Генератор случайных и псевдослучайных чисел

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) 01), 151) 4 06 F 7 58

ООс053й ц ! ,t3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3772872/24-24 (22) 16.07.84 (46). 07.12.85 Бюл. У 45 (71) Казанский ордена Трудового Красного Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт ии.А.H.Туполева (72) Н.Н.Сергеев (53) 68.1.325(088.8) (56) Федоров Р.Ф., Яковлев В.В. Стохастические вычислительные машины."

Л.: Машиностроение, 1974, стр,78

Авторское свидетельство СССР

Ф 436340, кл. G 06 F 7/58, 1972. (54) (57) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ И ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ, содержащий группу регистров сдвига, генератор тактовых импульсов, первую группу сумматоров по модулю два, выходы ig-го (1 =1,п - 1, nq, — число разрядов каждого q-ro регистра сдвига группы) и и -го разрядов каждого регистра сдвйга группы (q = 1,m, m — число регистров сдвига группы) соединены соо гветственно с первым и вторым входами соответствующего сумматора по .модулю

I два первой группы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит группу генераторов импульсов, мультиплексор, группу элементов ИЛИ, вторую группу сумматоров по модулю два, регистр памяти и группу элементов

ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов ИЛИ группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих сумматоров по модулю два первой группы, а выходы элементов

ИЛИ группы соединены с информацион-ными входами соответствующих регистров сдвига группы, синхронизирующие входы которых подключены к соответствующим выходаи мультиплексора, первая группа информационных входов которого соединена с выходами генераторов импульсов, первый управляющий вход мультиплексора является входом задания режима "случайные числа" генератора, второй — входои задания режима "псевдослучайные числа гекератора, выходои которого являются выходы разрядов регистра памяти, выход генератора тактовых импульсов соединен с второй группой информационных входов мультиплексора и с синхронизирующим входом регистра памяти, входы разрядов которого подключены к выходам соответствующих сумматоров по модулю два второй группы, выходы разрядов каждого регистра сдвига группы соединены с соответствующими входами соответствующего элемента ИЛИ-НЕ группы, выход j -ro разряда (j = 1,n ) каждого q-горегистра сдвйга группы соединен с соответствующим входом -го сумматора по модулю два второй группы (l„ 1,k, K — число сумматоров второй группы).

1 119668

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано для вероятностного моделирования на вычислительных машинах.

Цель изобретения — расширение функциональных. возможностей устройства за счет введения режима генерирования случайных чисел, а также nol вЫшение точности работы устройства.

На чертеже приведена блок-схема 1р генератора.

Генератор содержит группу генераторов 1,1 ° ° °, 1 импульсов, 1» 2 типле ксор 2, группу регистров 3,, 3?,...» 3 сдвига с сумматорами д 4., » 4 » ..., 4„по модулю два в цепях . обратных связей, группу многовходовых сумматоров 5,, 5 » ..., 5, по модулю два, регистр Ь, генератор 7 тактовых импульсов, группу элементов ИЛИ

8„, 8, ..., 8„ „, группу многовходовых элемейтов ИЛИ-НЕ 9„, 9, ..., 9 „ группу разрядных выходов 10 генератора, входы настройки 11,и 12 генерато-. ра. ?S

Генератор работает следующим образом.

При работе в псевдослучайном режиме на вход 11 подается "Лог.О", а на вход 12 — "Лог.1". На всех выходах мультиплексора 2 присутствует последовательность тактовых импульсов, формируемая генератором 7 тактовых импульсов. Последовательность тактовых импульсов, поступая на 3S синхровходы всех регистров 3„, 3

3 сдвига, обуславливает синхронность работы всех генераторов

М-последовательностей на .регистрах сдвига 3, 3, ..., 3 с сумматорами <0

4,, 4,..., 4> по модулю два в цепях обратных связей. На входы многовходовых сумматоров 5 ° 5»»...»5 по модулю два поступают сийхронные псевдослучайные последовательности с разных выходов регистров 3„, 3

3„, сдвига, следовательно на выходах многовходовых сумматоров 51» ,5, ° ., 5 по модулю два будут. разво-; рачиваться статистически независимые эО псевдослучайные последовательности.

С приходом очередного тактового импульса в регистр 6 заносится псевдослучайное. число, разряды которого формируются из статистически неэави- SS симых псевдослучайных последовательностей с выходов многовходовых сум.маторов 5„, 5»» ..., 5„по модулю два.

62 2

Каждое .очередное псевдослучайное число хранится в регистре 6, присутствует на группе выходов 10 в течение одного такта и обновляется с приходом следующего тактового импульса, При работе устройства в случайном режиме на вход 11 подается

"Лог. 1", а на вход 12 — "Лог.О". При этом на синхровход каждого регистра сдвига 3 поступает последовательность импульсов с выхода генератора.

1 импульсов. Каждый регистр 3 сдвига с сумматором 4 по модулю два формирует асинхронную д -последовательность, т.е. последовательность, у которой длительности импульса и паузы определяются периодом последовательности генератора 1 импульсов, моменты появления импульса или паузы определяются фазой последовательности генератора импульсов °

Периоды последовательностей, формируемые генераторами 1„, 1

1 импульсов, взаимно флуктуируют.

Поэтому асинхронные М -последовательности, генерируемые регистрами 3„, 3» »...» Зм сдвига с сумматорами йо модулю два 4„, 4?,..., 4„,в цепях.. обратных связей, также взаимно флуктуируют. Результатом суммирования ао модулю .два блоком 5 независимых асинхронных и взаимно флуктуирующих м-последовательностей является асинхронный широкополосный процесс с

Е-образной автокорреляционной функцией. Так как на входы сумматоров

5„, 5, ..., 5„ по модулю два поступают м -последовательности с разных разрядов регистров 3„, 3, ..., Зм сдвига, то на выходах сумматоров 5,, 5, ..., 5„ по модулю два Формируются вэаимйо некоррелированные асинхронные случайные процессы. С приходом очередного тактового импульса с выхода генератора 7 тактовых импульсов в каждом разряде регистра 6 фор- мируется и запоминается на такт случайная цифра. Случайное число поступает с выходов регистра 6 на группу выходов 10 генератора.

Работа каждого регистра 3 сдвига группы защищена от возможности sos- никновения статически устойчивых состояний (обнуления) как в случайном, так и в псевдослучайном режимах. Так, если в силу каких-либо причин регистр 3 группы установится

Составитель А. Кар асов

Редактор И.Дербак ТехредЛ.Мартяошва Корректор М.Максимишинец.

ЮВ

Заказ 7564/47 Тираж 709 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 э 11968 в состояние "000 ° ..0", то на выходе многовходового элемента ИЛИ-HE 9 группы появится уровень "Лог.1", а следовательно, и на выходе элемента

ИЛИ 8 группы появится уровень "Лог.1 .

Поэтому в следующий такт регистр 3 сдвига группы установится в состоя62 4 ние "1000...0" и сохранит нормальное функционирование.

При подаче на входы 11 и 12 комбинации логических сигналов "00" и

" 11" устройство позволяет осуществлять контрольно-диагностические операции. Этирежимы являютсянерабочими.