Генератор стационарного нормального случайного процесса

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при решении задач статистического моделирования на вычислительных машинах. Целью изобретения является создание устройства для моделирования стационарного нормального процесса с экспоненциальной корреляционной функцией, стабильного в работе и с простой структурной схемой , состоящей из стандартных технических блоков. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, счетчик , датчик нормально распределенных случайных чисел, схему сравнения , блок памяти, умножитель, блок вычисления экспоненты, квадратор, вычитатель, блок извлечения квадратного корня, умножители, сумматор, регистр памяти, триггеры, дешифра- . тор. Поставленная цель достигается тем, что данное устройство позволяет получить дискретные реализации (выборочные функции) стационарного нормального случайного процесса на основе реализации метода обратных функций в сочетании с операторными рядами С.Ли, т.е. генератор обеспечивает превращение независимых равномерно распределенных случайных величин в случайные последовательности с требуемыми статистическими свойствами. 1 ил. Q (Л ko

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (59 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlOДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,"" :-- : I!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3703707/24-24 (22) 23.02.84 ,(46) 30.04.86. Бюл. М 16 (72) Л.А. Мартыщенко, А.Е. Филюстин, В.В. Пономарев, А.С. Лобанов и В.В. Панов (53) 681.333(088.8) :(56) Авторское свидетельство СССР

У 402024,.кл. G 06 F 7/58, 1972.

Авторское свидетельство СССР

8 422063, кл. G 06 F 7/58, 1973.

Авторское свидетельство СССР Б 507874, кл. G 06 F 7/58, 1974. (54) ГЕНЕРАТОР. СТАЦИОНАРНОГО НОРМАЛЬНОГО СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при решении задач статистического моделирования на вычислительных машинах. Целью изобретения является создание устройства для моделирования стационарного нормального процесса с экспоненциальной корреляционной функцией, стабильного в

„„SU„„, 1228102 A 1 работе и с простой структурной схемой, состоящей из стандартных технических блоков. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, счетчик, датчик нормально распределенных случайных чисел, схему сравнения, блок памяти, умножитель, блок вычисления экспоненты, квадратор, вычитатель, блок извлечения квадрат- ного корня, умножители, сумматор, регистр памяти, триггеры, дешифратор. Поставленная цель достигается тем, что данное устройство позволяет получить дискретные реализации (выборочные функции) стационарного нормального случайного процесса на основе реализации метода обратных функций в сочетании с операторными рядами С.Ли, т.е. генератор obecпечивает превращение независимых равномерно распределенных случайных величин в случайные последовательности с требуемыми статистическими свойствами. 1 ил.

t 12

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть ис пользовано при решении задач статистического моделирования на вычислительных машинах. На практике часто требуется моделировать случайные процессы, многомерные законы распределения которых неизвестны, но для которых заданы математическое ожидание и корреляционная функция, или случайные процессы, относящиеся к более узкому классу процессов, стационарные нормальные случайные процессы.

Цель изобретения — повышение бы,стродействия генератбра.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого генератора.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2, датчик 3 нормально распределенных случайных чисел, схему 4 сравнения, блок 5 памяти, умножитель 6, блок 7 вычисления экспоненты,.квадратор 8, вычитатель 9, блок 10 извлечения квадратного корня, умножители.11 и

12, сумматор 13, регистр 14 памяти, триггеры 15 и 16, дешифратор 17.

Формируемая генератором последовательность описывается следующим выражением ((о) 6-11-Р (2,5066262„+2,6249352„+

+ 5,772536 "" „j+l!((è-1) 177 1.

1»- где Z — последовательность равномерно распределенных в интер11 вале — — — ) случайных чиг 2j сел.

Генератор работает следующим образом.

При его включении запускаются генератор 1 и датчик 3. Генератор 1 управляет работой триггеров 15 и 16, которые выдают импульсы в дешифратор 17. Дешифратор формирует на своих выходах последовательность импуль" сов, которая периодически повторяется в соответствии с сигналами триггеров 15 и 16. Первый импульс, снимаемый с дешифратора 179 фиксируется в счетчике 2. Второй импульс подает команды на выдачу из блока памяти коэффициента ш, gtwpб,((n-1) (предварительно введенных в блок 5) на соответствующие блоки 4,6 и 1 1,12, 28102 2 . на выдачу числа импульсов нз счетчика 2 в схему 4 сравнения и в умножитель 6; на выдачу нормально распределенного числа из датчика 3 в умножитель 11.

Содержимое счетчика 2 сравнивается в схеме 4 сравнения с требуемым числом реализации m случайного прос цесса (m=, где о — продолжнтель10 gt ность наблюдения случайного процесса) и при псш каждый раз вычисляется произведение п ь и w в блоке 6. Блоки

7-10 реализуют процедуру извлечения корня квадратного иэ 1-р и выдачу полученного результата в умножитель

11, где осуществляется перемножение постоянного Ko966RIIHeHTR 0 Н 41 P и на случайное число, поступающее

20 из блока 3.

Одновременно с блока 7 снимается величина р и подается в умножитель

12 для перемножения у. и f, п-1), (при и-1 (о) )=1,Данные, полученные в

25 умножителях f1 и 1.2, суммируются в сумматоре 13.

Третьим импульсом дешифратора 17 производится выдача первой реализа- ции стационарного нормального случайного процесса в регистр 14 памяти и в блок 5 памяти. Затем процесс повторяется так, как это описано, начиная с поступления первого импульса с дешифратора 17.

При и ш схема 4 сравнения выдает сигнал на установку в исходное положение счетчика 2 и на обнуление ячеек блока 5, в которых запоминались величины ((п-1), а также на датчик

3, обеспечивая выдачу второго нор0 мально распределенного случайного числа. Формирование стационарного нормального случайного процесса осуществляется в течение заданного времени.

Формула изобретения

Генератор стащионарного нормального случайного процесса, содержащий з0 датчик нормально распределенных случайных чисел, два умножителя,сумматор, счетчик и блок памяти, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что,с целью повышения быстродей" ствия, он содержит схему сравнения, зз блок вычисления экспоненты,< квадратор, вычитатель, блок извлечения квадратного корня, третий умножитель, регистр памяти, дешифратор, два триг1228102

Составитель А. Карасов

Техред Г.Гербер

Корректор А. Зимокосов

Редактор Ю. Середа

Заказ 2303/49 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 гера и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с первым входом дешифратора, а единичный выход первого триггера соединен с вторым входом дешифратора и счетным входом второго триггера, нулевой и единичный выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым 1п входами дешифратора, первый выход которого соединен со счетным входом. счетчика, информационный выход которого соединен с первым входом схемы сравнения и с первым входом первого умножителя, второй вход которого подключен к первому выходу блока памяти, второй выход которого соединен с вторым входом схемы сравнения, выход

"Равно" которой соединен с входами

"Сброс" блока памяти и счетчика и с входом нОпрос" датчика нормально распределенных случайных чисел, выход которого соединен с первым вхо- . дом второго умножителя, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу блока извлечения квадратного корня и к третьему выходу блока памяти, четвертый выход которого соединен с первым входом третьего умножителя, выход которого соединен с, первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго умножителя, а выход сумматора соединен с информационными входами блока памяти и регистра памяти, синхронизирующий вход регистра памяти подключен к второму выходу дешифратора, третий выход которого соединен с синхронизирующими входами первого, второго и третьего умножителей, блока памяти, сумматора, вычитателя, блока извлечения квадратного корня, квадратора и блока вычисления экспоненты, вход которого под-. ключен к выходу первого умножителя, а выход блока вычисления экспоненты соединен с вторым входом третьего умножителя и входом квадратора, выход которого соединен с входом вы"читаемого вычитателя, вход уменьшаемого которого является входом нЛогическая единица" генератора, стационарногo нормального случайного процесса,выходом которого является выход регистра памяти, выход вычитателя соединен с входом блока извлечения квадратного корня.