в блоке 14 сравнения с кодом, записанным в регистре 15 памяти, При равенстве кодов, что соответствует моменту окончания форми" рования величин координат всех точек, на выходе блока 14 сравнения формируется импульс, который после задержки в элементе 7 задержки (ца время переходных процессов в счет 7 14659чике 8 импульсов) через элемент ИЛИ4 поступает на вход установки в нультриггера 5, что приводит к остановке, генератора.Формула из обретенияГенератор равномерно распределенных псевдослучайных величин по авт. св. У 1202038, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности формирования псевдбслучайных величин 15 с регулируемым законом распределения, в него дополнительно введены последовательно соединенные блок логарифмирования и блок умножения, блок .регистров, три арифметических 20 блока, три группы элементов И, два блока сравнения, два элемента И и блок элементов ИЛИ, выходы которого соединены с соответствующими входами третьего арифметического блока, 25 .выходы которого соединены с соответствующими входами блока умножения, выходы первой группы элементов И соединены с первой группой входов первого арифметического бло ка, с четвертой группой входов вто" рого арифметического блока, с первой группой входов второго блока сравнения и с первой группой входов третьего блока сравнения, вторая. группа входов которого соединена с первой группой выходов блока регистров, вторая группа выходов которого соединена с четвертой группой входов.первого арифметического блока, 40 выходы которого соединены с группой входов второй группы элементов И, выходы которой соединены с первой группой входов блока элементов ИЛИ вторая группа входов которого соединена с выходами третьей группы элементов И, группа входов которойсоединена с второй группой входоввторого арифметического блока, спятой группой входов первого арифметического блока и с четвертой группой выходов блока регистров, третьягруппа выходов которого соединенас первой группой входов второгоарифметического блока, выходы которого соединены с группой входовчетвертой группы элементов И,.выходыкоторой соединены с третьей группойвходов блока элементов ИЛИ, выходпервого генератора запускающих импульсов соединен с входом установкитретьего арифметического блока и свходом установки блока регистров,пятая группа выходов которого соединена с третьей группой входов второго арифметического блока и с второй группой входов второго блокасравнения, первый выход которого соединен с входом четвертой группы элементов И, второй выход второго блока сравнения соединен с первым входом первого элемента И и с первымвходом второго элемента И, выходкоторого соединен с входом третьейгруппы элементов И, второй вход вто"рого элемента И соединен с первымвыходом третьего блока сравнения,второй выход которого соединен свторым входом первого элемента И,выход которого соединен с входомвторой группы элементов И,. выходырегистра памяти соединены с второйгруппой входов первого арифметического блока, выходы М элементов ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ соединены с соответствующими входами блока логарифмирования.1465954 СРыкдж 73Составитель Ю. Бурмистроведактор А.Ревин Техред М.Дидык Корректор ИСамборска Заказ 954/53 Тираж 879 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, И, Рауаская наб., д. 4/5 оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужул. Гагарина, 101