Генератор случайных чисел моделирования генеральной совокупности по объектам выборочной совокупности

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистмческнх респубики

Опубликовамо 07,02.82. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 07.02 82 (G()M. Кл. (т06 F 7/58

Воудорстооовый комитет

СССР

II0 долом изобретеннй и открытой (53) УДК 681.3. (088.8) (72) Автор изобретения

А. А. Коорт (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ГЕНЕРАЛЬНОЙ СОВОКУПНОСТИ ПО ОБЪЕКТАМ

ВЫБОРОЧНОЙ СОВОКУПНОСТИ

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение при моцелировании структуры и функ ционировании различных технических систем, в том числе систем массового обслу>кивания, rae характеристики некоторых или всех элементов системы представляют собой случайные величины, причем параметры распреаеления этих случайных величин опрецеляются путем наб..пюцения, измерения или испытания некоторого количества этих элементов (выборочной совокупности объектов), случайным образом выбранных из всего множества этих элементов (генеральной совокупности объектов). Преалагаемое изобретение преиназначено также аля генерирования значений характеристик объектов, относяшихся ко всему их множеству исхоця из известных;характери тик только части объектов.

Известны генераторы случайных чисел цпя стохастического моцелирования,. которые позволяют генерировать случайные числа не только с простейшими распреаелитепями, какими являются равномерное распрецеление и гауссовское распреаеление, но и с более сложными

5 распреаелениями типа гамма-распреаеления со всеми его частными случаями, бета-распреаеления, хи-распреаеления или логарифмически нормального распрецепения. Особенностью указанных генераторов является то, что параметры распрецепения случайных чисел соответствуюшего типа, значения которых устанавливаются в цатчиках параметров генератора, считаются неслучайными и известными. Эти генераторы хорошо выполняют функции, апя выполнения которых они прецназначены, но в то же время отмеченная особенность препятствует их применению в новых зааачах моцелирования, гае параметры .распрецеления уже нельзя считать неслучайными.

Обшими аля всех указанных генераторов являются блок тактовых импульсов,. синхронизируюший работу всего генера903873 тора, датчики постояных чисел, копичест. во которых соответствует количеству параметров распределения генерируемых случайных чйсеп, и блок генерирования случайных чисел в соответствии с уста-. новленными в датчиках значениями параметров распределения. При этом с.:руктура блока генерирования случайных чисел различна для различных типов рас.пределения, но в общем этот блок пост-, щ роен иэ таких суббпоков как сумматор, умножитепь, интегратор и квадратор, а также суббпок генерирования случайных ч исел с простейшим ра спредепением— гауссовским (13, (21 и Ы ° )5

Наиболее бпизким по технической сущности к изобретению является генератор случайных чисеп, содержащий генератор тактовых импульсов, датчики постоянных чисел. и генератор спучайных чисел, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход является выходом устройства(4) .

Недостатком этого устройства является то, что выдаваемые",датчиками постоянных чисел сигналы (например, в виде импульсов определенной амппитуды) представпяют числа — постоянные. Однако в практике научного исследования и инжерных разработок возникают задачи, где параметры распределения вырабатываемых случайных чисел должны, в свою очередь, рассматриваться как случайные числа. Пусть, например, требуется моделировать объекты генерапьной совокупнос35 ти, каждый из которых характеризуется единственной характеристикой, например .длиной, коэффициентом усиления, прочностью, принимающей случайные значения в.соответствии с гауссовским распреде40 пением (т. е. требуется генерировать случайные значения длины, коэффициента .усиления ипи прочности). Для определения параметров распределения этой характеристики в генеральной совокупности

45 (среднего значения и дисперсии в случае гауссовского распределения) случайно выбирается определенное число объектов иэ генеральной совокупности, определяется значение характеристики для каждого объкта (длина, коэффициент усиления или

50 прочность каждого объекта) и определяется среднее значение и дисперсия характеристики тех объектов, которые попали в выборочную совокупность. Однако вследствие спучайности образования выбороч55 ной совокупности среднее значение и дисперсия сами являются случайными величинами и распределены соответственно распределению Стьюдента с К степенями свободы и хи-квадрат-распределению с К-1 степенями свободы, если через К обозначать объем (число объектов) выборочной совокупности. Таким образом, чтобы теперь генерировать спучайное число дпя моделирования характеристики одного объекта генеральной совокупности нужно

«J сначала генерировать два случайных числа в соответствии с распределением

Стьюдента и хи-квадрат-распределением, а потом, используя полученные два спучайных числа, генерировать случайное число в соответствии с гауссовским распредепением. Известное устройство не позволяет этого делать.

Цель изобретения — расширение функдионапьных возможностей устройства за счет генерирования случайных чисел со случайными параметрами распределения.

Поставпенная цепь достигается тем, что генератор случайных чисел моделирования генеральной совокупности по объектам выборочной совокупности, содержащий генератор тактовых импульсов, генератор случайных чисел, синхронизирую щий вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых .импульсов, а выход является выходом устройства, первую группу датчиков постоянных чисел по числу параметров распределения первого генерируемого выборочного параметра, дополнительно содержит и (=1, 2, 3 ..) дополнительных генераторов случайных чисел по числу одновременно генерируемых выборочных параметров и (м-1 ) дополнительных групп датчиков постоянных -чисеп, каждая К-ая (K=1, 2... vn-1 ) из которых содержит "g /"х =1, 2...) датчиков постоянных чисеп по числу параметров распределения К-ого выборочного параметра, причем Bblxogbl датчиков каждой группы датчиков постоянных чисеп соединены с информационными входами соответствующего дополнительного генератора снучайных чисел, выходы допопнительных генераторов случайных чисел. со- единены с информационными входами генератора случайных чисел, а второй выxov. генератора тактовых импульсов соединен с сиихронизирующими входами дополнительных генераторов случайных чисеп.

На чертеже представлена блок-схема генератора.

Предлагаемый генератор содержит reHeparop .1 тактовых импульсов, группы датчиков постоянных чисел 2, ... 2

2,„, дополнительные генераторы случайных чисел 3 ... З с, - 3 и, генератор

7 9038 случайных чисел со случайными параметрами распределения, оно содержит (1, 2, 3) дополнительных генераторов случайных чисел по числу одновременно, генерируемых выборо-ных параметров и

5 (-1 ) дополнительных групп датчиков постоянных чисел, каждая К-ая (К=1, 2 ...vn-1) из которых содержит и (1, 2 ... ) датчиков постоянных чисел по числу параметров распределения К-ого 10 генерируемого выборочного параметра, причем выходы датчиков каждой группы датчиков постоянных чисел соединены с информационными входами с оответствующего дополнительного генератора случайных, чисел, выходы дополнительных генераторов случайных чйсел соединены с информационны Мй(Ф

Ф ;3Щ) "«Р . "4 . ;Ф б -,: ми входами генератора случайных чисел,а второй выход генератора тактовых импульсов соединен с синхронизируюшими входами дополнитепьных генераторов случайных чисел.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Быков В.В. цифровое моделирование в статистической радиотехнике. М.

Советское радио, 1971, с. 55-163.

2, Авторское свидетельство СССР

¹ 552628, кп. 907 С 15/00, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР № 647716, кп. G 07 С 1 5/00, 1976.

4. Авторское свидетепьство СССР

% 590790, кл. G 07 С 15/00, 1975 (прототип) .

Составитель О, Майоров

Редактор Н. Лазаренко Тех ед ЕЛар": он-".- - - Корр орректор А. дзятко

Заказ 123/31 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород., ул. Проектная, 4