Генератор последовательностей случайных чисел

 

ГЕНЕРАТОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ, содержащий датчик случайных чисел, блок памяти, первый ключ, выход которого соединен с установочньми входами первого и второго счетчиков, выходы которых соединены соответственно с информационными входами второго и третьего ключей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, блок управления, отличающий ся тем, что, с целью упрощения генератора, он содержит два элемента задержки и третий счетчик, а блок управления содержит шесть элементов И, два триггера и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и .инверсному выходам первого триггера. прямой вход которого объединен с инверсным входом второго триггера и подключен к выходу переполнения третьего счетчика, информационный выход которого соединен с адресньм входом блока памяти, информационный вход которого подключен к выходу датчика случайных чисел, а выход блока памяти соединен с вторым входом схемы сравнения и с информационным входом первого ключа, выход которого является выходом генератора, выход схемы сравнения соединен с управляющим вгсодом первоI го ключа, с прямым входом второго триггера и с входом первого элемен (Л та задержки, выход которого соединен с входом Опрос датчика случайных чисел и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с установочным входом третьего счетчика, счетный вход которого соединен с выходом перрого элемента s| И и с первыми входами третьего и со четвертого элементов И, выходы коО9 торых соединены соответственно с упN9 равляющими входами второго и третьего ключей, выход второго элемента И СЛ соединен с инверсным входом первого триггера и с первыми входами пятого и шестого элементов И, выходы которых соединены со счетными входами первого и второго счетчиков соответственно , прямой выход второго триггера соединен с вторьми входами третьего и пятого элементов И, инверсный выход второго триггера соединен с вторыми входами четвертого и шестого элементов И.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (sl)4 G 06 F 7/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3714694/24-24 (22) 12. 03. 84 (46) 15.09.85. Вюл. У 34 (72) С.И. Колчан, А.В. Петров и В.В. Ступин (71) Иркутский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 370601, кл. G 06 F 7/58. 1971

Авторское свидетельство СССР

У 516042, кл. G 06 F 7/58, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 314208, кл. G 06 F 7/58, 1969. (54)(57) ГЕНЕРАТОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ, содержащий датчик случайных чисел, блок памяти, первый ключ, выход которого соединен с установочными входами первого и второго счетчиков, выходы которых соединены соответственно с информационными входами второго и третьего ключей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с первым вх дом схемы сравнения, блок управления, отличающийся тем, что, с целью упрощения генератора, он содержит два элемента задержки и третий счетчик, а блок управления содержит шесть элементов И, два триггера и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и ,инверсному выходам первого триггера, ÄÄ SUÄÄ 1179325 А прямой вход которого объединен с инверсным входом второго триггера и подключен к выходу переполнения .третьего счетчика, информационный выход которого соединен с адресным входом блока памяти, информационный вход которого подключен к выходу датчика случайных чисел, а выход блока памяти соединен с вторым входом схемы сравнения и с информационным входом первого ключа, выход которого является выходом генератора, выход схемы сравнения соединен с управляющим в..:одом первого ключа, с прямым входом второго триггера и с входом первого элемента задержки, выход которого сое— динен с входом "Опрос" датчика случайных чисел и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с установочным входом третье

ro счетчика, счетный вход которого соединен с выходом перрого элемента

И и с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами второго и третьего ключей, выход второго элемента И соединен с инверсным входом первого триггера и с первыми входами пятого и шестого элементов И, выходы которых соединены со счетными входами первого и второго счетчиков соответственно, прямой выход второго триггера соединен с вторыми входами третьего и пятого элементов И, инверсный выход второго триггера соединен с вторыми входами четвертого и шестого элементов И.

1179325

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве приставки или внутреннего блока электронной вычислительной машины. 5

Целью изобретения является упрощение генератора и повышение его быстродействия, На чертеже приведена блок-схема предлагаемого генератора.

Генератор содержит счетчик 1, блок 2 памяти, схему Ç.сравнения, ключ 4, счетчики 5 и 6, ключи 7 и 8, блок 9 элементов ИЛИ, элемент 10 задержки, датчик 11 случайных чисел, элемент t2 задержки и блок 13 управления, который содержит генератор

14 тактовых импульсов, элементы И

15-20, триггеры 21 и 22.

Генератор последовательностей случайных чисел работает следующим образом.

В исходном положении счетчик 1 установлен в нулевое состояние. Блок памяти 2 и счетчики 5 и 6 содержат независимые реализации случайной величины, распределенной по требуемому закону, генерируемому датчиком

11 случайных чисел. При этом в блоке 2 памяти находится Ъ чисел, а 30 в счетчиках 5 и 6 — одно и то же число. На выходе схемы 3 сравнения сигнал отсутствует, следовательно, ключ 4 заперт, и на выход устройства число не подается. Триггер 21 открывает элемент И 15 и закрывает элемент И 16. Триггер 22 открь|вает элементы И 17 и 19 и закрывает элементы И 18 и 20. На всех шинах сигналы отсутствуют. 40

Импульс от генератора 14 тактовых импульсов через элемент И 15 поступает на шину Uli и через элеменВ ты И 15 и 17 — на шину Ш2. По шине . 45

Ш1 сигнал передается на счетный вход счетчика 1. По шине Ш2 сигнал поступает на разрешающий вход, ключа

7.. В счетчике 1 устанавливается очередное значение адреса блока 2 50 памяти, которое поступает на адресный вход блока 2 памяти. На выходе блока 2 памяти появляется число, записанное по установленному в счет-. чике 1 адресу, Это число передается 55 на первый информационный вход схемы 3 сравнения и на информационный вход ключа 4.

На второй информационный вход схемы 3 сравнения через ключ 7 и блок ИЛИ 9 поступает число, записанное ранее в счетчике 5. На выходе схемы 3 сравнения появляется сигнал, если сравнение произошло, в противном случае сигнал не вырабатывается. Если сигнал не появляется, то ключ 4 остается запертым и число из блока 2 памяти на выход генератора последовательностей случайных чисел не поступает. Устройство работает аналогичным образом до тех пор, пока не появляется сигнал сравнения на выходе схемы 3 сравнения либо не происходит переполнение счетчика

Пусть произошло переполнение счет чика 1, т.е. осуществилось последовательное сравнение содержимого счетчика 5 со всеми П числами, хранящимися в блоке 2 памяти. Счетчик 1 переводится в исходное состояние. На выходе по переполнению счетчика 1 появляется сигнал, который по шине Ш6 поступает на счетные входы триггеров 21 и 22, изменяя их состояния на противоположные. При этом элементы И 15-19 закрываются, а элементы И 16, 18 и 20 открываются.

Очередной импульс от генератора

14 тактовых импульсов через элемен— ты И 16 и 20 поступает на шину ШЗ, через элемент И 16 — на установочный вход триггера 21, устанавливая его в исходное состояние, что приводит к открыванию элемента И 15 и закрыванию элемента И 16. Сигнал по шине ШЗ передается на счетный вход счетчика 6, уменьшая его содержимое на единицу.

Следующий импульс от генератора

14 тактовых импульсов поступает через элемент И 15 на шину Ш1 и через элементы И 15 и 18 — на шину Ш4. С шины Ш1 сигнал передается на счетный вход счетчика 1. По шине

Ш4 сигнал поступает на разрешающий вход ключа 8. В счетчике 1 устанавливается очередное значение адреса, которое, попадая на адресный вход блока 2 памяти, вызывает поступление числа, записанного по этому адр су, из блока памяти на первый информационный вход схемы 3 сравнения и на информационный вход ключа

4. На второй информационный вход схемы 3 сравнения через ключ 8 и блок ИЛИ 9 поступает содержимое счетчика 6. В случае совпадения чисел, поступающих на входы схемы

3 сравнения, на ее выходе появляет- . ся сигнал. В противном случае устрой ство повторяет цикл сравнения.

Если сравнение всех чисел из блока 2 памяти с содержимым счетчика 6 не произойдет, то на выходе по переполнению счетчика 1 появляется сигнал, который поступает на шину Ш6. С шины Ш6 этот сигнал передается на счетные входы триггеров 21 и 22, изменяя их состояния на противоположные. При этом открываются элементы И 16, 17 и 19 и закрываются элементы И 15, 18 и 20. Очередной импульс от генератора 14 тактовых импульсов через элементы И 16 и 19 поступает на шину Ш5, через элемент И 16 — на установочный вход триггера 21, устанавливая его в исходное состояние, что приводит к открыванию элемента

И 15 и закрыванию элемента И 16.

Сигнал по шине Ш5 передается на счетный вход счетчика 5, увеличивая

его содержимое на единицу. Далее работа устройства продолжается по

179325 4 описанной схеме до тех пор, пока не произойдет сравнение числа из блока 2 памяти с содержимым одного из счетчиков 5 или 6, При этом на выходе схемы 3 сравнения появляется сигнал сравнения, который открывает ключ 4 и поступает на вход элемента

10 задержки. Число из блока 2 памяти, адрес которого установлен в счетчике 1, через ключ 4 поступает на выход устройства, а также на установочные входы счетчиков 5 и 6 и записывается в них. С выхода элемента 10 задержки сигнал поступает на вход датчика случайных чисел 11 и на вход элемента 12 задержки. Датчик 11 случайных чисел вырабатывает очередное число, которое записывается на место числа, поступившего на выход устройства, так как значение адреса в счетчике 1 не изменилось. С выхода элемента 12 задержки, сигнал передается на вход

"Установка в нуль" счетчика 1 и устад навливает его в нулевое состояние (состояние, соответствующее начальному адресу блока 2 памяти). Устройство переводится в исходное состояние. Такт работы генератора последовательностей случайных чисел заканчивается.

1179325

Составитель А,Карасов

Редактор С.Тимохина Техред Т.Фанта Корректор Y..Ñàìáoðñêàÿ

Заказ 5б7б/50!

1 (Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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