Генератор псевдослучайных чисел

 

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - повышение надежности работы генератора. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, регистр 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, мультиплексоры 4.1-4.h. Для достижения поставленной цели в генератор введены формирователи 5, 6 и 7 импульсов , регистры 8 и 9 сдвига, счетчик 10, дешифратор 11, группа сумматоров 12 по модулю два, группа элементов И 13, коммутатор 14 и регистр 15 с образованием новых связей между элементами устройства. 3 ил.

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5д < Н 03 К 3/84

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ФЛ11 у 1 3" Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3818190/24-21 (22) 27,11.84 (46 07.09.86. Бюл. ¹ 33 (71) Кировский политехнический институт. (72) В.Г.Ланских, В,В.Сумин и А.M.Ëàíñêèõ (53) 621.373(088.8) (56) Яковлев В.В., федоров Р.Ф. Стохастические вычислительные машины.

Л.: Машиностроение, 1974, с. 344.

Авторское свидетельство СССР № 602975, кл. Н 03 К 3/84, 1976.

SU 1256159 А 1 (54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к импульсной технике, Цель изобретения — повышение надежности работы генератора.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, регистр 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, мультиплексоры 4.1-4,е. Для достижения псставленной цели в генератор введены формирователи 5, 6 и 7 импульсов, регистры 8 и 9 сдвига, счетчик

10, дешифратор 11, группа сумматоров

12 по модулю два, группа элементов

И 13, коммутатор 14 и регистр 15 с образованием новых связей между элементами устройства. 3 ил.

56159

1 12

Изобретение относится к импульсной технике.

Цель изобретения — повышение надежности генератора псевдослучайных чисел.

На фиг. 1 представлена структурная схема генератора псевдослучайных чисел; на фиг. 2 — таблица последовательности состояний разрядов регистров сдвига; на фиг. 3 — таблица последовательности состояний разрядов регистра.

Генератор псевдослучайных чисел содержит генератор 1 тактовых импульсов, выход которого соединен с входами делителя 2 частоты и регистра 3 сдвига с сумматором по модулю .два в цепи обратной связи, выходы которого соединены с информационными входами мультиплексоров 4.1-4., первый 5, второй 6 и третий 7 формирователи импульсов, первый 8 и второй 9 регистры сдвига, счетчик 10, дешифратор ll группу !2 сумматоров по модулю два, группу 13 элементов

И, коммутатор 14 и. регистр 15, соответствующие выходы которого соединены с входами управления соответствующих мультиплексоров 4.1-4.п и первой группой входов коммутатора 14, выходы которого соединены с информационными входами регистра 15, соотI ветствующие входы синхронизации которого соединены с соответствующими выходами группы 13 элементов И, первые входы которых соединены с соответствующими выходами группы 12 сумматоров по модулю два, первые входы которых соединены с соответствующими выходами первого регистра 8 сдвига и соответствующими входами второй группы входов коммутатора 14, соответствующие входы третьей группы входов которого соединены с вторыми входами соответствующих сумматоров по модулю два группы 12 и выходами второго регистра 9 сдвига. Первый вход регистра 9 соединен с первым входом первого регистра 8 сдвига и выходом второго формирователя 6 импульсов, вход которого соединен с выходом дешифратора 11 и входом третьего формирователя 7 импульсов, выход которого соединен с первым входом счетчика 10 и вторыми входами первого регистра 8 сдвига и второго регистра 9 сдвига, вход синхронизации которого соединен с вторым

fO

55 входом счетчика 10, входом синхронизации первого регистра 8 сдвига и выходом первого формирователя 5 импульсов, вход которого соединен с выходом делителя 2 частоты и вторыми входами элементов И группы 13.

Выходы счетчика. 10 соединены с входами дешифратора 11.

Генератор псевдослучайных чисел работает следующим образом, В исходном состоянии в регистр 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи занесено произвольное (ненулевое), число, де— литель ? частоты и счетчик 10 уста-, новлены в нулевое состояние. Для

h=4 регистр 15 установлен в состояние 01100000, регистр 8 сдвига — в состояние 0011, регистр 9 сдвига— в состояние 0101 (цепи начальной установки не показаны). Такое состояние разрядов регистра 15 обеспе-. чивает прохождение сигналов с выходов разрядов регистра 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи на выход устройства.

Под действием импульсов с выхода генератора 1 тактовых импульсов происходит генерирование псевдослучайных чисел регистром 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи. После формирования и

2 -i чисел (п — разрядность регистра 3 сдвига) регистр 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи возвращается в исходное состояние, а с выхода делителя 2 .частоты на вторые входы элементов И группы 13 поступает сигнал. Прохождение сигнала через. элементы И группы 13 определяется состоянием соответствующих разрядов регистров 8 и

9 сдвига, анализируемым сумматорами по модулю два группы 12. Для =4 и указанного выше состояния разрядов регистров 8 и 9 сдвига сигнал с вы- хода делителя 2 частоты проходит через первый и второй элементы И группы 13 на соответствующие входы синхронизации регистра 15 и осуществляет запись в него сигналов с выходов коммутатора 14, т.е. с его первого и второго элементов коммутации.

Состояние выходов коммутатора зависит от состояния разрядов регистров 8 и 9 сдвига и в данном случае соответствует для первого элемента коммутации содержимому либо третьего

1256159 и четвертого, либо седьмого и восьмого разрядов регистра 15, а для второго элемента коммутации — содержимому либо первого и второго, либо пятого и шес"ого разрядов регистра 5

15. При указанных в строке 2 таблицы (фиг. 2) состояниях разрядов регистров 8 и 9 сдвига происходит обмен информацией между первым, вторым и третьим, четвертым разрядами соответственно регистра 15 (фиг. 3).

Таким образом, на управляющие входы мультиплексора 4,1, соединенные с выходами первого и второго разрядов регистра 15, и мультиплексора 4.2, соединенные с выходами третьего и четвертого разрядов регистра 15 подаются комбинации сигналов, указанные во второй строке таблицы фиг.3 (для мультиплексоров 4.3 и 4.4 соот — 20 ветственно). В результате в течение следующих 15 тактов работы генератора 1 тактовых импульсов выходы первого и второго разрядов регистра 3 сдвига с сумматором по модулю два в 25 цепи обратной связи скоммутированы на второй и первый выходы соответст- венно генератора псевдослучайных чисел. Задним фронтом импульса с выхода делителя 2 частоты, выделяемым формирователем 5 импульсов, производится сдвиг информации в регистрах

8 и 9 сдвига в соответствии с второй строкой таблицы (фиг, 2), где стрелками указано направление смены информации ° Новое состояние регистров 8 и 9 сдвига подготавливает третий цикл работы генератора псевдослучайных чисел, в котором выходы первого, второго и третьего разрядов регистра 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи коммутируются на третий, перв: и и второй выходы соответственно устройства, т.е. обеспечивается генерация чисел с порядком 2, 3, 1, 4 следования разрядов. Перестановки разрядов регистра 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи показаны в скобках таблицы (фиг. 3). 50

Описанным образом устройство работает 1 1 циклов. Для 12-го цикла эта последовательность нарушается, так как (строки 12 и 13, фиг. 3) необходимо произвести перестановку 55 сразу всех. разрядов числа. Поэтому по поступлении 11-го импульса с выхода делителя 2 частоты (12-й цикл работы) на вход счетчика 10 на выхо де дешифратора 11 появляется сигнал, который обеспечивает запуск формирователя 6 импульсов, сигнал с выхода которого производит установку второго разряда регистра 9 двига и третьего разряда регистра 8 сдвига в единичное состояние (строка 12, фиг. 2). После этого цикла осуществляется перестановка в каждом цикле только двух разрядов. Сигнал на выходе дешифратора ll меняется, запускается формирователь 7 импульсов, устанавливающий сигналом своего выхода третий разряд второго регистра

9 сдвига и четвертый разряд первого регистра 8 сдвига в нулевое состояние, а также обнуляющий счетчик 10.

Далее перестановка 4-х разрядов сразу осуществляется после 24-го цикла работы (т.е. п =24 цикла) и начинается новый цикл работы устройства, аналогичный описанному (строки 1-24, фиг. 3).

Таким образом, генератор псевдослучайных чисел формчрует последовательность псевдослучайных чисел с периодом п!.(2"-1), а совокупность его блоков 5-15 обеспечивает необходимые для этого перестановки выходов разрядов регистра 3 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи на выходе устройства.

Формула и з обретения

Генератор псевдослучайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами делителя частоты и регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной, связи, выходы которого соединены с информационными входаии мультиплексоров, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности, ои содержит первый, второй и третий формирователи импульсов, первый и второй регистры сдвига, счетчик, дешифратор, группу сумматоров по модулю два, группу элементов И, коммутатор и регистр, соответствующие выходы которого соединены с входами управления соответствующих мультиплексоров и первой группой входов коммутатора, выходы которого соединены с информационными входами регистра, соответствующие входы синхронизации которого соединены

59 " 4 дом второго формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом дешифратора и входом третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом счетчика и вторыми входами первого регистра сдвига и второго регистра сдвига, вход синхронизации которого соединен с вторым входом счетчика, входом синхронизации первого регистра сдвига и выходом первого формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом делителя частоты и вторыми входами элементов И группы, выходы счетчика соединены с входами дешифратора.

12561 с соответствующими входами группы элементов И, первые входы которых соединены с соответствующими выходами группы сумматоров по модулю два, первые входы которых соединены с 5 соответствующими выходами первого регистра сдвига и соответствующими входами второй группы входов коммутатора, соответствующие входы третьей группы входов которого соединены с 10 вторыми входами соответствующих сумматоров по модулю два группы и выходами второго регистра сдвига, первый вход которого соединен с первым входом первого регистра сдвига и выхо- 15 ев,У. 4,4 4,6 А 4 токтар 15, $г ®,Ж Оу,1Хр rJ< фу

1

Р

У

Х а

Ю

У

11

1Z

17

r4

1Х

17

19

Ро

21

zz

Л

11 (4) zs 0o (r) Составитель 10.Áóðìèñòðoâ

Техред N. Ходанич Корректор И.Муска

Редактор В.Петраш

Заказ 4834/55 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

z

Р

5 а

Ю

У

Ф

rz

14

rs

1К

17

r8

1У

z0

Z1

zz

Р3

01 10 Оа оа аа 01 10 аа

О0 Оа 01 10

10 00» 00 01 . -.

01 . 10 00 00

Оо 01 10 00 аа 00 01 10

Ю go go or

0r е оа 00

0О 0r rO O0

00 OO Or rO

Г

10 . 01 110, 01

01 10 00 аа

ОО 01 rg 00

00 00 01 10

10 00 00 01

01 10 00. Оа аа 01 10 no а 00-. 01. 10

Ю К 00 01

01 ro 00 00 й7 01 10 00 аа 00 01 10

10 1011, Г10 01

3 1 3

01 10 до 00 . щч. z

Оо (1) 01 (2) 10

00 (r) rg

01 (2) rg (J) 00

01 ® Я (Х) ао (r) ye fz) rr ю (м oo (i) e

r0 (4 11 (4) 00

10 О) 11 (4) 01

00 (1) rf (4) or

11 (4) 00 (1) 01

rr (4) (г) оо

11 (4) or (г) 10

10 (3 О

10 (J) 00 11) 01

10 (1) 01 (2) 00

10 (1) or (z) 11

° 0O(r) 0r (г) 11

01 (г) 00 (f) 11

or (z) rr (4) oo

pf Р) 11 (4(rp

pp ((((((((ю

1r 4) oî (1) 10 и () 10 (х) " оа

11 (4) ro О) 01 (J) 11 (4) (J) 11 (4) (r) 11;4)

97 (1) (4) 01 (2) (4). 01 (Z) (1) 01 (z)

00 (1) . (2) rg ® (2) 10 (У) (r) -10 (S) (J) оа (1) (г) 11 (4) (Z) 11 (4) (1) rr (4) (4) 00 (1) (4) 10 (J) (4) 10 (З) (1) 10 (,У)

О) 00 (1) (Л 01 (Z) (,у) or (2) (r) or fz) (Z) o0 (1)