Генератор случайных процессов

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных комплексах и устройствах автоматики при аппаратурном моделировании. Цель изобретения - повышение быстродействия. Указанная цель достигается введением двух преобразователей вероятность-вероятность 6 и 7 и генератора 1 тактовых импульсов. Кроме того, преобразователь вероятность-вероятность 7 позволяет получить одномерный закон распределения произвольной длины. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4255682/24-24 (22) 03.06.87 (46) 23.09.89. Бюл. Г 35 (72) Ю. С.Расщепляев и К,А.Часнык (53) 681.3(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1234833, кл. G 06 F 7/58, 1986, Авторское свидетельство СССР, М 1283758, кл. О 06 F 7/58, 1987. (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАРНИХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исИзобретение относится. к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных комплексах и устройствах автоматики при аппаратурном моделировании.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На чертеже приведена блок-, схема

- генератора случайного процесса °

Генератор состоит из генератора 1 тактовых импульсов, блока 2 памяти, датчика 3 случайного потока импульсов, реверсивных счетчиков 4 и 5, преобразователей 6 и 7 вероятность вероятность.

Генератор работает следующим образом.

При подаче ймпульса на вход "Пуск" генератора обнуляются реверсивные счетчики 4 и 5 и запускается генератор 1 тактовых импульсов.

Генератор 1 вырабатывает серию импульсов для съема информации с бло" ка 2 памяти и запускает датчик 3 слу„„SU „„1509882 а04 G 06 F 7/58 пользовано в вычислительных комплексах и устройствах автоматики при аппаратурном моделировании ° Цель изоб-. ретения - повышение быстродействия.

Указанная цель достигается введением двух преобразователей вероятностьвероятность 6 и 7 и генератора 1 тактовых импульсов. Кроме того, преобразователь вероятность-вероятность

7 позволяет получить одномерный закон распределения произвольной длины.

1 ил. чайного потока импульсов с плотностью распределения вероятности M (t).

Начинается поэлементный съем информа- С, ции каждой строки блока 2 памяти и параллельно начинают работу реверсив- 3 ные счетчики 4 и 5. По заданным значениям координат Х;, Y на информационных входах реверсивных счетчиков 4 © и 5 на выходе преобразователя 7 вероятность - вероятность, реализующего C© ключевую операцию И, появляются сиг- Q6 налы с элементов блока 2 памяти, ко- Q© ординаты которых соответствуют задан- Я ным значениям Х,, У;. Таким образом, можно получить на выходе преобразователя 7 вероятность - вероятность (при соответствующем задании координат) любое сечение заданной функции, .Ф

f(x;,ó„) либо каждый участок этой й, функции, либо любые значения функции

f(x;,ó,),принимаемые ею в блоке 2 памятй..На выходе преобразователя 6 вероятность — вероятность в зависимости от реализуемой им операции (И, (ЧФ) W(z) =,—,—

C dxd

| з 150 88

ИЛИ) и временного интервала, на котором датчик 3 случайного потока им1 пульсов вырабатывает импульс с задан- ной плотностью распределения вероятностей его появления д,(t), можно получать требуемые распределения. При реализации преобразователя 6 вероятность — вероятность операции И производится статистическая выборка зна- ð чений функции f(х;,у ), а при реализации операции ИЛИ проводится "зашумление (добавление импульсов) в снимаемые с блока 2 памяти сигналы случайным образом с законом плотности 15 распределения вероятностей, равным

u„(t) .

Рассмотрим случаи, когда преобразователь 6 вероятность - вероятность реализует ключевую операцию И ° 20 !

При появлении импульса. на выходе датчика 3 случайного потока импульсов в интервале считывания всего объема блока 2 памяти с законом плотности распределения вероятностей его появления и длительностью импульса, равной времени считывания нескольких ячеек блока 2 памяти 1, на выходе преобразователя 6 вероятность — вероятность получают -тую реализацию одномерного случайного процесса, име" ющего количество реализаций, равное

N =

35 где m - количество ячеек в строке блока 2 памяти; п — количество строк блока 2 памяти, а вид реализации - функция, нелиней-, 4р ным образом производная от задаваемой й(х;,у ). .Плотность распределе" ния вероятностей () (t) определяет вероятность появления той или иной реализации. Если длительность импуль- 45 са датчика 3 равна интервалу времени считывания строки и передний фронт

"привязан" к переднему фронту импульса считывания первой ячейки строки, то на выходе преобразователя 6 вероятность - вероятность имеем реализации одномерного процесса, имеющего количество реализаций, равное количеству строк блока 2 памяти, а вид реализации - сечение функции .f(x ó;) k-й строкой.

Если импульс на выходе датчика 3 появляется однократно при считывании всего объема блока 2 памяти с законом плотности распределения вероятностей u„(t) и длительностью импульса, равной времени считывания одной ячейки из строки блока 2 памяти, то на выходе преобразователя 6 вероятность — вероятность получают следующее. Записанная в блоке 2 памяти функция f(x,у) представляет собой распределение амплитуды сигнала Z, с заданной функциональной связью (между Z; и (Х;, Y;), где Х;, У; координаты i-й ячейки j-й строки), которая взаимно однозначна, поэтому функция Z = f(x,ó) должна быть монотонная.

Тогда интегральные функции распределения

P(f (x,у) с f (x,,у )) = P(x6 х у у ь а плотности вероятностей связаны соотношением

{0 (х,у)dxdy = g(х,у) х

Д 2 (0 (Ч (М Ц (к)) — — х

dgx(z)

Х У

dCPg.(z) х с1 2

Из последнего выражения видно, что, задаваясь законом плотности рас пределения вероятностей u„(t)

= Я (q (z), q> (z) ) и функцией Z

= f(x,у), можно получать наперед известную плотность вероятностей случайной величины Z, представляющей собой мгновенные значения амплитуды сигнала:

Z = f(x,у) ) х = yÄ(z); у = ф (г).

В случае неоднозначности функции

f(x,y), т.е. невозможности однозначно найти х = Cp„(z) и y = Q>(z), получа» ют более. сложную совокупность (x < =

= q, (z), у = P»(z)), а последнее выражение принимает вид

W(z) = Сд((ф„(к), p (z)) х

dг 1 dz

Если импульс датчи ка 3 поя вляется однократно в интервале времени считывания строки блока 2 памяти, то длительность этого импульса равна времени считывания нескольких (r С т) 1509882 ячеек строки блока 2 памяти или времени считывания одной ячейки строки блока 2 памяти.

Точностные характеристики гене5 ратора случайного процесса с точки зрения воспроизведения задаваемых функций полностью определяются параметрами датчика 3 потока случайных импульсов и точностью функции, записанной в блоке 2 памяти. Следовательно, точностные характеристики предлагаемого генератора являются аппаратурными и поэтому постоянны для всех видов задания функций.

Формула изобретения

Генератор случайных процессов, со- 20 держащий датчик случайного потока импульсов, блок памяти и два реверсивных счетчика, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены гене- 25 ратор тактовых импульсов и два преобразователя вероятность - вероятность, причем вход "Пуск" генератора соединен с запускающими входом генератора тактовых импульсов и обнуляющими входами реверсивных счетчиков, установочные входы которых являются входами задания количества генерируемых чисел генератора, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с входом считывания строк блока памяти и счетным входом первого реверсивного счетчика, вход считывания столбцов блока памяти соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов и счетным входом второго реверсивного счетчика, третии выход генератора тактовых импульсов соединен с входом опроса датчика случайного потока импульсов, выход которого соединен с входом задания закона преобразования первого преобразователя вероятность — вероятность, информационный вход которого соединен с выходом блока памяти и информационным входом второго преобразователя вероятность — вероятность, выход переполнения первого реверсивного счетчика соединен с первым входом запрета преобразования второго преобразователя вероятность — вероятность, второй вход запрета преобразования которого соединен с выходом переполнения второго реверсивного счетчика, выходы первого и второго преобразователей вероятность - вероятность являются информационными выходами . генератора.