Генератор многомерных случайных величин
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 966692(22) Заявлено 31. 03. 81 (21) 3267734/18-24 Р 1 М К з О 06 Г 7/58 с присоединением заявки М -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 1.5.1082. Бюллетень Мо 38 Дата опубликования описания 15.1082(71) Заявитель 54) ГЕНЕРАТОР МНОГОМЕРНЫХ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при .решении задач моделирования систем с учетом случайных внешних возмущающих факторов и случайных отклонений параметров объектов, а также при создании стохастических вычислительных машин и многоканальных датчиков случайных сиг-;налов.ИзвестНЫ устройства формирования многомерных случайных величин с заданными статистическими характеристиками.Одно из известных устройств фор-. мирования многомерных случайных сигналов с заданной матрицей спектральных плотностей содержит источники исходного случайного сигнала, блок формирующих фильтров и блок сумматоров 11.Однако это устройство,не позволяет формировать многомерные случайные величины с, заданным многомерным законом распределения вероятностей. Кроме этого, наличие большого количества источников исходного случайного сигнала усложняет аппаратурную реализацию устройства и ухудшает стабильность его характеристик,Известен также многоканальный ге-нератор случайных чисел, который содержит первичный источник случайных 5 импульсов, блок формирования импульсов, фильтр низких частот, ключ, амплитудный селектор, блок памяти, матричный переключатель, многофазныймультивибратор, регистр сдвига им пульсов, делитель частоты и блокуправления 2 1.Однако это устройство формируеттолько независимые случайные числа ине обеспечивает моделирование многомеРных случайных величин с произвольным заданным многомерным законом распределения вероятностей,Известно также устройство длявероятностного моделирования, содер- О жащее генератор равномерно распределенных случайных чисел, регистрадреса, блок памяти, регистр числа,регистр маски, блок сравнения и блокуправления3 3.5 указанное устройство не позволяетформировать многомерные случайные, величины с произвольным заданныммногомерным законом распределениявероятностей, так как по заложенным 0 принципам работы и структурной организации оно ориентировано на формирование одномерных случайных величин.Наиболее близким к прЕдлагаемомуизобретению является генератор многомерных случайных величин, содержащийгенератор тактовых импульсов, первый ,5и второй элементы задержки, триггер,первый и второй элементы И, генераторравномерно распределенных случайныхчисел, сумматор, блок памяти, регистрадреса, регистр сдвига 4 . ИНедостатком данного устройстваявляется поразрядное формированиемногомерной случайной величины, чтозначительно снижает быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродействия за счет одновременногоформирования нескольких разрядовмногомерной случайной величины.Поставленная цель достигается тем,что известный генератор многомерныхслучайных величин, содержащий генератор тактовых импульсов, сумматор,блок памяти, генератор равномернораспределенных случайных чисел,элемент задержки, регистР сдвига,регистр адреса, причем выход генератора тактовых импульсов соединенс входом элемента задержки и входомгенератора равномерно распределенных случайных чисел, вход "Пуск" генератора тактовых импульсов, являющийся входом генератора, соединен синформационным входом регистра сдвига,выход элемента задержки подключен ктактовому входу регистра сдвига, выходы всех разрядов которого, кроме, 35последнего, соединеныс соответствующими разрядными входами регистра адреса и являются группой выходов генератора, а выход последнего разряда регистра сдвига соединен со входом "Стоп" генератора тактовых импульсов, введены шифратор, группасумматоров и группа блоков памяти,причем выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входамблоков памяти группы, вторые входыкоторых соединены с выходом регистраадреса, выход генератора равномернораспределенных случайных чисел соединен с первыми входами сумматоровгруппы, вторые входы которых соединены с выходами блоков памяти группы соответственно, третьи входысумматоров группы соединены с выходом элемента задержки, выходы сумматоров группы подключены к соответствующим входам шифратора, выходыкоторого соединены с соответствующими разрядными входами регистра сдвига.На фиг,1 приведена блок-схема ге-. 60нератора; на фиг.2 - блок схема шифратора.Генератор содержит генератор 1тактовых импульсов, шифратор 2,генератор 3 равномерно распределен ных случайных чисел, группу 4 сумматоров, группу 5 блоков памяти, регистр б сдвига, регистр 7 адреса, элемент 8 задержки.Вход генератора соединен с первым входом генератора 1 тактовых импульсов и первым входом регистра б сдвига, выход генератора 1 тактовых импульсов соединен с входом генератора 3 равномерно распределенных случайных чисел, входом элемента 8 задержки и первыми входами группы 5 блоков памяти, выходы группы 4 сумматоров подключены к входам шифратора 2, выходы шифратора 2 соединены с третьим входом регистра б, выходы которого являющиеся выходами генератора, подключены к входу регистра 7 адреса, выход которого соединен с вторыми входами группы 5 блоков памяти, выходы группы 5 блоков памяти соединены с вторыми входами группы 4 сумматоров, первые входы группы 4 сумматоров соединены с выходом генератора 3 равномерно распределенных случайных чисел, третьи входы группы 4 сумматоров соединены с выходом элемента 8 задержки и вторым входом регистра б сдвига, (И+1)-й выход регистра б соединен со вторым входом генератора 1 тактовых импульсов.Шифратор (фиг.2) содержит группу 9 элементов ИЛИ-НЕ и группу 10 элементов И причем 1-ый вход шифра/тора (1 изменяется от 1 до 2 -1, где К -количество одновременно формируемыхразрядов) соединен со входами группы 9 элементов ИЛИ-НЕ, начиная с Ь-го (в порядке возрастания номеров элементов) эцемента, входы группы 10элементов И соединены с выходами группы 9 элементов ИЛИ-НЕ, причем входы 1-го элемента (1 изменяется от 1 до Ц группы 10 элементов И соединены с выходами 3-ых элементов (3 = 2 и + в; и = 0,2 -1; в = 1,2" ") группы 9 элементов ИЛИ-НЕ, Выходы группы 10 элементов И являются выходами шифратора.Генератор многомерных случайных величин работает следующим образом.Для формирования значения многомерной случайной величины Х =Х,Х 1, ,Х,Х на вход устройства подается сигйал "Пуск". Этот сигнал поступает на первый вход генератора 1 тактовых импульсов и первый вход регистра б. Под воздействием этого сигнала генератор 1 тактовых импульсов начинает вырабатывать последовательность тактовых импульсов, а в регистр 6 записывается код 00001 (единица в младшем разряде).Импульс, сформированный генератором 1 тактовых импульсов, проходит на вход элемента8 задержки, вход генератора 3 равномерно распределенных случайных чисел, первые входыЬгруппы 5 блоков памяти. Генератор 3 равномерно распределенных случайных чисел вырабатывает значение случай-. ного числа, равномерно распределенного на интервале (О;1). При поступлении импульса на первые входы груп пы 5 блоков памяти производитсясчитывание информации иэ ячеек, адрес которых хранится в регистре 7 адреса. Регистр 7 адреса соединен смнадшими И разрядами регистра б чис ла, и информация, хранящаяся в регистре б, переписывается в регистр 7 адреса. Таким образом, при поступлении первого тактового импульса производится считывание инФормации из 15 ячеек группь блоков памяти с адресом 000,01. В группе, блоков памяти хранятся данные о многомерных функциях распределения вероятностей, записанные в виде отрицательных чисел в обратном коде. С выходов генератора 3 равномерно распределенных чисел и группы 5 блоков памяти числа поступают на первые и вторые входы группы 4 сумматоров соответственно. По окончании интервала времени, задаваемого элементом 8 задержки, тактовый импульс поступает на третьи входы группы 4 сумматоров, разрешая выполнение операции сложения чисел, поступающих на первые и вторые входы группы 4 сумматоров:.кроме того, с выхода элемента 8 задержки тактовый импульс поступает на второй вход регистра б, в результате чего выполняется сдвиг числа всто рону старших разрядов.При сложении чисел, поступивших на входы группы 4 сумматоров, выполняется сравнение равномерно распределенного случайного числа с кодами 40 вероятностей, считанными из группы 5 блоков памяти . Так как коды вероятностей условных распределений хранятся в группе.5 блоков памяти в обратном поле, то на вод шифратора 45 поступает код вида 11110000 В этом коде информативным является., разряд, в котором сформированный первый (начиная с младших разрядов) нулевой сигнал. Группа 9 элементов ИЛИ-НЕ, входящих в состав шифратора 2, выделяет этот .сигнал и пропускает его на входы группы 10 элементов И с инверсными входами. Входы группы 10 элементов И соединены с выходами группы 9 элементов ИЛИ-НЕтакиМ об разом, что входы 1-го элемента (1= 1,Е) группы элементов И соедиР(Х Х - Оо)Р(Х 01 Х 00)1 иены с выходами 1-ых элементов(3= 2 и+в; и =0,2 к- -1; щ = 1;2 ")группы элементов ИЛИ-НЕ, т.е. с помощью группы 10 элементов И реализована функция вида где ь; - выход 1-го элемента группыэлементов И;д. - выход 1-го элемента группыэлементов ИЛИ-НЕ.Таким образом, на выходе шифрато.ра вырабатывается код, определяющий Х разрядов многомерной случайной величины. Данный код поступает на третий вход регистра б и записывается в освободившиеся в результате сдвига младшие разряды регистра 6.Каждый из последующих к разрядов "оставляющих многомерной случайной величины Х формируются аналогично с использованием одного тактового импульса, вырабатываемого генератором 1 тактовых импульсс в.По окончании Формирования значения многомерной случайной величины (после выработки И т/1 тактовых импульсов, где г - разрядность составляющих многомерной случайной величины в старшем разряде И+1)-ый выход)регистра б хранится единица, пере- мещенная сдвигающими импульсами из младшего разряда регистра б. Единичный сигнал. с (И+1)-го выхода регистра б поступает на второй вход генератора 1 тактовых импульсов и прекращает формирование тактовых импульсов. При этом на Иг младших выхоцах регистра б находятся значения составляющих многомернбй случайной величины Х - Х,Х, ХДля формирования следующей реализации многомерной случайной величины необходимо подать .сигнал "Пускф на вход генератора, после чего цикл формирования повторяется. Генератор может работать в автоматическом режиме при периодическом поступлении сигналов "Пуск".Пусть необходимо Формировать двумерную случайную величину Х =(Х,ХД значения составляющих которой задаются двухразрядными кодами, формируя одновременно два разряда,. т.е. одну составляющую. Многомерный закон распределения для случайной величины Х =Х,Х) задан следующим образом: 3Р(Х = 00 Х 1= 10)= "Д3 Р(Х= б 1, Х 2 = 10)= 3формула изобретения Технико-зкономическая эффективность. предлагаемого изобретения определяется тем, что оно обеспечивает по сравнению с существующими устройствами во можность формирования случайных внешних возмущений и случай ных параметрических отклонений объектов, характеристики которых описываются многомерными законами распределения вероятностей, что особенно важно при модЕпировании и испытани ях сложных технических систем; повышение производительности стохастических вычислительных машин и многоканальных датчиков случайных чисел. Генератор многомерных случайных величин, содержащий генератор тактовых импульсов, сумматор, блок памяти, генератор равномерно распределенных случайных чисел, элемент задержки, регистр сдвига, регистр адреса, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входом элемента задержки и входом генератора равномерно распределенных случайных чисел, вход "Пуск" генератора тактовых импульсов, являющийся входом генератора, соединен с информационным входом регистра сдвига, выход элемента задержки подключен к тактовому входу регистра сдвига, выходы всех разрядов которого, кроме последнего, соединены с соответствующими разрядными входами регистра адреса иявляются группой выходов генератора,а выход последнего разряда регистрасдвига соединен со входом "Стоп" генератора тактовых импульсов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия генератора,он содержит шифратор, группу сумматоров и группу блоков памяти, причем. выход генератора тактовых импульсовподключен к первым входам блоков памяти группы, вторые входы которыхсоединены с выходом регистра адреса,выход генератора равномерно распреленных случайных чисел соединен спервыми входами сумматоров группы,вторые входы которых соединены с выходами блоков памяти группы соответственно, третьи входы сумматоровгруппы соединены с выхбдом элементазадержки, выходы сумматоров группыподключены к соответствующим входамшифратора, выходы которого соединеныс соответствующими разрядными входами регистра сдвига.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Бобнев М.П. Генерирование случайных сигналов. М., "Энергия",1971, с.112.2. Авторское свидетельство СССРР 534775, кл .6 06 Е 1/02, 1973,3. Авторское свидетельство СССРР 488212, кл.Г 06 Е 15/20, 1972.4. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2848620/18-24кл.С Об Р 7/58, 1980 (прототип).9 ббб 92 А. Карасовунова Корректор В.Бут СоставитеТехред С.М Редактор Л.Аврам филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектна з 7845/бб Тираж 731 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушск
СмотретьЗаявка
3267734, 31.03.1981
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ М-5339
ПОПОВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ, РУСАКЕВИЧ ВИКТОР НИКОЛАЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G06F 7/58
Метки: величин, генератор, многомерных, случайных
Опубликовано: 15.10.1982
Код ссылки
<a href="https://patents.su/6-966692-generator-mnogomernykh-sluchajjnykh-velichin.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Генератор многомерных случайных величин</a>
Предыдущий патент: Многоканальный генератор случайных величин
Следующий патент: Генератор псевдослучайных чисел
Случайный патент: Тензометр