SU1636994A1

SU1636994A1 - Устройство дл генерации полумарковских процессов

Info

Publication number: SU1636994A1
Application number: SU884627296A
Authority: SU
Inventors: Сергей Григорьевич Бочечка; Сергей Вячеславович Соловьев; Михаил Юрьевич Виноградов; Игорь Александрович Кулаков; Сергей Борисович Макаров
Original assignee: Войсковая Часть 03425
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1991-03-23

Abstract

Изобретение относитс к импульсной технике и может использоватьс в радиотехнике. 1 ель изобретени - расширение функциональных возможностей путем обеспечени возможности генерировани процессов с заданными функци ми распределени времен пребывани их в заданных состо ни х - достигаетс за счет введени в устройство дл 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 задани временных интервалов, группы счетчиков 18.I-18.N импульсов, шины 20 установки и шины 21 Пуск, а также за счет образовани новых функциональных св зей. Устройство содержит также генератор 1 серий импульсов, элементы И 10-12, элемент ИЛИ 14, регистр 19. 1 ил. §

Description

рой 5 триггеры, группу 6 элементов НЕ выходами блока 17 задани временных .К-1, вторую группу 7 элементов И 7., 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-задани времен ных интервалов, группу 18 счетчиков 38.1-18.N импульсов, регистр 9, ши25

интервалов, соответствующие группы входов которого соединены с выходами датчиков 2.1-2.N 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 устану 20 установки и шину 21 Пуск % сое-30 новки, с первым входом первого триггера 4, с первым входом третьего элединенную 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-ro счетчика 18 которой соединен с входом j-ro элемента НЕ 6.J группы 6 элементов НЕ и с входом К-го элемента И 7.К второй группы 7 элементов И (,3,...,N-1; ,2, ,..,N-2), выходы элементов И 7.1- 7.N-1 которой соединены с соответствующими информационными входами регистра 19 и с входами второго элемента ИЛИ 13, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ 15, выход которого соединен с йервым входом второго триггера 5, выход которого соединен с вторыми входами первого I0 и второго 11 элементов И и с первым входом третьего элемента И 12, выход которого соединен с первыми входами элементов И 9.1-9.N группы 9 элементов И, выходы элементов И 9.1-9.N которой соединены с соответствующими входами управлени блока 17 задани временных интервалов, группы выходов которого соединены с группами информаци35

40

45

50

55

мента И 15 и с вторым входом первого элемента И 14, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И 11, 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 четвертого элемента ИЛИ 16,

Выход первого триггера 4 соединен с входом генератора 1 серий импульсов , первый, четвертый и п тый выходы 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 элементов 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-1 второй группы 7 элементов И,

5

0

5

0

5

Выход n-го элемента НЕ б.п группы 6 элементов НЕ сеединен с входом n-го и всех последующих элементов И второй группы 7 элементов И (п I,2,...,N-1).

Блок 17 задани временных.интервалов может быть выполнен, например , в виде матрицы NxN запоминающих устройств (блоков пам ти), выходы которых объединены по схеме монтажного ИЛИ.

Устройство работает следующим образом .

Пусть моделируетс полумарковский процесс с N состо ни ми, В момент времени t0 процесс находитс в состо нии 1.. Этому состо нию соответствует конечное число К независимых неотрицательных случайных величин ifj.1 (j l,2К) с функци ми распределени (t). Число К определ ет число состо ний, в которые возможен переход из состо ни

1.. Далее беретс К/ реализаций слу V

чайных величин ,, имеющих функции

распределени F. (t). По результаi i

F.-tt).

там реализаций происходит переход из состо ни 1 по одному из направлений Ј(1,2,...,К,) в состо ние 1 (lj 1 , ), Направление перехода I) соответствует наименьшей из полученных реализаций случайных величин l а гама наименьша величина ){и мин | вл етс временем пребывани процесса в состо нии 1,. Таким образом, в момент t процесс переходит из состо ни 1 в 1( , В этом состо нии полумарковский процесс ведет себ точно так: из К- реализаций случайных величин jf j (j 1,2,. .. ,Кр с сЬункци ми распределени F,j (t) в результате их сравнени выбираетс наименьша величина W ,

. мЈ-й Ч

Ь П 7

где 1 (1,2,. . . ,..;), к по направлению Ј через врем jf ,1 происходит переход из состо ни 1 в следующее состо ние процесса.

Граф переходов полумарковского процесса моделируетс специальной конструкцией блока 17 задани временных интервалов, который обеспечивает реализацию случайных величин ft c функци ми распределени FJJ (t) за счет вход щих в его состав запоминающих устройств, образующих матрицу,

5

0

5

0

5

0

5

0

5

представл ющих собой дискретные аналоги нелинейных безынерционных преобразователей , с помощью которых равномерно распределенные случайные величины , задаваемые датчиками 2.1-2.N случайных чисел группы 2, прообразуютс в случайные влеичины IT-: с требуемыми законами распределени F(-.(t). При этом одно запоминающее устройство блока 17 задани временных интервалов реализует один закон распределени .

Длительность нахождени процесса в состо ни х формируетс путем подсчета количества тактов работы генератора 1 серий импульсов в счетчиках I8.1-18.N импульсов группы 18 и сравнени подсчитанного количества с распределенными по заданным законам числами , формируемыми на группах информационных выходов блока 17 задани временных интервалов.

Регистр 9 обеспечивает хранение номера состо ни , в которое переходит процесс в результате сравнени случайных величин и выбора наименьшего из них.

При включении устройства на тину 20 установки поступает сигнал обнулени , устанавливающий в нулевые состо ни первый триггер А, 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 устанавливаетс в единичное состо ние 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 переполнени этого счетчика импульсов по вл етс сигнал логической единицы, что соответствует нахождению процесса в первом (начальном) состо нии . Кроме того, сигнал с шины 21 Пуск устанавливает в единичное состо ние триггер 4, который сигналом с своего (единичного) выхода запускает генератор 1 серий импульсов, на выходах которого по вл ютс тактирующие импульсы. По импульсу первой се

рии с выхода элемента И 10 осуществл етс парафазный прием позиционного кода номера состо ни в регистр 19, а также запуск датчиков 2.1-2.N случайных чисел группы 2, В результате на выходах этих датчиков по вл ютс равномерно распределенные случайные числа, поступающие на группы адресных входов блока 17 задани временных интервалов, а код номера состо ни с выхода регистра 19 поступает на выход устройства и на вторые входы элементов И 9.1-9.N группы 9,

По импульсу второй серии с выхода элемента И 11 через элемент ИЛИ 14 осуществл етс подготовка к приему (обнулению) триггеров- 3.1-3.N группы 3 и счетчиков 18.1-18.N импульсов группы 18,

По импульсу третьей серии с выхода элемента И 12 осуществл етс стро бирование кода номера состо ни на - элементах И 9,1-9,N группы 9, который далее поступает на входы управле ни блока 17 задани временных интервалов .

В результате на управл ющих выходах блока 17 задани временных интервалов вырабатываетс код, единичное состо ние i-ro разр да в котором определ ет возможность перехода процесса из текущего состо ни в со

сто ние

ui

Этот код записываетс в

триггеры 3.1-3.N группы 3 и далее по35

ступает на первые входы элементов И 8.1-8.N группы 8, разреша прохождение через соответствующие элементы И этой группы импульсов п той серии с третьего выхода генератора 1 серий - импульсов на вычитающие входы счетчиков 18.1-18.N импульсов группы 18. Кроме того, кодом с управл ющих выходов блока 17 задани временных интервалов осуществл етс стробирова- ., ние приема информации в счетчики 18.1- 18.N импульсов группы 18, Информаци дл записи в эти счетчики импульсов поступает с групп информационных выходов блока 17 задани временных интервалов , на i-й группе информационных выходов которого вырабатываетс код реализации случайной величины - времени нахождени в текущем состо нии до перехода в состо ние If , В результате запись информации и вычитание осуществл ютс лишь в тех счётчиках 18.1-18.N импульсов группы 18, которые соответствуют состо50

55

0

5

о

0

5

- ., 0

5

ни м процесса, в которые возможен переход из текущего состо ни .

По импульсу четвертой серии с п того выхода генератора 1 серий импульсов триггер 5 устанавливаетс в нулевое состо ние, прекраща тем самым прохождение импульсов первой, второй и третьей серий генератора I через серии импульсов через элементы И 10-12 соответственно.

Импульсы п той серии с третьегч выхода генератора 1 серии импульсов через открытые элементы И 8.1-8.N группы 8 поступают на вычитающие входы счетчиков 18.1-18.N импульсов - группы 18t осуществл подсчет времени пребывани процесса в текущем состо нии до перехода в следующее возможное состо ние. Признаком окончани времени вл етс сигнал переполнени на каком-либо счетчике импульсов группы 18, Сигналы с выходов переполнени счетчиков через элементы НЕ 6.1-6.N-1 группы 6 поступают на входы элементов И 7.1-7.N-1 группы 7, а с них - на информационные входы регистра 19 и на входы элемента ИЛИ 13 Элементы НЕ 6.1-6.N-1 и элементы И 7.1-7.N-1 групп 6 и 7 представл ют собой приоритетную схему . Поскольку сигнал переполнени может по витьс одновременно в нескольких счетчиках импульсов группы 18, на выходе этой приоритетной схемы формируетс код с уровнем логической единицы лить в одном разр де. Этот разр д соответствует номеру состо ни , в которое переходит моделируемый процесс.

I

Сигнал логической единицы с выхода элемента ИЛИ 13 через элемент ИЛИ 15 поступает на вход триггера 5 и устанавливает его в единичное состо ние , после чего повтор етс процесс записи кода нового состо ни в регистр 19, выработки нового набора равномерно распределенных чисел в датчиках 2.1-2.N случайных чисел группы 2, обнулени триггеров 3.1-3.N группы 3 и счетчиков 18.1-18.N импульсов группы 18, выработки набора времен пребывани процесса во вновь выбранном состо нии, записи кодов этих времен в счетчики 18J-18.N импульсов группы 18, Далее триггер 5 обнул етс , а каждый импульс п той серии вычитает по единице из ечетчиу16

ков 18.1-18.N импупьсов группы 18 до по влени сигнала переполнени .

Блок 17 задани временных интервалов работает следующим образом, Позиционный код с регистра 19 поступает на входы управлени блока 17 задани временных интервалов, причем логическа единица, соответствующа номеру текущего состо ни , моде- лируемого процесса (j-ro) поступает только на j-й вход управлени , Этот сигнал стробировани инициирует считывание j-й строки запоминающих устройств блока 17 задани временных

интервалов, на адресные входы которых поступают равномерно распределенные случайные числа. Считанные из запоминающих устройств коды поступают

10

времен пребывани их в, заданных состо ни х, в него введены N-1 датчик случайных чисел, блок задани временных интервалов, последовательно соединенные группы триггеров и перва группа элементов И, группа счетчиков импульсов, группа элементов НЕ, втора и треть группы элементов И, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй триггеры, шина Пуск, соединенна с первым входом четвертого элемента ИЛИ, шина установки, соединенна 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 пторого триггера,

на группы информационных входов зада-2Q выход которого соединен с вторым

ни временных интервалов блока 17. С входов стробировани считывани запоминающих устройств сигналы поступают на управл ющие выходы задани временных интервалов блока 17, В результате на i.-м управл ющем выходе блока 17 задани временных интервалов вырабатываетс единичный сигнал в том случае, если в состав блока входит ij-e запоминающее устройство . Это свидетельствует о том, что в моделируемом процессе (в графе переходов) есть переход из состо ни в состо ние 1|,.В противном случае, когда переход из состо ни 1: в состо ние 1} -невозможен, на i-м управл кшшм выходе присутствует уровень логического нул ,

Claims

Формула изобретени

25

30

35

40

входом первого элемента И, выход торого соединен с входами всех N чиков случайных чисел, выходы кот рых соединены с соответствующими группами входов блока задани вре ных интервалов, группы выходов ко торого соединены с группами инфор мационных входов соответствующих счетчиков импульсов группы счетчи ков импульсов, входы синхронизаци счетчиков импульсов которой соеди нены с соответствующими выходами ка задани временных интервалов и первыми входами соответствующих т геров группы триггеров, вторые вх ды триггеров которой соединены с ходом первого элемента ИЛИ и с в дами установки счетчиков импульсо группы счетчиков импульсов, счетн вход первого счетчика импульсов к рой соединен с выходом четвертого элемента ЩИ, второй вход которог соединен с выходом первого элемен И первой группы элементов И, втор входы элементов И которой соедине с третьим выходом генератора сери импульсов, четвертый выход которо соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соедин с первыми входами элементов И тре ей группы элементов И, выходы эле тов И которой соединены с соответ ствующими входами управлени блок задани временных интервалов, вто вход второго триггера соединен с тым выходом генератора серий импу сов, вход которого соединен с вых первого триггера, второй вход кот го соединен с шиной Пуск, выход

Устройство дл 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, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей за- счет обеспечени возможности генерировани процессов с заданными функци ми распределени

5

0

5

0

0

5

входом первого элемента И, выход которого соединен с входами всех N датчиков случайных чисел, выходы которых соединены с соответствующими - группами входов блока задани 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 задани 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 первого счетчика импульсов которой соединен с выходом четвертого элемента ЩИ, 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 управлени блока задани временных интервалов, второй вход второго триггера соединен с п тым выходом генератора серий импульсов , вход которого соединен с выходом первого триггера, второй вход которого соединен с шиной Пуск, выход

11,1636994 12

1-го элемента И первой группы эле-входом первого элемента НЕ группы элементов И соединен со счетным входомментов НЕ, с входом второго элемен- i-ro счетчика импульсов (,3,...,N)та,ИЛИ и с соответствующим информа- группы счетчиков импульсов, выход ционным входом регистра, выходы ко- j-ro счетчика импульсов которой соеди-торого соединены с вторыми входами йен с входом j-ro элемента НЕ группысоответствующих элементов И третьей элементов НЕ и с входом К-го элемен-группы элементов И, выход n-го эле- та И второй группы элементов И ( j-мента НЕ группы элементов НЕ соеди- 2,3,.,.jN-1, ,2,.,.,N-2), выходы JQнен с входом n-го и всех последующих элементов И которой соединены- с соот- элементов И второй группы элементов И ветствующими информационными входами(,2,..,,N-1), выход последнего регистра и с входами второго элемен-счетчика импульсов группы счетчиков ,та И, выход которого соединен с вторымимпульсов соединен с входом послед- входом третьего элемента ИЛИ, вы- 15него элемента И второй группы элемен- ход первого счетчика импульсов труп-тов И. пьь счетчиков импульсов соединен с