Генератор псевдослучайных чисел

 

ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом генератора псевдослучайных р&внсмерно распределенных чисел, последовательно соединенные первьй и второй элементы задержки, первый регистр, счетчик, третий элемент задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения распределения формируемых последовательностей чисел, он содержит блок умножения, второй регистр, схему сравнения, элемент И-НЕ, третий регистр, информационные входы которого соединены с соответствующими вьгходами счетчика , вход синхронизации которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом первого элемента задержки, вькод второго элемента задержки соединен с первым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом синхронизации третьего регистра непосредственно, с входом установки счетчика через третий элемент задержки и непосредственно с входом установки второго регистра, выходы которого соединены с первой группой входов блока умножения и первой группой входов схемы сравнения, выход которой соединен с вторым входом элемента И-НЕ, вторая группа входов схемы сравнения соединена с. соответствующими выходами первого регистра, вькоды генератора псевдослучайных равномерно распределенных чисел соединены с соответствующими входами второй группы входов блока умножения, вьixoды которого соединены с информационными входами второго регистра, вход синхронизации которого соединен с выходом ГО . первого элемента задержки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Н9) SU (ш

1511 4 Н 03 К 3/84

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3748113/24-21 (22) 29.05.84 (46) 15.11.85. Бюл. М 42 (71) Физико-механический институт им. Г.В.Карпенко (72) О.П.Бухало (53) 621.374.2(088..8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 771654, кл. G 06 F 1/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 926656, кл. G 06 F 7/58, 1982. (54)(57) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЪ|Х

ЧИСЕЛ, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом генератора псевдослучайных равномерно распределенных чисел, последовательно соединенные первый и второй элементы задержки, первый регистр, счетчик, третий элемент задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения распределения формируемых последовательностей чисел, он содержит блок умножения, второй регистр, схему сравнения, элемент И-НЕ, третий регистр, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика, вход синхронизации которого соединен с выходом генератора такто— вых импульсов и входом первого элемента задержки, выход второго элемента задержки соединен с первым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с входбм синхронизации третьего регистра непосредственно, с входом установки счетчика через третий элемент задержки и непосредственно с входом установки второго регистра, выходы которого соединены с первой группой входов блока .умножения и первой группой входов схемы сравнения, выход которой соединен с вторым входом элемента И-НЕ, вторая группа входов схемы сравнения соединена с соответствующими выходами первого регистра, выходы генератора псевдослучайных равномерно распределенных чисел соединены с соответствующими вкодами второй группы входов блока умножения, выходы которого соединены с информационными входами второго регистра, вход синхрониза.ции которого соединен с выходом ,первого элемента задержки.!!92121

Изобретение относится к импульсной технике.

Це 1ь 11зобретенкя — повышение точности Воспроизведения распределения формируемых последовательностей H C Е.11

На фиг.! предста)3лена функциональ ная схема ге13ераторя пс..ндослучайных

HHcел; ня фкг.2 — вре, .нные диаграммы его работы; на фиг.З вЂ” пример конкреTHQI Гзыполнения генератогя псендослучайньсх равномерно распредс.ленных чисел.

l å,ерятор псевдослучайных чисел (фк1,1 содержит генератор 1 тактовь>х импульсон, ге 3ератор 2 псевдос 1у 1яйных Г)а)зномс рно распределенных чисе)1, первый 3, Второй 4 элеме1 т. задe;mKH, блок 5 умножения, второй рег11стр 6, пер13ый pl.>гистр 7, схему 8 ссрявненкя, )лемент И-11Е 9, счс тчик 10, третий регистр 11, тре— ткй; 11 ler!7 . 3 «1;Iе)«)жки 2 . 1«ь)ход 1 вне р:Topa T;;!<товых импульсов соединен с 13хosrr)! .генератора 2 псендослучяйных р«к>номерно распределсшсых чк— сpл,„выходы которо) О соединены

I p)s I1IOH ВХOpC 13 б)10к«1 5 >>>11ножен11 31, >3ь)хoдь1 кот О роге со« .Дик ены; 13 хо сами

: торо)0 регистра 6, 1311хо Lr) котирог0

COeД11«1ЕHÛ С 1 P ) ПГ!ОИ 13XOSl01> СХС. МЫ

»

Й сРа1331е)1и.l > 13!>IKo)1, КоТ01 Ои > с PP. 3

-3Jieмент 1 ; — I!E: 9 coejqH»е): с устeiro13— лен1,>1»1 13 хо гсОм E Topor Î ре Г ис т>)я 6 >

13хоцом сгосхрон)-:зацик тре", ьегo регистр;1 ll,. через т»еткй элемент

3 >Jeржки 1 . с 13xo,>",Oê установки счеYHHKH l О, Jrblxo !J>i KoTol3()I с) сосди— ноны с 13ходамк грет не: о регкс тря 1, ВЫХ03!. 1 erIPР«1ТОР 1 I «IKTОВЬЗХ J!31

Eryль сo)> сОс!дине Ir c с 1) ным 3 J!Ci .« нтлм за;1..1"ær>и .-, ВыхОД KÎToPO! О соеДКнeH с входом скнхрснизации второго регистра 6 к .-;ерез второй элемент задержки -4 — с входом элемента И-1!Е 9, Выходяl и" ðâîã0 регистра 7 сосдкне11ы с группок Входсн схемы 8 сравнения, выходы второго регистра h соединены группой входов блока 5 умножения выход генератора тактовых кмпульсов соединен с Входом скнхронизяцик счетчика 10.

Г":íåðàòîð 2 псевдослучайных равHoIMcрно ряс:пределенных чисел (фиг.З) состоит кз двух генераторов !"! 130следо13ятельностей (регистры 13 и 14 с;,1вкгя, элсменты И11И-HE 15,16, «,у3««3,«q g 0 р; 1 ) 7 H 1 с) 110 мс)Ду.rr>) ДВГ1 ) элементы ИЛИ 19,20 соответственно ), ныходы которых объединяются соответствуюц)им образом через сумматоры 21 по модулю два.

Генератор псевдослучайных чисел работает следующим образом.

Импульсом с элемента И-НЕ 9 (фиг,2 >в ) регистр б и счетчик 10 устанавливаются в исходное состоя1О ние. При этом на первой группе входов блока 5 умножения устанавливается двоичное число 0 111 1, а в счетчик 10 записывается двоичное число 1!1,...,1. Следующим тактовым импульсом (фиг.2а) генератора 1 на выходах генератора 2 устанавливается число ссс), которое умножается в блоке 5 умножения на число, находящееся íà перву группе его входов.

Результа1 умножения (Ir)HI .2б ) запись!— вается в регистр б. Далее, в схеме

Я сравнения осуществляется сравнение числа регистра 6 с числом E, ", предварительно записанным н двоичном коде в регистр 7. Если при этом неравенство с»- с е не выполняется, то ня выходе элемента И-11Е 9 сигнал

07 сутствует, и под действием тактового импульса генератора 1 счетчик 10 переходит (фиг.2 г ) из состояния

11,...,! н состояние ОО,...,С, которое не записывается в регистр 11.

ЕЕрН Выполненки неравенства кq(с.

-Л выходным импульсом элемента И-1!Е 9 н регистр 11 записывается (фкг.2д )

-IHcsro 0E),, О, которое является очередной реализацией потока пуассоновсккх rHcesr, а счетчик 10 и регHcòр 6 вновь устанавливаются висходное состояние.

Под дейс TIJHeM следующего импульса генератора 1 в блоке 5 умножения происходит умножение числа с3.,„на число 3и результат умножения вновь сравнквается с заданным значением величины р . 1!ри этом в счетчик 10 записывается чи«сло 00,...,0!. указанный процесс продолжается

5Q до тех пор, пока произведение 6.o Ы„»

h,, не станет меньшим величины

Тогда Hа выходе элемента

И-EEE 9 появляется сигнал, разрешающий запись В регистр ll из счетчика 10

Я случайного числа Н= и, которое является очередной реализацией последовательности чксел, распределенных по закону Пуассона с параметром з 11921

При этом выходным сигналом элемента И-НЕ 9 счетчик 10 и регистр 6 устанавливаются в исходное состояние,.

Далее описанный выше процесс многократно повторяется. 5

В данном устройстве погрешность воспроизведения закона Пуассона с заданным параметром 71обусловливается лишь ограниченной разрядностью 10 генератора 2, блока 5 умножения, 21 4 регистров 6 и 7 и схемы 8 сравнения, т.е. погрешностью округления. Напри.мер для = 10 и -- = 10 требуемое

ЬЛ -3

Э

Л.количество разрядов равно 20,а для

Л = 0,1 и — = 10 требуемое коли-3 чество разрядов равно 14.

Емкость счетчика 10 следует выби рать из условия, чтобы между двумя смежными импульсами начальной установки он не успевал переполниться.

1192! 21

II92121