SU408300A1 - Устройство для получения случайных чисел - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к средствам вычислительной техники и предназначено дл  реализации на ЭВМ метода Монте-Карло, а также дл  использовани  в стохастических модел х систем массового обслуживани , теории надежности и т. д.

Известны устройства, позвол ющие получать случайные числа с произвольными законами распределени . Необходимой частью этих устройств  вл етс  одна из модификаций датчика случайных, равномерно распределенных чисел и запоминающее устройство, в котором записываютс  какие-либо параметры моделируемой функции распределепи .

Такие устройства характеризуютс  сложностью , обусловленной использованием громоздких запоминающих устройств и невозможностью получени  с помощью одного датчика сразу нескольких законов распределени  (без переналадки). Последний недостаток  вл етс  особенно существенным, так реализаци  метода Монте-Карло, моделирование ситуаций массового обслуживани  и т. п. чаще всего сводитс  к необходимости генерировать последовательно через короткое врем  случайные числа с отличными один от другого законами распределени . В насто щее врем  эта задача может решатьс  лищь последовательным включением нескольких

датчиков, каждый из которых представл ет сложное устройство.

Цель изобретени  - расширение области применени  устройства.

Дл  этого предлагаемое устройство содержит блок задани  моделируемых законов распределени , выполненный на резисторной матрице , одни входы которой подключены к соответствующим выходам дешифратора, вход

которого соединен с выходом первого датчика случайных чисел, выходы резисторной матрицы через соответствующие схемы «ИЛИ подключены к потенциальным входам управл емых дискриминаторов, импульсные входы

которых соединены с выходом преобразовател  код - аналог, вход которого соединен со вторым датчиком случайных чисел, другие входы резисторной матрицы подключены к шине.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из генератора опроса 1, соединенного с датчиком 2 случайных равномерно распределенных чисел (ДСЧ) и через

линию задержки 3 - с ДСЧ 4; дешифратора 5, ко входам которого присоединены выходы ДСЧ 2; резисторной матрицы 6, состо щей из т столбцов по k последовательно соединенных резисторов в каждой, причем верхние

концы (на чертеже все т столбцов) заземлены , а нижние присоединены к выходам дешифратора 5, /; схем «ИЛИ 7, кажда  на т входов, подключе} ных к одному из т столбцов матрицы 6 на заданной, счита , например, от шины «земл , высоте; п дискриминаторов 8, управл емых потенциалами, снимаемыми с матрицы G cxcNiaMii «ИЛИ 7; преобразовател  код - аналог 9, выход которого подан на импульсные входы сразу всех управл емых дискрим1П а-101юв 8, а вход подсоединен к ДСЧ4.

Предлагаемое устройство  вл етс  аппаратурной реализацией известного алгоритма Неймана получени  случайных чисел с произвольным законом распределени .

Устройство работает следующим образом.

Импульс от генератора опроса 1 вводит случайное число в ДСЧ 2. В дешифраторе 5 возбуждаетс  выход, соответствующий чйслу, записавшемус  в ДСЧ 2, и в столбце резисторов матрицы 6, присоединенном к возбужденному выходу дешифратора, начинает протекать ток. Количество т столбцо1В матрицы равно числу возможных значений моделируемой случайной величины, а количество резисторов k в каждом столбце - числу градаций по веро тности.

Предлагаемое устройство позвол ет генерировать одновременно случайные числа с различными законами распределени . Рассмотрим процедуру получени  реализаций i-oro закона распределени .

Как было описано выше, срабатывание генератора 1 приводит к тому, что в одном, случайно выбранном, столбце матрицы 6 начинает протекать ток. На заданной высоте (счита  от шины «земл ) к этому столбцу подключен один из входов i-ой схемы «ИЛИ 7. Разность потенциалов между «землей и точкой присоединени  схемы «ИЛИ пропорциональна ординате t-ой функции распределени  fi(x) дл  значени  аргумента, записанного в данный момент в ДСЧ 2. . Таким образом, расположение всех т входов г-ой схемы «ИЛИ задает огибающую i-ой функции распределени . Переналадка устройства на генерацию новой серии законов распределени  сводитс  к перекоммутации входов схемы «ИЛИ.

Потенциал, сн тый i-ой схемой «ИЛИ 7, подаетс  на вход управлени  i-oro управл емого дискриминатора 8. Импульс от генератора 1 через линию задержки 3 вводит случайное число в ДСЧ 4, которое преобразуетс  в преобразователе 9 код - аналог в импульс с амплитудой, пропорциональной числу, записанному в ДСЧ 4. Этот импульс поступает сразу на все импульсные входы управл емых

дискриминаторов 8. Если он не проходит через i-ый дискриминатор, то число, записанное в ДСЧ 4 в соответствии с алгоритмом Неймана , принимаетс  за реализацию случайной величины с i-biM законом распределени . В противном случае считаетс , что в данном цикле така  реализаци  не получаетс .

Таким образом, реализации моделируемого закона отбираютс  из ДСЧ 2, а признак принадлежности случайного числа, образовавшегос  в ДСЧ 2, к реализаци м i-oro закона распределени  вырабатываетс  i-ым дискриминатором 8.

Предмет изобретени 

Устройство дл  получени  случайных чисел, содержащее дискриминаторы, преобразователь код - аналог, схемы «ИЛИ, дешифратор, генератор опроса, выход которого подключен к первому датчику случайных чисел непосредственно , а ко второму - через линию задержки , отличающеес  тем, что, с целью раоширени  области применени  устройства, оно содержит блок задани  моделируемых законов распределени , выполненный на резисторной матрице, одни входы которой подключены к соответствующим выходам дешифратора, вход

которого соединен с выходом первого датчика случайных чисел, выходы резисторной матрицы через соответствующие схемы «ИЛИ подключены к потенциальным входам управл емых дискриминаторов, импульсные входы

которых соединены с выходом преобразовател  код - аналог, вход которого соединен со вторым датчиком случайных чисел, другие входы резисторной матрицы подключены к щине.

Г

Вых.1

8

Вь7х i