Генератор случайных чисел

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для получения случайных чисел из класса распределений с ограниченным максимальным значением плотности распределения вероятностей. Цель изобретения является повышение быстродействия. Для этого в генератор введены генератор 1 тактовых импульсов, умножители 7 и 12, вычислитель 13, блок 14 элементов задержки и сумматор 8, с помощью которых формируется случайное число с законом распределения, определяемым конфигурацией порождающей области. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1580358

А1 (5))5 G 06 F 7/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4485755/24-24 (22) 22. 09.88 (46) 23. 07. 90. Бюл. й- 27 (72) В. Ю,Анисимов, И. Х. Галимзянов, В. В, Тищенко и А. Г. Шевчик

{ 53) 681. 3 (088. 8)

{56) Авторское свидетельство СССР

У 1179331, кл. G 06 F 7/58, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1410026, кл. G 06 Р 7/58, 1986. (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь2 зовано для получения случайных чисел из класса распределений с ограниченным максимальным значением плотности распределения вероятностей. Целью изобретения является повышение быстродействия, Для этого в генератор введены генератор 1 тактовых импульсов, умножители ? и 12, вычитатель 13, блок 14 элементов задержки и сумматор

8, с помощью которых формируется случайное число с законом распределения, определяемым конфигурацией порождающей области. 1 ил.

1 580358

at(x1

1 dy при х <хо ак () м"" ()

1 (х1

1 dy

Е Э макс() ""tt (y(x) при х )хо э

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для получения случайных чисел из класса распределений с ограничен5 ным максимальным значением плотности распределения вероятностей.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На чертеже представлена структурная схема генератора.

Генератор случайных чисел содержит генератор 1 тактовых импульсов, датчик 2 равномерно распределенных случайных. чисел, блок 3 элементов,.И, де- 15 литель 4, дешифратор 5, блок 6 памяти, умножитель 7, сумматор 8, датчик 9 равномерно распределенных случайных чисел, блок 10 элементов задержки, блок 11 памяти, умножитель 12, вычитатель 13, элемент 14 задержки, регистр 15 памяти, блок 16 элементов И.

Генератор работает следующим образом.

При включении генератора запуска†25 ется генератор 1 тактовых импульсов, импульсный сигнал с выхода которого поступает на входы первого 2 и второ— го 9 датчиков случайных чисел, а также элемента 14 задержки. По переднему фронту импульса генератора тактовых импульсов происходит сброс датчиков случайных чисел и переход их в новое состояние, а по заднему снимается сигнал с выходов датчиков. Сфорйи35 рованное датчиком 2 число У, равномерно распределенное в интервале (О,1), поступает через открытый к этому времени блок 3 элементов И на первую группу входов делителя 4, на вторую группу входов .которого (одновременно с ч ислом У) ч е ре з о тк рытый блок 1 6 эле ментов И поступает с группы выходов регистра 15 памяти предварительно записанное в него число 4 1у. 45

Сформированное датчиком 9 число Х, равномерно распределенное в интервале (О, 1), поступает через вычитатель

13, другой вход которого является шиной задания сигнала, соответствующего единице, на вход умножителя 7, а через блок 10 элементов задержки, необходимый для задержки сигнала на время длительности переходных. процессов в вычитателе 13, на вход умножителя 1 2. В делителе 4 формируется

Y число у = —, Результат деления (у)

dy в виде целого числа поступает на группу входов дешифратора 5, в результате чего подается сигнал на адресные входы блоков памяти, В ячейки памяти первого блока 6 памяти (как в регистр

15) предварительно записывают значения левой границы порождающей обласПАНН МИ И . МИН ти x„,,х, x °, а в регистры

1,с второго блока 11 памяти — значения правой границы порождающей области макс

l шаг ов диск р е тиос ти.

Таким образом, с соответствующих ячеек памяти. блоков 6 и 11 значения мин макс записанных в них чисел .(х ., х ) .1 поступают на первые входы первого 7 и второго 12 умножителей соответственно. С выходов первого 7 и второго

1 2 умножителей числа . Х: х м " и (1-Х)» макс .1. к хм поступают на соответствующие информационные входы сумматора 8. На. выходе блока 8 сложения формируется

Мик случайное число Z = Х "х. и (1-Х)tt— макс

3 х х м"" с законом распределения, оп1 ределяемым конфигурацией порождающей области. !

Действительно, если сгенерировать два случайных числа У, равномерно распределенное от О до 1, и Х, равномерно распределенное на отрезке(х (Y)

I хм" к (Y)), определяемым как сечение линией уровня у = Y порождающей области С, границы которой определяются условием (y

1580358 6

1 1 п . мак мин х. — х

1 i

= Ч(х. ) 1 (2) (х . ).

1 ма кс MM8 х — х

1 1

ЗО

Формула изобретения

Составитель Д.Феликсон

Редактор Г.Гербер Техред А.Кравчук Корректор Т. Палий

Заказ 2013 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101 где х (у) = g (у) — правая гранима кс

2 ца; хм""(у) = g (у) — левая грани—

1 ца; 5 — нормиров очный коэффициент.

При заданной плотности q (õ), используя выражение (1), можно определить вид функций g (х) и g<(x). Для определения дискретных значений (х мйй х ), записываемых в блоки 6 и 11 памяти генератора, используется рекуррентная процедура, основанная на последовательном решении системы нелинейных уравнений вида

Таким образом, на каждом шаге ре-. шается два нелинейных уравнения и методом итерации определяются значения правой и левой границ порождающей области С. Единственным ограничением являются условия ограниченности максимального значения функции (х).

Генератор случайных чисел, содер- 35 жащий первый и второй датчики равно мерно распределенных случайных чисел, элемент задержки, первый и второй блоки элементов И, первый и второй блоки памя ти, регистр памяти, делитель и дешиф — "0 ратор, причем выход элемента задержки соединен с управляющими входами первого и второго блоков элементов И, выход первого датчика равномерно распределенных случайных чисел соединен с информационным входом первого блока элементов И, выход ко то рого соединен с входом делимого делителя, вход делителя которого соединен с выходом второго блока элементов И, информационный вход которого соединен с информационным выходом регистра памяти, выход делителя соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с адресными входами первого и второго блоков памяти, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два умножителя, генератор тактовых импульсов, вычитатель, блок элементов задержки и сумматор, причем вход опроса генератора является входом запуска генератора тактовых импульсов, выход ,которого соединен с входом элемента задержки, с входом опроса первого датчика равномерно распределенных случайных чисел и с входом опроса второго датчика равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соединен с входом вычитаемого вычитателя и с входом блока элементов задержки, выход которого соединен с входом первого сомножителя первого умножителя., вход уменьшаемого вычитателя соединен с шиной задания константы, выход вычитателя соединен с входом первогосомножителя второго умножителя, вход второго сомножителя которого соединен с выходом второго блока памяти, выход второго умножителя соединен с входом первого слагаемого сумматора,. вход второго слагаемого которого соединен с выходом первого умножителя, вход второго сомножителя которого соединен с выходом второго блока памяти, выход сумматора является информацио иным выходом г е не ра то ра .