SU1553973A1 - Генератор случайных временных интервалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть применено дл  моделировани  случайных процессов. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет перестройки параметров закона распределени  случайных временных интервалов. Введение в известный генератор блока параметров масштаба, блока параметра расположени , сумматора и умножител  позвол ет оперативно измен ть параметры законов распределени  случайных временных интервалов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть применено дл  моделировани  случайных процессов .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет изменени  первого и второго моментов заданного закона распределени  случайных временных интервалов .

На фиг.1-3 приведена структурна  схема генератора случайных временных интервалов.

Генератор содержит датчик 1 равномерно распределенных случайных чисел, преобразователь 2 веро тность - веро тность ., первую группу 3 элементов И, счетчик k, блок 5 вычислени  минимального временного интервала, вторую группу 6 элементов И, генератор 7 тактовых импульсов, генератор 8 равноверо тной цифры, формирователи 9 и 10 импульсов, триггеры 11 и 12. элементы 13 - 16 И, элементы 17 и 18

ИЛИ, генератор 19 случайной пачки импульсов и триггер 20, вход щие в генератор 8, блок 21 задани  параметра масштаба, блок 22 задани  параметра расположени , умножитель 23, сумматор 2k, группу 25 элементов ИЛИ. Датчик 1 содержит генератор 26 тактовых импульсов , делитель 27 сдвигового регистра 28, группу 29 элементов И. Выход делител  27  вл етс  выходом конца операции датчика 1 и соединен с элементом 30 задержки. Выходы группы 29 элементов И  вл ютс  информационными выходами датчика 1.

Блок 5 состоит из датчика 31 границы интервала, подключенного своими информационными выходами к группе входов первого сомножител  умножител  32, группа входов второго сомножител  которого  вл етс  группой входов параметра масштаба блока 5, а выходы умножител  32 соединены с первой группой входов первого слагаемого

сумматора 33. группа входов второго

(Л

ел

ел

00

со J

00

слагаемого которого  вл етс  группой входов параметра расположени  блока 5, а выходы сумматора 33  вл ютс  выходами блока 5.

Как в известном, так и в предлагаемом генераторе используетс  симметри  функции распределени  относительно параметра расположени  таких распределений как гауссово, Симпсона, Стьюдента, Максвелла, Коши, арксинуса , логистического и др. Использование симметрии позвол ет аппроксимировать лишь одну из ветвей функции распределени , а вторую получать путем арифметических операций над первой . При этом аппроксимируетс  лева  ветвь функции распределени , а права  .образуетс  путем сложени  математического ожидани  случайной величины Т (в общем случае - параметр положени ) и разности между Тм и соответствующим значением аргумента левой ветви Т д. по формуле

ТпГ Т„+(Т,Л-ТЛ;), i-1f2т, (1) где ТП1- - значение аргумента правой

ветви в i-й точке; 2 - число точек разбиени  левой ветви функции распределени  -Этот прием, как и в известном генераторе , позвол ет удвоить число точек разбиени  при аппроксимаций симметричных законов и достигнуть большей точности аппроксимации. Ступенчата  функци  R/(7.) с числом точек разбиени  2т, соответствующа  функции рас- пределени  R1(t), фиксируетс  в преобразователе 2 веро тность веро тность лишь дл  левой ветви функции распределени ,,

Однако, по сравнению с известным в предлагаемом генераторе значени  V Т

fti формируютс  иным образом.

Произвольное значение случайной величины, имеющей любой симметричный закон распределени , определ етс  формулой

т; тм+б3-ъ(с,1), (-2)

где Тм - параметр расположени  закона

распределени ; 63 - параметр масштаба закона

распределени ;

ц.(0,1) -случайна  величина, имеюща  центрированный закон распределени  с единичным параметром масштаба (например, дл  гауссова распределени  мато- жидание и среднеквадра- тическое отклонение ).

5

Q

5

5

0

Дл  различных видов закона распределени  случайных величин параметры Тм и (3 имеют различное определение. Так дл  гауссова распределени  Тм - матожидание, а 3 среднеквадрати- ческое отклонение, дл  распределени  Коши Т - медиана, 62 - параметр масштаба, дл  логистического распределени  Тм - среднее, &3 - стандартное отклонение и т.д.

Датчик 1 равномерно распределенных чисел формирует в начале каждого цикла за врем  tcpслучайное число i и выдает его n-разр дным параллельным импульсным кодом в преобразователь 2 веро тность - веро тность. Одновременно с кодом i с первого дополнительного выхода датчика 1 на первые входы элементов И группы 6 поступает импульс записи, который производит запись кода Z0, соответствующего начальному интервалу Т0, в реверсивный счетчик k через группу 25 элементов ИЛИ. Код Z0 в блоке 5 Езычислени  минимального временного интервала формируетс  как результат операции

где

ZM

Z6N - о L /л

N -Z

i

(3)

число, соответствующее Т„ число, соответствующее 6

3

5

0

5

0

возможных значении временных

интервалов.

Числа ZM и Z поступают в блок 5 из блоков 22 и 21 соответственно.

После записи числа Z0 счетчик k начинает считать импульсы в режиме сложени , пока не переполнитс . Импульс переполнени  на выходе счетчика свидетельствует об окончании обработки интервала Т0. Одновременно с обработкой Т0 в преобразователе 2 за врем  tn происходит преобразование п- разр дного кода X, в m-разр дный код Z1. по заданному закону распределени  и его выдача в виде импульсов на первую группу входов умножител  23. В умножителе 23 производитс  операци 

, z; z -z6 w

где 7,. - масштабированное число Z,-. С выходов умножител  23 число Z . поступает поразр дно на первую группу входов сумматора 2k. В сумматоре 2k производитс  операци  сложени 

где

Z,«Zi

. Z; + ZM (s)

число, вырабатываемое блоком 22.

Число Z. в m-разр дном коде по задаиному закону распределени  в виде

потенциалов поступает на вторые входы элементов И группы Зс

Далее работа устройства аналогична работе известного генератора.

Введение в состав генератора блоков задани  параметров масштаба и расположени , умножител  и сумматора позволило повысить оперативность перестройки параметров закона распреде- лени  формируемых случайных временных интервалов.

Claims (2)

1. Генератор случайных временных интервалов, содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел, преобразователь веро тность - веро тность , две группы элементов И, счетчик , генератор тактовых импульсов, генератор равноверо тной цифры, два формировател  импульсов, два триггера , четыре элемента И, два элемента ИЛИ, причем группа информационных выходов датчика равномерно распределенных случайных чисел соединена с группой входов преобразовател  веро тность- веро тность, счетный вход счетчика соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первые входы элементов И первой группы соединены с выходом конца операции датчика равномерно распределенных случайных чисел , выход переполнени  счетчика соединен со счетным входом первого триггера , с первыми входами первого, второго , третьего и четвертого элементов И, пр мой выход первого триггера соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и со счетным входом второго триггера, пр мой выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, с вторыми входами третьего и четвертого элементов И и с входом вычитани  счетчика, вход суммировани  которого соединен с инверсным выходом второго триггера и с третьим входом второго элемента И, четвертый вход которого соединен с первым информационным выходом генератора равноверо тной цифры и с третьим входом четвертого элемента И, четвертый вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера и с третьим входом третьего элемента И, четвертый вход которого соединен с вторым информационным выходом генератора равноверо тной цифры и с четвер

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого формировател  импульсов, вход которого соединен с выходом четвертого эле- мента И, выход второго элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с первыми входами элементов И второй группы, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом второго формировател  импульсов и  вл етс  выходом генератора, выход второго формировател  импульсов соединен с обнул ющими входами первого и второго триггеров, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет изменени  первого и второго моментов заданного закона распределени , в него введены блок вычислени  минимального временного интервала, блок задани  параметра масштаба, блок задани  параметра расположени , элемент задержки, умножитель , сумматор и группа элементов ИЛИ, причем группа выходов преобразовател  веро тность - веро тность соединена с группой входов первого со-- множител  умножител , группа входов второго сомножител  которого соединена с группой выходов блока задани  параметра масштаба, подключенных к группе входов задани  параметра масштаба блока вычислени  минимального временного интервала, группа входов задани  параметра расположени  которого соединена с группой выходов блока задани  параметра расположени  и с группой входов первого слагаемого сумматора, группа входов второго слагаемого которого соединена с группой выходов умножител , выход датчика равномерно распределенных случайных чисел соединен через.элемент задержки с входом разрешени  суммировани  сумматора, группа выходов которого соединена с вторыми входами элементов И второй группы, выходы соединены с первыми входами элементов ИЛИ группы, вторые входы которых соединены с выходами элементов И первой группы, выходы элементов ИЛИ группы соединены с установочными входами счетчика, выходы блока вычислени  минимального временного интервала

Соединены с вторыми входами элементов И первой группыс,

2. Генератор поп„1„отлича- ю щ и и с   тем, что блок вычисле-, ми  минимального временного интервала Состоит из датчика границы интервала, умножител  и сумматора, причем выходы датчика границы интервала соединены с входами первого сомножител  ум

ножител , входы второго сомножител  которого  вл ютс  входами задани  параметра масштаба блока, выход умножител  соединен с входом первого слагаемого сумматора, вход второго слагаемого которого  вл етс  входом задани  параметра расположени  блока, выход сумматора  вл етс  выходом блока.