Генератор случайных процессов

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при решении краевых задач математической физики . Целью изобретения является расширение функциональных возмохсностей генератора путем воспроизведения режима двумерного случайного блуждания с поглощающими границами.Генератор случайных процессов содержит группу генераторов пуассопооских потоков импульсов, устройство для выравнивания по интенсивности случайных потоков импульсов, группу преобрззояагелей код - интенсивность потока импульсов, группу двухадресных блоков по мята, реверсивные счетчики, цифроаналоговые преобразователи, группу дешифраторов кодов, элемент И, элемент задержки и регистры. 2 ил.

СО 03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 F 7/58,4

Q1

О

О0

СР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 1) 1283758 (21) 4840447/24 (22) 18,06,90 (46) 23,08.92. Бюл. № 31 (72) А.С.Анишин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1283758, кл, 6 06 F 7/58, 1985. (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕСС0В (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при решении краевых задач математической физики. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей

Изобретение относится к вычислйтель ной технике, может бь.ть использовано при решении краевых задач математической фи зики и является усовершенствованием изо бретения по авт.св. ¹ 1283758.

Целью изобретения является расшире ние функциональных воэможностей генера тора за счет воспроизведения режима двумерного случайного блужцания с погло щающими границами.

На фиг.1 приведена функциональная схема генератора; на фиг,2 — произвольная по форме область блужданий, заданная с помощью конечного числа и граничных уз лов (Хг, Уг}, r = 1, 2,...,n, Генератор случайных процессов содер жит группу 1 из четырех генераторов пуассоновских потоков импульсов, устройство 2 для выравнивания по интенсивности четы рех случайных потоков импульсов, группу 3 из четырех преобразователей код — интен„, А2 „„1756886 А2

2 генератора путем воспроизведения режима двумерного случайного блуждания с поглощающими границами. Генератор случай1! ых процессов содержит груп пу ге iера rapoo!;уассоновских потоков импульсов, устройство для выравнивания по интенсивности случайных потоков импульсов, груйпу преобразователей код — интенсивность потока импульсов, группу двухадресных блоков памяти, реверсивные счетчики, цифроаналоговые преобразователи, группу дешифраторов кодов, элемент И, элеме1 т задержки и регистры. 2 ил. сивность потока импульсов, группу 4 из четырех двухадресйых блоков памяти, первый

5 — 1 и второй 5-2 реверсивные счетчики, первый 6 — 1 и второй 6 — 2 цифроаналоговые преобразователи, группу 7 из четырех дешифраторов кодов, элемент И 8, элемент задержки 9, первый 10 — 1 и второй 10-2 регистры, первый 10 — 3 и второй 10-4 регистры памяти.

Генератор случайных процессов работает следующим образом.

С помощью устройства 2 выравнивания пуассоновские потокй генераторов группы

1, имеющие в общем случае различную интейсивность il. i ФАз-ФЛ4, преобразуются в пуассонбвские потоки с равной

14 интенсивностью il = — д А! без нарушен Д1 ния их первоначальной взаимной независимости.

1756886

На синхронизирующий (первый) и счетный (второй) входы каждого преобразователя группы 3 поступают. независимые пуассоновские потоки с одинаковой интенсивностью il, При этом поток, поступающий на первый вход, является преобразуемым потоком, а поток, поступающий на второй вход преобразователей группы 3, является вспомогательным потоком, С цепью сокращения общего числа исходных случайных потоков импульсов, необходимых для работы четырех пуассоновских преобразователей код-интенсивность группы 3, функцию вспомогательного потока выполняет преобразуемый поток смежного (по кольцу) преобразователя кодинтенсивность.

В начальный момент времени импульсом запуска; поданным на обьединенные входы записи первого 5 — 1 и второго 5-2 реверсивных счетчиков, коды Xo, Yo начального поло>кения блуждающей точки, находящиеся в первом 10-3 и втором 10-4 регистрах памяти, заносятся в первый 5-1 и второй 5 — 2 реверсивные счетчики соответственно (см. фиг,2). Тогда на выходах двух- адресных блоков памяти группы 4 появятся двоичные коды Z, l =- 1, 4, задающие ((1 интенсивности пуассоновских потоков импульсов на выходах четырех преобразователей группы 3 (j)

ЛЯY =Zx Y 2 А, =1,4, (<) где m — разрядность двоичных кодов 2.

С выходов первого 3-1 и второго 3 — 2 преобразователей код-интенсивность импульсы пуассоновских потоков поступают соответственно на суммирующий и вычитающий входы первого 5-1 реверсивного счетчика, стремясь изменить его начальное состояние Хо путем единичного приращения его состояния со знаком "+" либо "-"

Х: = Xo и 1. Аналогично потоки импульсов на выходах третьего 3 — 3 и четвертого 3 — 4 пре. образователей код-интенсивность могут изменить начальное состояние Уо второго 5-2 реверсивного счетчика Y: = Yo + 1. Поскольку все потоки воздействий являются потоками бесконечно коротких импульсов с непрерывным временем, то возможные изменения состояний реверсивных счетчиков группы 5 разнесены во времени.

С каждым новым состоянием первого

5-1 либо второго 5-2 реверсивного счетчика на выходах двухадресных блоков памяти группы 4 устанавливаются новые управляющие коды Zxy, i =- 1, 4, которые находятся в соответствующих блоках памяти по адресу

XY.

В дальнейшем работа генератора развивается с учетом размеченной сетки дву5 мерного случайного блуждания в пределах . внутренних узлов области Q. которая ограничена маской поглощающих состояний (см. фиг.2).

Настройка генератора по заданной на

10 фиг.2 произвольной области 0 случайных блужданий сводится к следующему.

Определяют -яодмножество координат (Xr, Yrj граничных точек. ограничивающих допустимую область Q блужданий.

15 Во все двухэдресные блоки памяти группы 4 по адресам (Хг, Yi) заносят нули, В первый 4 — 1 двухадресный блок памяти заночят управляющие коды

ЕхУ.х+т.У = Zxy, которые задают интенсив111

20 ности потока импульсов, переводящие блуждающую точку "слева-направо" (в сторону увеличения координаты ХЯ Ц ).

Во второй 4-2 двухадресный блок памяти заносят управляющие коды Zxy,x-1у =

25 Zxy которые задают интенсивности потока импульсов, переводящие блуждающую точку "справа-налево" {в сторону уменьшения координаты Х Ц ).

В третий 4-3 двухадресный блок памяти

30 занрсят управляющие коды 2ху, х, у 1 =

Zxy, которые задают интенсивности потока импульсов, переводящие блуждающую точку."снизу у вверх" (в сторону увеличения координаты YC Q<).

В четвертый 4-4 двухадресный блок памяти заносит управляющие коды Zxy,xó-1 =

Zxy которые задают интенсивности потока импульсов, переводящие блуждающую точку "сверху — вниз" (в сторону уменьше40 ния координаты У = Ql.

Как отмечалось ранее, начало траектории блуждания определяется кодами Хо, Уо, находящимися в первом 10-3 и втором 10 — 4 регистрах памяти, а конец траектории

45 блуждания связан с выходом частицы в любой граничный узел области Q . .В последнем случае йа выходах всех двухадресных блоков памяти г@ппы 4 появляются нулевые коды Z ) = Z = Р) = Z® = О, ко-орые

50 формируют на выходах дешифраторов группы 7 единичные уровни. С помощью элемента И 8 устанавливается факт одновременного наличия единичных уровней на выходах всех четырех дешифраторов группы 7, однозначно связанный с попаданием блуждающей точки в граничный узел области Q. Импульсом с выхода элемента И

8 координаты Хг+, У * граничного узел "поглотившего" блуждающую точку, записыва1756886 ются в первый 10-1 и второй 10-2 выходной регистры соответственно. Спустя небольшое время, заданное элементом задержки

9, устанавливаются начальные координаты

ХОУО блуждающей точки и генератор форми- 5 рует новую реализацию слуЧайной траектории, заканчивающуюся очередным поглощением блуждающей точки на границе области Q

Для обеспечения реального временно- 10 го масштаба моделируемых траекторий следует интенсивность . А пуассоновских потоков ймпульсов на выходах устройства 2 установить равной М =макс{ЯЯ) I 1,4 (Х, YQQ. С этой целью интенсивность пер,15 ваго 1-1 генератора пуассоновского потока импульсов стабилизируют на уровне

i(i =43, при А2 =ib =4 0.

Технико-3KoHQMM e K É эффект QT применения предло>кенного генератора состоит в следующем. Многократная проверка логического условия {Х, Y)E И нахождения блуждающей точки в пределах области Q выполняемая обычно программным способом(с использованием ЭВМ) на каждом шаге блуждания, требует за одну траекторию ,.процесса больших затрат машинного времени. 8 предложенном генераторе эта проверка выполняется аппаратно и практически мгновенно без существенных затрат времени. Благодаря этому на порядок и более повышается быстродействие вероятностных алгоритмов при решении

35 краевых задач математйческой физики методами статистических испытаний.

Ф о р м у л а. и з о б р е т е н и я

Генератор случайных процессов по авт.св. М 1283758; отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможноСтей путем воспроизведения режима двумерного случайного блуждания с поглощающими границами, в него введены четыре дешифратора, два регистра, два регистра памяти, элемент И и элемент задержки, причем информационные входы первого, второго, третьего и четвертого дешифраторов подключены к выходам соответствующих двухадресных узлов памяти, выходы первого, второго, третьего и четвертого дешифраторов соединены соответственно с входами эл.емента И, выход которого является выходом сигнализации достижения гранйчного значения и соединен с входами записи первого и второго регистров и входом элемента задержки, выход которого соединен с входами записи первого и второго реверсивных счетчиков, разрядные информационные входы которых подключены к разрядйым выходам первого и второго регистров памяти соответственно, разрядные выходы первого и второго реверсивных счетчиков соединены с информационными входами соответственно первого и второго регистров, выходы которых являются выходами значений координат гранйчной поглощающей точки..

1756806 фгнюные уггиф Ц/

Составитель A,Àíèøèí

Техред M.Màргентал Корректор M.Ïåòðîâà

Редактор О,Хрипта

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

Заказ 30В9 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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