SU1721607A1 - Random number generator - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  формировани  последовательности нечетких чисел.The invention relates to computing and can be used to form a sequence of fuzzy numbers.

Целью изобретени   вл етс  расширение класса распределений формируемых случайных чисел.The aim of the invention is to expand the class of distributions of the generated random numbers.

На практике, если достаточно длительное врем  субъект не может выбрать требуемого числа, то он снижает требование и начинает принимать за них и более отдаленные от наиболее ожидаемого. Если достаточно длительное врем  субъект очень часто принимает за требуемое предъ вл емые числа, то он повышает требовани  и наиболее отдаленные от ожидаемого числа стараетс  не принимать за требуемые. При этом измен етс  размах уровн  значимости функции принадлежности, измен етс  распределение нечетких чисел, формируемых генератором.In practice, if a sufficiently long time the subject can not choose the required number, then he reduces the requirement and begins to take for them and more distant from the most expected. If a sufficiently long period of time the subject very often takes the required numbers for the required, then he raises the requirements and tries not to take the most distant from the expected number for the required ones. This changes the level of significance of the membership function, changes the distribution of fuzzy numbers generated by the generator.

На чертеже представлена структурна  схема генератора.The drawing shows a structural diagram of the generator.

Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов (ГТИ), датчик 2 равномерно распределенных случайных чисел, умножитель 3, вычитатель 4, блок 5 вычислени  значений функции принадлежности, блок 6 сравнени , элемент И 7, блок 8 ключей, умножитель 9, вычитатель 10, элемент 11 задержки , элемент И 12, реверсивный счетчик 13, блок 14 вычислени  размаха уровн  значимости функции принадлежности и элемент 15 задержки.The generator contains a clock pulse generator (GTI), a sensor 2 of uniformly distributed random numbers, a multiplier 3, a subtractor 4, a block 5 for calculating the membership function values, a block 6 of comparison, an element 7, a block 8 of keys, a multiplier 9, a subtractor 10, an element 11 delays, element 12, reversible counter 13, block 14 for calculating the magnitude of the significance level of the membership function and element 15 for delay.

Блок 14 может быть выполнен в виде ПЗУ.Block 14 may be made in the form of ROM.

Генератор работает следующим образом .The generator works as follows.

Сигнал от ГТИ 1 поступает на вход опроса датчика 2, в результате чего на его выходе формируетс  очередное значение числа Xi с равномерным распределением в интервале (0,1). В исходном состо нии реверсивный счетчик 13 обнулен, а блок 14 по нулевому сигналу на входе формирует единицу на выходе. Следовательно, на выходе вычитател  10 формируетс  случайное число x i 1-xi, также имеющее равномерное распределение в интервале (0,1).The signal from the GTI 1 is fed to the polling input of sensor 2, with the result that at its output the next value of the number Xi is formed with a uniform distribution in the interval (0.1). In the initial state, the reversible counter 13 is reset, and block 14, by the zero signal at the input, forms a unit at the output. Therefore, at the output of the subtractor 10, a random number x i 1-xi is formed, also having a uniform distribution in the interval (0.1).

В умножителе 3 число xi умножаетс  на величину 2 а, где о - полуразмах носител  функции принадлежности juy(y), котора  в частном случае может быть задана в виде функции принадлежности типа примерного равенстваIn multiplier 3, the number xi is multiplied by 2 a, where o is the half-span of the carrier of the membership function juy (y), which in the particular case can be specified as a membership function of the type of approximate equality

..

аbut

, а-а у а + оaaaa + o

/МУ) / MU)

в остальных случа х,in other cases,

где а - средн   точка носител  функции принадлежности , соответствующа  наиболее ожидаемому значению множества Y.where a is the midpoint of the carrier of the membership function corresponding to the most expected value of the set Y.

Сигнал 2xicr в вычитателе 4 вычитаетс The 2xicr signal in subtractor 4 is subtracted

из координат правой границы носител  функции принадлежности. В результате на выходе вычитател  4 формируетс  одно из возможных значений yi а + cr-2xi а нечеткого множества.from the coordinates of the right border of the carrier of the membership function. As a result, at the output of the subtractor 4, one of the possible values yi a + cr-2xi a of a fuzzy set is formed.

В блоке 5 формируетс  значение функции принадлежности, соответствующееIn block 5, the value of the membership function is formed, corresponding to

значению yi, т.е. (yi) 1- yi g . Одновременно с этим на выходе первого элемен- та 11 задержки формируетс  случайноеthe value of yi, i.e. (yi) 1- yi g. At the same time, at the output of the first delay element 11, a random

ЧИСЛО Х |-1,NUMBER X | -1,

Следовательно, на выходы блока 6 сравнени  одновременно поступают значение функции принадлежности /Ау (yi) вычисленное по i-му такту срабатывани  ГТИ 1,т.е. по i-му такту смены состо ни  датчика 2, и значение случайного числа - соответствующего (Ы)-му такту смены состо ни  датчика 2.Consequently, the outputs of the comparison unit 6 simultaneously receive the value of the membership function / Ay (yi) calculated from the i-th trigger of the GTI 1, i.e. according to the i-th cycle of changing the state of sensor 2, and the value of a random number corresponds to the (L) -th cycle of changing the state of sensor 2.

При у«у(у|) х ы на выходе блока 6When y "y (y |) x s at the output of block 6

сравнени  формируетс  уровень логической 1, котора  поступает на первый вход элемента И 7. На второй вход элемента И 7 через элемент 15 задержки поступает импульс от ГТИ 1. В результате на выходе блока 8 ключей формируетс  возможное значение нечеткого числа, сформированное в I-м такте работы устройства на выходе. Если/гу(уО х м , то сигнал на выходе блокаcomparison, the logical level 1 is formed, which arrives at the first input of the element 7. At the second input of the element 7, the delay element 15 receives a pulse from the GTI 1. As a result, the output of the key block 8 produces a possible fuzzy number formed in the I-th cycle device operation at the output. If / gu (yo x m, then the signal at the output of the block

8 ключей не формируетс ,8 keys are not formed,

Кроме того, в процессе опроса элементов И 7 и 12 измен етс  состо ние реверсивного счетчика 13, по которому блок 14 измен ет свое состо ние. Пример таблицыIn addition, in the process of polling the elements 7 and 12, the state of the reversible counter 13 changes, according to which the block 14 changes its state. Sample table

состо ни  блока 14 представлен в таблице. Число ki, которое соответствует размаху уровн  значимости функции принадлежности на выходе блока 14, умножаетс  на сигнал xi с выхода датчика 2 в умножителе 9, аstates of block 14 are presented in the table. The number ki, which corresponds to the swing of the significance level of the membership function at the output of block 14, is multiplied by the signal xi from the output of sensor 2 in multiplier 9, and

полученный результат вычитаетс  из единицы в вычитателе 10. Получаемые на его выходе числа х | 1-kixi имеют равномерные распределени  в интервале (1-kj,1).the result obtained is subtracted from the unit in the subtractor 10. The resulting numbers x | 1-kixi have uniform distributions in the interval (1-kj, 1).

Таким образом, обеспечиваетс  регулировка нижнего уровн  функции принадлежности , по которому разыгрываетс  текущее ее значение дл  прин ти  решени  о текущем значении нечетного числа. Это расшир ет класс распределений, формируемыхThus, an adjustment is made to the lower level of the membership function by which its current value is played in order to decide on the current value of an odd number. This extends the class of distributions formed

генератором.generator.

Claims (1)

Формула изобретени  Генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, датчикClaims A random number generator comprising a clock pulse generator равномерно распределенных случайных чисел , первый умножитель, первый вычита- тель, два элемента задержки, блок вычислени  значений функции принадлежности , блок сравнени , первый элемент И, блок ключей, выход которого  вл етс  выходом генератора, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входом опроса датчика равномерно распределенных случайных чисел и через первый элемент задержки с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с управл ющим входом блока ключей, выход датчика равномерно распределенных случайных чисел соединен с первым входом первого умножител , второй вход которого  вл етс  входом задани  размаха носител  функции принадлежности генератора, выход первого умножител  соединен с входом вычитаемого первого вычитател , вход уменьшаемого которого  вл етс  входом задани  максимального значени  носител  функции принадлежности генератора, выход первого вычитател  соединен с информационным входом блока ключей и с входом блока вычислени  значени  функции принадлежности , выход которого соединен с первым входом блока сравнени , второй вход и выход Больше которого соединеныuniformly distributed random numbers, first multiplier, first subtractor, two delay elements, membership function calculation unit, comparison unit, first AND element, key block whose output is the generator output, the clock pulse output connected to the sensor polling input uniformly distributed random numbers and, through the first delay element with the first input of the first element I, the output of which is connected to the control input of the key block, the output of the sensor evenly distributed The first numbers are connected to the first input of the first multiplier, the second input of which is the input of setting the span of the carrier of the generator membership function, the output of the first multiplier is connected to the input of the first subtractor, the input of which is decremented is the input of setting the maximum value of the carrier of the generator membership function with the information input of the key block and with the input of the calculator of the membership function value, the output of which is connected to the first input of the comparison block , The second input and the output of which are connected 00 5five 00 5five 00 соответственно с выходом второго элемента задержки и вторым входом первого элемента И, отличающийс  тем, что, с целью расширени  класса распределений формируемых случайных чисел, в него дополнительно введены второй умножитель, второй вычитатель, реверсивный счетчик, блок вычислени  размаха уровн  значимости функции принадлежности и второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом Меньше или равно блока сравнени , второй вход и выход второго элемента И соединены соответственно с выходом первого элемента задержки и вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого элемента И и входом блока вычислени  размаха уровн  значимости функции принадлежности, выход которого соединен с первым входом второго умножител , второй вход которого соединен с выходом датчика равномерно распределенных случайных чисел, выход второго умножител  соединен с входом вычитаемого второго вычитател , вход уменьшаемого которого соединен с шиной единичного потенциала, выход второго вычитател  соединен с входом второго элемента задержки.respectively, with the output of the second delay element and the second input of the first element AND, characterized in that, in order to expand the class of distributions of the random numbers generated, the second multiplier, the second subtractor, the reversible counter, the membership function span and the second element are additionally introduced into it And, the first input of which is connected to the output Less than or equal to the comparison unit, the second input and the output of the second element AND are connected respectively to the output of the first delay element and the subtractive The inputs of the reversible counter, the summing input and the output of which are connected respectively to the output of the first element I and the input of the span calculator of the significance level of the membership function, the output of which is connected to the first input of the second multiplier, the second input of which is connected to the output of the sensor of uniformly distributed random numbers the multiplier is connected to the input of the subtracable second subtractor, the input of which is decremented is connected to the bus of a single potential, the output of the second subtractor is connected to the input of v the first element of the delay.