Гарасимчук Олег Ігорович. Генератори імпульсних послідовностей з пуассонівським законом розподілу

Краткое описание

Гарасимчук Олег Ігорович. Генератори імпульсних послідовностей з пуассонівським законом розподілу. : Дис... канд. наук: 05.13.05 2007

Гарасимчук О.І.Генератори імпульсних послідовностей з пуассонівським законом розподілу. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 елементи та пристрої обчислювальної техніки та систем керування. Національний університет Львівська політехніка”, Львів, 2007.
Дисертація присвячена розробленню нових методів і засобів побудови генераторів імпульсних послідовностей з пуассонівським законом розподілу, порівняльному аналізу їхніх характеристик та вибору групи тестів для оцінки якості таких генераторів.
Проведене імітаційне моделювання різних методів побудови генераторів псевдовипадкових чисел з рівномірним законом розподілу, які є базовими при реалізації ГПІП, на основі чого для цих генераторів вибрані оптимальні початкові параметри. Запропонована нова структура ГПІП, основною перевагою якої є можливість керування вихідною частотою слідування імпульсів. Вперше запропоновано набір тестів для оцінки якості ГПІП і базових генераторів рівномірно розподілених чисел. Розроблені нові число-імпульсні структури ГПІП, що забезпечують реалізацію конгруентних методів та нові швидкодіючі структури ГПІП, побудовані з використанням генераторів М-послідовностей. Запропонований математичний алгоритм генерування псевдовипадкових чисел з законом розподілу наближеним до рівномірного, який ефективно може використовуватись при програмній реалізації ГПІП. Проаналізовано характеристики вихідного сигналу ГПІП при імітації вихідного сигналу дозиметричних пристроїв.

1. У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукового завдання, що виявляється в створенні нових алгоритмів та засобів для реалізації ГПІП і оцінки їх якості, що дозволяє створювати генератори з покращеними статистичними характеристиками.
2. Проведений аналіз принципів побудови генераторів рівномірно розподілених псевдовипадкових чисел, які є базовими при побудові ГПІП, показав, що не існує універсальних методів оцінки їх якості. Отже, існує необхідність в пошуку групи тестів, на основі яких можна робити висновки про ефективність базових генераторів та ГПІП і удосконалювати їх структури з метою покращення метрологічних характеристик вихідних імпульсних послідовностей.
3. На основі аналізу загальних принципів отримання послідовностей з законом розподілу, що відрізняється від рівномірного, запропоновано нову структуру ГПІП, в якій можна керувати вихідною частотою слідування імпульсів.
4. Показано, що при правильно вибраних параметрах лінійні конгруентні генератори та адитивні генератори Фібоначі можуть ефективно використовуватись як базові генератори при побудові ГПІП. Поліноміальні конгруентні генератори, хоч і проходять тест розподіл на площині”, який показує рівномірність розподілу чисел, при подальшому дослідженні виявили свою неефективність. Це ще раз підтверджує тезу про те, що одного чи двох тестів для оцінки якості генераторів недостатньо. Потрібна група тестів, яка і була запропонована в даній дисертаційній роботі.
5. Розроблено математичний алгоритм генерування псевдовипадкових чисел з законом розподілу, наближеним до рівномірного. Дослідження якості цього алгоритму показало, що він може ефективно використовуватись при побудові ГПІП, особливо в тих випадках, коли достатньо лише програмної реалізації.
6. Запропоновані принципи вибору параметрів генераторів М-послідовностей, а саме твірного поліному та степенів матрицьТ1чиТ2(з допомогою яких описується робота цих генераторів), дозволили створити швидкодіючі ГПІП з характеристиками наближеними до теоретично визначених.
7. При аналізі різних способів побудови комбінаційних суматорів, які є складовою частиною лінійних конгруентних генераторів, зроблено рекомендації стосовно їх побудови в залежності від конкретного способу використання.
8. Дослідження генераторів М-послідовностей, реалізованих на основі матриціТ1таТ2для різних твірних поліномів показали, що при меншому степені твірного полінома апаратна реалізація є простішою, але діапазон вихідних частот є вужчим при приблизно однаковій граничній вихідній частоті.
9. Дослідження вихідних сигналів ГПІП, побудованих на основі лінійного конгруентного методу і генераторів М-послідовностей, показали можливість їх використання для імітації вихідних сигналів дозиметричних детекторів в діапазоні від 1мкР/год до 10000 Р/год.
10. Результати досліджень використано при виконанні науково-дослідних робіт на кафедрах Автоматика та телемеханіка” та Захист інформації” Національного університету Львівська політехніка”.