Вероятностное устройство для анализа сетей

 

Изобретение предназначено для решения задач анализа сетей, представленных вероятностными графами, в частности, оно позволяет определять вероятность существования связи между любым входным и любым из выходных элементов рассматриваемой вероятной сети. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, счетчик циклов , наборное поле, блок выходных счетчиков , блок преобразователей код-вероятность , элемент ИЛИ, элемент И, элемент задержки, группу элементов И. Наборное поле представляет собой матрицу смежности графа исследуемой сети, диагональными элементами которой являются элементы И, недиагональными элементами - пары клемм, соединение которых диодными перемычками соответствует единице матрицы смежности, несоединение - нулю. Блок выходных счетчиков содержит счетчики, элементы И. Блок преобразователей код-вероятность содержит Л преобразователей код-вероятность, каждый из которых содержит датчик псевдослучайных чисел, цифровой компаратор и регистратор числа. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. е (Л 1C ел Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ni) 4 б 06 F 15/20

Kl " »

l3 „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3852969/24-24 (22) 12.02.85 (46) 07.09.86. Бюл. № 33 (72) В. М. Кузнецов и В. В. Соколов (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 896630, кл. G 06 F 15/20, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 840175, кл. G 06 F 15/36, 1982. (54) ВЕРОЯТНОСТНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ АНАЛИЗА СЕТЕЙ (57) Изобретение предназначено для решения задач анализа сетей, представленных вероятностными графами, в частности, оно позволяет определять вероятность существования связи между любым входным и любым из выходных элементов рассматриваемой вероятной сети. Устройство содержит

„„Я0„„1256040 генератор тактовых импульсов, счетчик циклов, наборное поле, блок выходных счетчиков, блок преобразователей код — вероятность, элемент ИЛИ, элемент И, элемент задержки, группу элементов И. Наборное поле представляет собой матрицу смежности графа исследуемой сети, диагональными элементами которой являются элементы И, недиагональными элементами — пары клемм, соединение которых диодными перемычками соответствует единице матрицы смежности, несоединение — нулю. Блок выходных счетчиков содержит счетчики, элементы И. Блок преобразователей код †вероятнос содержит N преобразователей код †вероятнос, каждый из которых содержит датчик псевдослучайных чисел, цифровой компаратор и регистратор числа. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1256040

10!

20

1I

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для решения задач анализа сетей, представленных вероятностными графами, в частности для определения вероятности существования связи между любым входным и любым из выходных элементов рассматриваемой вероятностной сети.

Устройство позволяет определять структурную надежность (вероятность работоспособности) сложных разветвленных систем, структурно-надежностные схемы которых не могут быть представлены в виде параллельно-последовательного соединения элементов. Такие системы представляются множеством простых работоспособных состояний, каждое из которых включает минимальное количество элементов системы, необходимых для обеспечения данного работоспособного состояния, и может быть отождествлено с простым путем графа сети.

На фиг. представлена блок-схема вероятностного устройства для анализа сетей; на фиг. 2 — наборное поле.

Вероятностное устройство для анализа сетей содержит генератор 1 тактовых импульсов (ГТИ), счетчик 2 циклов, наборное поле 3, блок 4 выходных счетчиков, блок 5 преобразователей код — вероятность, элемент

ИЛИ 6, элемент И 7 и элемент 8 задержки, элементы И 9, клеммы 10, диодные перемычки 11, выходные счетчики 12, элементы И 13, преобразователи 14, датчики псевдослучайных чисел 15, цифровые компараторы !6, регистры 17.

Выход ГТИ соединен с первым входом элемента И 7, выход которого подключен к входу элемента 8 задержки, к вычитающему входу счетчика 2 циклов и к входам блока 5 преобразователей код — вероятность, а второй вход — с выходом элемента ИЛИ 7, входы которого соединены с разрядными входами счетчика 2 циклов, выход элемента 8 задержки соединен с разрядными входами счетчика 2 циклов, выход элемента 8 задержки соединен с второй группой входов блока 4 выходных счетчиков.

Наборное поле 3 представляет собой матрицу смежности графа исследуемой сети, диагональными элементами которой являются элементы И 9, недиагональные элементы — пары клемм 10, соединение которых диодными перемычками 11 соответствует единице матрицы смежности, несоединение — нулю. Пример полярности включения диодной перемычки 11 показан на фиг. 2 для узла графа (1, 2). Первые входы и выходы элементов И 9 являются соответственно входами и выходами наборного поля. Входы первого элемента И 9 соединены между собой.

Второй вход lг-го элемента И 9 (й Я(2, 3, ...

И)) через пары клемм 10, образующие элементы матрицы смежности, расположенные выше диагонали, соединен с выходами j-x элементов И 9 (j = 1, 2, ..., и — ), выход ,?- о элемента И 9 P e (2, 3, ..., и ) через

2 пары клемм 10, образующие элементы матрицы смежности, расположенные ниже диагонали, подключен к вторым входам й-х элементов И 9.

Блок 4 выходных счетчиков содержит набор счетчиков 12, число которых соответствует числу выходных вершин, отображаемых элементами И 9 наборного поля 3 и соединенных с соответствующими счетчиками через элементы И 13.

Блок 5 преобразователей код — вероятность состоит из N одиночных преобразователей 14, каждый из которых, в свою очередь, состоит из датчика 15 псевдослучайных чисел (ДПСЧ), цифрового компаратора 16 и регистра 17 числа. Каждый задействованный на конкретное испытание преобразователь предназначен для «разыгрывания» случайного состояния соответствующего элемента исследуемой вероятностной сети, для чего выход цифрового компаратора этого преобразователя соединяется с соответствующим входом указанного элемента И 9 в наборном поле 3.

Устройство работает следующим образом.

Наборное поле 3 отображает граф исследуемой вероятностной сети путем соединения диодными перемычками 11 пар клемм 10, соответствующих единичным элементам матрицы смежности графа сети.

Выходы элементов И 9, соответствующие выходным звеньям сети, подключаются к первым входам элементов И 13. В каждый ,7-й регистр 17 (3 = 1, N) записывается значение вероятности существования 1-й вершины графа Р; . Состояния неиспользуемых регистров 17 не влияют на работу устройства.

Счетчики 12 устанавливаются в состояние

«О». В счетчик 2 числа циклов записывается код числа планируемых экспериментов.

Начало работы устройства осуществляется при поступ. пении сигнала íà вход запуска устройства, разрешающего прохождения тактовых импульсов от ГТИ 1 через элемент

И 7 на вход счетчика 2 и на входы датчиков псевдослучайных чисел (ДПСЧ) 15.

При поступлении очередного импульса на вход,7-го ДПСЧ 15 на его выходе формируется случайное число Х;, которое сравнивается с содержимым 7-го регистра 17 — Р;.

«При выполнении условия (Х,(P,) на выходе

7-ой схемы 16 сравнения появляется разрешающий потенциал, который подается на первый вход 7-го элемента И 9, причем сигнал сохраняется в течение всего элементар ного цикла моделирования. Так с помощью

ДПСЧ в каждом из статических экспериментов формируется граф, в котором может существовать или отсутствовать путь от истока графа к каждой нз соединенных с выходabIM счетчиком !2 вершин. При наличии такого пути на первом входе соответствующего элемента И 13 будет разрешающий потенциал, и задержанный элементом 8 задержки импульс поступит на вход счет1256040

3 чика 12 положительных исходов; при отсутствии пути на первом входе элемента

И 13 разрешающего потенциала не будет, и тактовый импульс от ГТИ 1 в счетчик 12 не поступит.

С формированием каждого импульса

ГТИ 1 одновременно происходит вычитание содержимого счетчика 2 циклов. Затем опи санный процесс повторяется. В момент, когда содержимое счетчика 2 становится равным нулю, на выходе элемента ИЛИ 6 появляется потенциал, запрещающий прохождение тактовых импульсов от ГТИ 1 через элемент И 7.

Формула изобретения

1. Вероятностное устройство для анализа сетей, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик циклов, наборное поле, группу элементов И, блок выходных счетчиков, блок N преобразователей код — вероятность (N — максимальное количество вероятностных элементов исследуемой сети), причем каждый выход группы выходов наборного поля соединен с первым входом одноименного элемента И группы, выход которого подключен к одноименному входу группы входов блока выходных счетчиков, группа выходов блока преобразователей код †вероятнос соединена с группой входов наборного поля, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства,в него введены элемент задержки, элемент ИЛИ и элемент И. вход генератора тактовых импульсов является входом запуска устройства, а выход подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к входу элемента задержки, к вычитаюгцему входу счетчика циклов и к входам блока преобразователей код †вероятнос, а второй вход элемента И соединен с выходом элемента

ИЛИ, группа входов которого соединена с группой разрядных выходов счетчика циклов, выход элемента задержки соединен с вторыми входами элементов И группы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наборное поле содержит матрицу Л XN ячеек, ячейки, расположенные на главной диагонали матрицы, выполнены в виде элементов И, а остальные — в виде пар клемм. замыкаемых диодными перемычками, первые входы и выходы элементов И являются соответственно входами и выходами наборного поля, второй вход первого элемента И подключен к его первому входу, а второй вход каждого k-го элемента И (k = 2, 3, ..., V) через пары клемм, образующие ячейки матрицы, расположенные выше главной диаго25 нали, соединен с выходами /-х элементов И (j = 1, 2, ..., k — 1), а выход каждого -го элемента И (= 2, 3, ..., N) через пары клемм, образующие ячейки, расположенныс ниже главной диагонали, подключены к вторым входам lг-х элементов И.

1256040

Редактор С. Патрушева

Заказ 4825/49

Составитель Т. Сапунова

Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4