устройство для преобразования информации в нелинейных экономических системах

Формула изобретения

Устройство для преобразования информации в нелинейных экономических системах, содержащее генератор тактовых импульсов, датчик чисел с равномерным распределением, блок сравнения и регистр памяти, управляющий вход которого соединен с выходом блока сравнения, отличающееся тем, что введены счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, и блок формирования функции распределения нелинейного преобразования случайного процесса, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов и с информационным входом регистра памяти, а выход соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика чисел с равномерным распределением, а выход соединен с установочным входом счетчика импульсов и с входом датчика чисел с равномерным распределением, при этом блок формирования функции распределения нелинейного преобразования случайного процесса содержит последовательно соединенные квадратор, умножитель и блок вычитания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к специализированным устройствам вычислительной техники и может быть использовано для преобразования информации и моделирования экономических систем.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные регистры сдвига, управляющие входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, группы блоков памяти функций принадлежности, блоки определения минимального значения и блок определения максимального значения [Авт. св. 1833889, кл. G 06 F 15/20 1991].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно позволяет лишь произвести статистический анализ случайного процесса, но не позволяет произвести его преобразование и моделирование.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов (ГТИ), первый элемент И, счетчик импульсов, блок вычисления вероятностей, сумматор, первый регистр, блок сравнения, второй элемент И, датчик чисел с равномерным распределением, блок выделения случайного числа и второй регистр, последовательно соединенные первый элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента И, и второй элемент задержки, выход которого соединен с управляющим входом первого регистра, а также последовательно соединенные третий элемент задержки, вход которого соединен с выходом второго элемента И, и четвертый элемент задержки, выход которого соединен с входами установки в ноль счетчика и сумматора [Авт. св. 1829032, кл. G 06 F 7/58, 1990].

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие произвести нелинейное преобразование и моделирование случайных процессов, характерных для экономических систем.

Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей.

Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, датчик чисел с равномерным распределением и блок сравнения, введены регистр памяти, информационный вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, и блок формирования функции распределения нелинейного преобразования случайного процесса, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а выход соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика чисел с равномерным распределением, а выход - соединен с входом датчика чисел с равномерным распределением, с управляющим входом регистра памяти и с установочным входом счетчика импульсов.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что блок формирования функции распределения нелинейного преобразования случайного процесса содержит последовательно соединенные квадратор, блок умножения и блок вычитания.

Анализ научно-технической литературы показал, что до даты подачи заявки отсутствовали устройства с указанной совокупностью признаков.

Следовательно, предложение отвечает требованию новизны.

Кроме того, требуемый технический результат достигается всей вновь введенной совокупностью существенных признаков, в частности тем, что введены регистр памяти, информационный вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, и блок формирования функции распределения нелинейного преобразования случайного процесса, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а выход соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика чисел с равномерным распределением, а выход соединен с входом датчика чисел с равномерным распределением, с управляющим входом регистра памяти и с установочным входом счетчика импульсов.

В известной литературе отсутствуют сведения об использовании указанной совокупности элементов и связей между ними для решения поставленной технической задачи не обнаружены.

Следовательно, предложение отвечает требованиям изобретательского уровня.

При этом, как будет показано ниже, все использованные в предлагаемом устройстве элементы являются стандартными элементами специализированных устройств вычислительной техники.

Следовательно, предложение отвечает требованию промышленной применимости.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема устройство для преобразования информации в нелинейных экономических системах; на фиг.2 - блока формирования функции распределения нелинейного преобразования случайного процесса.

Устройство для преобразования информации в нелинейных экономических системах (фиг.1) содержит последовательно соединенные генератор 1 тактовых импульсов (ГТИ), счетчик 2 импульсов, блок 3 формирования функции распределения нелинейного преобразования случайного процесса, блок 4 сравнения и регистр 5 памяти, а также датчик 6 чисел с равномерным распределением, выход которого соединен со вторым входом блока 4 сравнения, выход которого соединен с установочным входом счетчика 2 импульсов, выход которого соединен с информационным входом регистра 5 памяти.

Блок 3 формирования функции распределения нелинейного преобразования случайного процесса (фиг.2) содержит последовательно соединенные квадратор 7, умножитель 8 и блок 9 вычитания.

Блок 3, квадратор 7, умножитель 8 и блок 9 могут быть выполнены в виде ПЗУ. Ниже в качестве примера приводится информация, достаточная для их программирования. Остальные элементы устройства являются стандартными элементами специализированных устройств вычислительной техники.

Работает устройство для преобразования информации в нелинейных экономических системах следующим образом.

Предварительно проведем теоретическое обоснование работы устройства.

Примем для анализа некоторую экономическую систему, которая описывается случайными (стохастическими) функциями.

Например, случайный доход У в некоторой системе определяется случайным объемом вложенных средств X. При этом известен эффект насыщения величины дохода при увеличении вложенных средств. Этот эффект может быть описан функциональной зависимостью У от случайного аргумента Х следующего вида:



При анализе и моделировании экономических систем возникает, в частности, задача определения функции распределения случайной величины У при известном законе распределения Х и известной функциональной зависимости Y=Y(X), а также задача моделирования системы в этих условиях. Последнее сводится к формированию реализациq (возможных значений) функции У случайного аргумента X.

Учитывая, что зависимость У(Х) является монотонной, функция распределения У при известном законе распределения X, задаваемом, например, плотностью _X(x), определяется соотношением:

_Y(y) = _X[x(y)]|x(y)|

Тогда, используя метод обратных функций, для моделирования функции У случайного аргумента Х при известной зависимости У(Х) и известном законе распределения X, необходимо получить закон распределения F(y), сформировать возможное значение r случайного числа R с равномерным распределением в интервале [0,1] и из условия F(y)=r, определить величину _r, являющуюся возможным значением (реализацией) функции У случайного аргумента X.

В частном случае, когда Х подчиняется равномерному закону распределения в некотором условном интервале [1,4], будут справедливы следующие соотношения:



x(y)=y²,

|x(y)| = 2y,



F(y)=1/3y²-1/3, 1<y2.

При этом У лежит в пределах [1,2].

Рассмотренный теоретический алгоритм реализуется в предложенном устройстве следующим образом.

Перед началом работы на все элементы схемы подается сигнал питания, на вход установки в начальное состояние счетчика 2 - сигнал условной "1" (начала интервала изменений У), а на вход датчика 6 - импульс опроса, в результате которого на его выходе формируется сигнал r. Кроме того, в нулевое состояние устанавливается регистр 5 памяти. Соответствующие цепи на чертеже не показаны и являются стандартными цепями электронных схем.

Генератор 1 тактовых импульсов формирует последовательность счетных импульсов, которая заполняет счетчик 2, на выходе которого формируется нарастающее текущее значение у. По величине у на выходе блока 3 формирования функции распределения нелинейного формирования случайного процесса формируется величина F(y). Для рассматриваемого частного случая F(y)=у²/3-1/3. Для этого сигнал у последовательно возводится в квадрат квадратором 7, умножается на постоянную величину 1/3 в умножителе 8 и из полученного результата вычитается величина 1/3 в блоке 9 вычитания. Одновременно с этим величина у подается на информационный вход регистра 5 памяти. Однако не записывается в него вследствие отсутствия сигнала разрешения записи на его управляющем входе. При наступлении равенства F(y)=r, на выходе "равно" блока 4 сравнения формируется импульс (сигнал разрешения записи), который поступает на управляющий вход регистра 5, что приводит к записи в него величины у_r, которая соответствует реализации возможного значения у функции У случайного аргумента X. Кроме того, этот же импульс переустанавливает счетчик 2 и датчик 6. Описанные выше процессы повторяются многократно и в регистр 5 записываются очередные реализации возможных значений у. При выполнении регистра 5 в виде сдвигающего регистра в нем запоминается множество реализации.

Таким образом, благодаря введенным элементам и связям между ними расширяются функциональные возможности устройства, поскольку оно позволяет формировать реализации (возможные значения) функции случайного аргумента, характерных, в частности, для экономических систем.