Устройство для генерации полумарковских процессов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в радиотехнике. 1 ель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности генерирования процессов с заданными функциями распределения времен пребывания их в заданных состояниях - достигается за счет введения в устройство для генерации полумарковских процессов (N-1) датчика 2.2-2.N случайных чисел, группы триггеров 3.1- 3.N, триггеров 4 и 5, группы элементов НЕ 6.1-6.N-1, групп элементов И 7.1-7.N-1, 8.1-8.N и 9.1-9.N, элементов ИЛИ 13, 15 и 16, блока 17 задания временных интервалов, группы счетчиков 18.I-18.N импульсов, шины 20 установки и шины 21 Пуск, а также за счет образования новых функциональных связей. Устройство содержит также генератор 1 серий импульсов, элементы И 10-12, элемент ИЛИ 14, регистр 19. 1 ил. §

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„)I636 М (5))5 К 03 К 3/84

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4%83ИЦ И@ i - -E (4 (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 46?7?96/?1 (22) 28,)2 ° 88 (46) ?3.03.91. Бюл. ))- 11 (7?) G.Г.Бочечка, С.В.Соловьев, H.IG.ÂHHîãðàäîB, И,А.Кулаков и С.) .Макаров (53) 6?1 .374 .?(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

)". 1070548, кл. G 06 F 7/58, 198?., Авторское свидетельство СССР

1377853, кл. G 06 F 7/58, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕИЕРАИИИ ПОЛУМАРКОВСКИХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться

) в радиотехнике. Пель изобретения— расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности

2 генерирования процессов с заданнымй функциями распределения времен пребывания их в заданных состояниях —, достигается за счет введения в устройство для генерации полумарковских процессов (N-)) датчика 2,2-2.N случайных чисел, группы триггеров 3,)3,N, триггеров 4 и 5, группы элементов НЕ 6.1-6,N-1, групп элементов И

7.1-7,N-1, 8.)-8.N и 9,)-9.N, элементов ИЛИ 13, 15 и 16, блока 17 задания временных интервалов, группы счетчиков 18,)-)8.N импульсов, шины

20 установки и шины 21 "Пуск", а также за счет образования новых функциональных связей. Устройство содержит также генератор ) серий импульсов, элементы И 10-)2, элемент ИЛИ 14, регистр )9. 1 ил.

3 1 636994

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в вы числительной технике.

Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей sa счет обеспечения возможности генерирования 1процессов с заданными функциями рас" пределения времен пребывания их в заданных состояниях.

Йа чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для генерации полумарковских процес" сов, Устройство для генерации полумар" ковских процессов содержит .генератор

1 серий импульсов, группы 2.датчиков

2Ä1-2.N случайных чисел, группу 3 триггеров 3.1-3,И, первый 4 и второй 5 триггеры, группу б элементов НЕ

6,1-6 И-l, вторую группу 7 элементов

И 7.1"7.N-- 1, первую группу 8 элементов И 8,1-8.N, третью группу 9 элементов И 9,1-9.N первый 10, второй 11 т и третий 12 элементы И, второй 13, первый 14, третий 15 и четвертый 16 .элементы ИЛИ, блок 17. задания временных интервалов, группу 18 счетчиков

18.1-18.N импульсов, регистр 19, шину 20 установки и шину 21 "Пуск", сое-30 диненную с вторым входом первого триггера 4 и с первым входом четвертого элемента ИЛИ 16 выход которого соединен со счетным входом счетчика 18,1 импульсов группы 18 счетчиков импульсов, выход j-rn счетчика 18 которой соединен с входом j ro элемента НГ

6.! группы 6 элементов НЕ и с входом

К-го элемента И 7.К второй группы 7 элементов И {)=2,3...,,И-I; К=1,2, 40 ...,N-2), выходы элементов И 7.17.И-I которой соединены с соответствующими информационными входами регистра 19 и с входами второго элемента ИЛИ 13, выход которого соеди- 45 нен с вторым входом третьего элемента ИЛИ 15, выход которого соединен с

У первым входом второго триггера 5, вы ход которого соединен с вторыми входами первого 10 и второго 11 элементов И и с первым входом третьего элемента И 12, выход которого соединен с первыми входами элементов И

9,1-9.И группы 9 элементов И, выходы элементов И .9,1-9,N которой соеди55 иены с соответствующими входами управления блока 17 задания временных интервалов, группы выходов которого соединены с группами информационных входов соответствующих счетчиков 18,1-18.N импульсов группы 18 счетчиков импульсов, входы установки счетчиков 18,1-18.И импульсов которой соединены с выходом первого элемента ИЛИ 14 и с вторыми входа" ми триггеров 3.1-3.N группы 3 триггеров, выходы которых соединены с первыми входами элементов И 8.1-8.N первой группы 8 элементов И, выходы

1-ro элемента И 8.1 которой соединены со счетным входом 1-го счетчика 18.1 импульсов группы 18 счетчи-. ков.импульсов (1=2,3,...,И), входы синхронизации счетчиков !8 ° I 18,N импульсов которой соединены с первыми входами. триггеров 3,1-3,N группы 3 триггеров и с соответствующими выходами блока 17 задания временных интервалов, соответствующие группы входов которого соединены с выходами датчиков ?.1-2.И случайных чисел группы 2 датчиков случайных чисел, входы датчиков 2.1-2,N случайных чисел которой соединены с выходом первого элемента И 10 и с входом синхронизации регистра 19„ вход установки которого соединен с шиной 20 установки, с первым входом первого триггера 4, с первым входом третьего элемента И 15 и с вторьм входом первого элемента И 14, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И ll первый вход которого соединен с вторым выходом генератора

1 серий импульсов„ третий выход которого соединен с вторыми входами элементов И 8,1-8,N первой группы 8 элементов И, выход элемента И 8.1 которой соединен с вторым входом четвертога элемента ИЛИ !6, Выход первого триггера 4 соединен с входом генератора 1 серий импульсон, первый„ четвертый и пятый вьглоды .которого соединены соответственно с первым входом первого элемента И 10, с вторым входом третьего элемента И 12 и с вторым входом второго триггера 5, Выход счетчика

18,1 импульсов группы 18 счетчиков импульсов соединен с входом элемента НЕ 6.1 группы 6 элемен-ов НЕ, с входом элемента ИЛИ 13 и с соответствующим информационным входом регистра 19. Выход счетчика 18.N импульсов группы 18 счетчиков импульсов соединен с- входом элемента

И 7,N-I второй группы 7 элементов И.

1636994 6

50

Выход п-ro элемента НЕ 6.п группы

6 элементов HF. соединен с входом п-го и всех последующих элементов И второй группы 7 элементов И (и=

1р2р ° ° ° AN!)

Блок !7 задания временных интервалов может быть выполнен, например, в виде матрицы ИхИ запоминающих устройств (блоков памяти), выходы которых объединены по схеме монтажного ИЛИ, Устройство работает следующим обPBSOM °

Пусть моделируется полумарковский процесс с N состояниями,,В момент времени t процесс находится в состоянии 1! . Этому состоянию соответствует конечное число К < независимых неотрицательных случайных величин (! (j=1 2,...,Ê<) с функциями распределения F< (t) Число К< определяет число состояний, в которые возможен переход иэ состояния

1 1, Далее берется К реализаций случайных величин !, имеющих функции распределения Р< (t). По результатам реализаций происходит .переход из состояния 1< по одному из направлений ((g =1,2,,К<) в состояние

1„ (1I 1„ ), Направление перехода $ соответствует наименьшей из полученных реализаций случайных величин <, а сама наименьшая величина =мин < является временем

1 .пребывания процесса в состоянии 1< °

Таким образом, в момент t=- (» процесс переходит из состояния 1 < в 1, !

В этом состоянии полумарковский процесс ведет себя точно так: из К

« ре ализ аций случ айных в еличин ) ° (j =

=1,2,...,К„ ) с функциями распределения F, (t) в результате их сравнения выбирается наименьшая величина

I мин <

1cjK где g = (1, 2,..., K, ), и по направлению через время, происходит переход иэ состояния 1, в следующее состояние процесса, Граф переходов полумарковского процесса моделируется специальной конструкцией блока 17 задания временных интервалов, который обеспечивает реализацию случайных величин « < с функцйями распределения F (t) за счет входящих в его состав запоминающих устройств, образующих матрицу, 5

35 представляющих собой дискретные аналоги нелинейных безынерционных преобразователей, с помощью которых равномерно распределенные случайные величины, задаваемые датчиками 2,1-?.N случайных чисел группы ?., преобразуются в случайные влеичины ;„ с требуемыми законами распределенйя Р; (1).

При этом одно запоминающее устройство блока 17 задания временных интервалов реализует один закон распределения, Длительность. нахождения процесса в состояниях формируется путем подсчета количества тактов работы генератора 1 серий импульсов .в счетчиках

18,1-18.М импульсов группы 18 и сравнения подсчитанного количества с распределенными по заданным законам числами, формируемыми на группах информационных выходов блока !7 задания временных интервалов, Регистр !9 обеспечивает хранение номера состояния, в которое переходит процесс в результате сравнения случайных величин и выбора наиMpньшего из них.

При включении устройства на шину 20 установки поступает сигнал обнуления, устанавливающий в нулевые состояния первый триггер 4, регистр

19, триггеры 3.1-3.N группы 3 и счетчики 18.1-18.N импульсов группы 18 °

При этом второй триггер 5 через элемент ИЛИ 15 устанавливается в единичное состояние и сигналом со своего (единичного) выхода разрешает прохождение импульсов первой, второй и третьей серий с первого, второго и четвертого выходов генератора 1 серий импульсов соответственно через элементы И 10-12, Импульсный сигнал пуска с. шины

21 "Пуск" через элемент ИЛИ 16 поступает на счетный (вычитающий) вход первого счетчика 18,1 импульсов группы 18, в результате чего на выходе переполнения этого счетчика импульсов появляется сигнал логической единицы, что соответствует нахождению процесса в первом (начальном) состоянии, Кроме того, сигнал с шины 21

"Пуск" устанавливает в единичное состояние триггер 4, который сигналом с своего (единичного) выхода запускает генератор 1 серий импульсов, на I выходах которого появляются тактирующие импульсы, По импульсу первой се7 1636994 8 рии с выхода элемента И 10 осуществляется парафазный прием позиционного кода номера состояния в регистр

19, а также запуск датчиков 2.1-2,N случайных чисел группы 2, В резуль5 тате на выходах этих датчиков появляются равномерно распределенные случайные, числа, поступающие на группы адресных входов блока 17 задания вре- )о менных интервалов, а код номера состояния с выхода регистра 19 поступает на выход устройства и на вторые входы элементов И 9.1-9,М группы 9, По импульсу второй серии с выхода .элемента И 11 через элемент ИЛИ 14 осуществляется подготовка к приему (обнулению) триггеров 3,1-3,N группы

3 и счетчиков 18,1-18,N импульсов группы 18, 20

По импульсу третьей серии с выхода элемента И 12 осуществляется строФ бирование кода номера состояния на элементах И 9,1-9,N группы 9, который далее поступает на входы управле- 25 ния блока 17 задания временных интервалов.

В результате на управляющих выходах блока 17 задания временных интервалов вырабатывается код, единичное состояние i.-ro разряда в котором определяет возможность перехода процесса иэ текущего состояния в состояние 1 °, Этот код записывается в триггеры 3.1-3,N группы 3 и далее по35 ступает на первые входы элементов

И 8.1"8.N группы 8, разрешая прохождение через соответствующие элементы

И этой группы импульсов пятой серии с третьего выхода генератора 1 серий импульсов на вычитающие входы счетчиков 18.)-1 8,N импульсов группы 18.

Кроме того, кодом с управляющих выходов блока 17 задания временных интервалов осуществляется стробирование приема информации в счетчики 18.118.N импульсов группы 18, Информация для записи в эти счетчики импульсов поступает с групп информационных выходов блока 17 задания временных интер50 валов, на i-it группе информационных выходов которого вырабатывается код реализации случайной величины — времени нахождения в текущем состоянии до перехода в состояние 1, В резуль- 55 тате запись информации и вычитание осуществляются лишь в тех счетчиках 18,1-18,N импульсов группы

18, которые соответствуют состояниям процесса, в которые возможен переход из текущего состояния

По импульсу четвертой серии с пятого выхода генератора 1 серий импульсов триггер 5 устанавливается в нулевое состояние, прекращая тем самым прохождение импульсов первой, второй и третьей серий генератора через серии импульсов через элементы

И 10-12 соответственно.

Импульсы пятой серии с третьего выхода генератора 1 серии импульсов через открытые элементы И 8,1-8 ° N группы 8 поступают на вычитающие входы счетчиков 18,1-18,_#_ импульсов группы 18, осуществляя подсчет времени пребывания процесса в текущем состоянии до перехода в следующее возможное состояние, Признаком окончания времени является сигнал переполнения на каком-либо счетчике импульсов группы 18, Сигналы с выходов переполнения счетчиков через элементы НЕ 6.)-6.N ) группы 6 поступают на входы элементов И 7,)-7,N-) группы 7, а с них — на информационные входы регистра 19 и на входы элемента ИЛИ 13. Элементы HF, 6,1-6,N-1 и элементы И 7,1-7,N-1 групп 6 и 7 представляют собой приоритетную схему. Поскольку сигнал переполнения может появиться одновременно в нескольких счетчиках импульсов группы !8, на выходе этой приоритетной схемы ( формируется код с уровнем логической единицы лишь в одном разряде. Этот разряд соответствует номеру состояния, в которое переходит моделируемый процесс.

Сигнал логической единицы с выхода элемента ИЛИ 13 через элемент ИЛИ

15 поступает на вход триггера 5 и устанавливает его в единичное состояние, после чего повторяется процесс записи кода нового состояния в регистр 19, выработки нового набора . равномерно распределенных чисел в датчиках 2.1-2,N случайных чисел группы 2, обнуления триггеров 3,1-3,N группы 3 и счетчиков 18,1-18,N импульсов группы 18, выработки набора времен пребывания процесса во вновь выбранном состоянии, записи кодов этих времен в счетчики 18,1-18.N импульсов группы 18, Далее триггер 5 обнуляется, а каждый импульс пятой серии вычитает по единице из счетчи9

l0

1636994

КоВ 18,1-l8,N импульсов группы 18 до появления сигнала переполнения, Блок 17 задания временных интервалов работает следующим образом.

Позиционный код с регистра 19 посту5 пает на входы управления блока 17 задания временных интервалов, причем логическая единица, соответствующая номеру текущего состояния, моделируемого процесса (1-го) поступает только на j-v. вход управления, Этот сигнал стробирования инициирует считывание j-й строки запоминающих устройств блока 17 задания временных интервалов, на адресные входы которых поступают равномерно распределенные случайные числа, Считанные из запоминающих устройств коды поступают на группы информационных входов зада- 0 ния временных интервалов блока 17.

С входов стробированил считывания запоминающих устройств сигналы поступают на управляющие выходы задания временных ин" åðâàëîâ блока 17 ° 2$

В результате на х.-м управляющем выходе блока 17 задания временных интервалов вырабатывается единичный сигнал в том случае, если в состав блока входит ij --е запоминающее устройство, Это свидетельствует о том, что в моделируемом процессе (в графе переходов) есть переход из состояния 1. в состояние 1,: В противном

l сл чае, когда переход из состояния ь

1.. .в состояние 1 невозможен íà i.-»>

1 Э управляющем выходе присутствует уровень логического нуля, Ф О р м у л а и 3 о б р.е т е н и Я 4(1

Устройство для генерации полумарковских процессов, содержащее генератор серий импульсов„ первый и второй выходы которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых. соединены между собой и с первым входом третьего элемента И, первый элемент ИЛИ, первый вход. которого соединен с выходом второго элемента И, регистр, вход синхронизации которого соединен с выходом первого элемента И, датчик случайных чисел, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности генерирования процессов с заданными функциями распределения времен пребывания их ц заданных состояниях, в него введены N-1 датчик случайных чисел, блок задания временных интервалов, последовательно соединенные группы триггеров и первая группа элементов И, группа счетчиков импульсов, группа элементов HF, вторая.и третья группы элементов И, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй триггеры, шина "Пуск", соединенная с первым входом четвертого элемента ИЛИ, шина установки, соединенная с первым входом первого триггера, с входом установки регистра, с вторым входом первого элемента ИЛИ и с .первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входами всех И датчиков случайных чисел, выходы которых соединены с соответствующими -. группами входов блока задания временных интервалов, группы выходов которого соединены с группами информационных входов соответствующих счетчиков импульсов группы счетчиков импульсов, входы синхронизации счетчиков импульсов которой соединены с соответствующими выходами блока задания временных интервалов и с первыми входами соответствующих триггеров группы триггеров, вторые входы триггеров которой соединены с выходом первого элемента ИЛИ и с входами установки счетчиков импульсов группы счетчиков импульсов, счетный вход перво о счетчика импульсов которой соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента

И первой группы элементов И„ вторые входы элементов И которой соединены с третьим выходом генератора серий импульсов, четвертый выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первыми входами элементов И третьей группы элементов И, выходы элементов И которой соединены с соответствующими входами управления блока задания временных интервалов, второй вход второго триггера соединен с пятым выходом генератора серий импульсов, вход которого соединен с выходом первого триггера, второй вход котороГО соединен с шиной Пуск, выход

11 ,1636994 12

Составитель Р. Бурмистров

Редактор В,Данко . Техред Л.Сердюкова . Корректор Н.Король

Тираж 476

Заказ 824

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

i"ãî элемента И первой группы элементов И соединен со счетным входом.

i-го счетчика импульсов (i 2 3,...,5) группы счетчиков импульсов, выход

j-го счетчика импульсов которой соединен с входом -го элемента НЕ группы . элементов НЕ и с входом К-го элемента И второй группы элементов И (j=

=2,3... °,5-1, К=1,2,...,И- 2), выходы 1р элементов И которой соединены- с соот- . ветствующими информационными входами регистра и с входами второго элемен,та И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход первого счетчика импульсов группы, счетчиков импульсов соединен с входом первого элемента НЕ группы элементов НЕ, с входом второго элемента,ИЛИ и с соответствующим информа- . пионным входом регистра, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И третьей группы элементов И, выход и-го элемента HF. группы элементов НЕ соединен с входом и-ro и всех последующих элементов И второй группы элементов И (n=1,2,...,N-l), выход последнего счетчика импульсов группы счетчиков импульсов соединен с входом последнего элемента И второй группы элементов И.