Генератор случайных чисел

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении имитационномоделирующей аппаратуры. Цель изобретения - увеличение периода генерируемых Jчисел, а также улучшение их вероятностных свойств. Генератор содержит генетатор 1 тактовых импульсов , двоичный счетчик- 2, генератор 3 импульсов считывания, группу из та генераторов импульсов 4, группу из m умножителей частоты 5 с переменным коэффициентом умножения , элемент ИЛИ 6, группу из m регистров 7. Поставленная цель достигается за счет введения новых блоков с соответствующими связями. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5135 G 06 F 7/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4400026/24 (22) 30.03.88 (46) 28.02.91. Бюл. Р 8 (71) Рыбинский авиационный технологический институт (72) В.В.10дин и А.Н.Кириллин (53) 681.3(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1095176, кл. G 06 F 7/58, 1983.

Гладкий В.С. Вероятностные вычислительные модели. — М.: Наука, 1973, с.58. (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь..Я0„„1631540 А 1 зовано при построении имитационномоделирующей аппаратуры. Цель изобретения — увеличение периода генерируемых чисел, а также улучшение их вероятностных свойств. Генератор содержит генетатор 1 тактовых импульсов, двоичный счетчик- 2, генератор .

3 импульсов считывания, группу из m генераторов импульсов 4, группу из

m умножителей частоты 5 с переменным коэффициентом умножения, элемент ИЛИ 6, группу из m регистров

7. Поставленная цель достигается за счет введения новых блоков с соот ветствующими связями. 1 ил.

1631540

+ Х„Й (mod2 ) „

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении имитационно--моделирующей аппаратуры.

Цель изобретения — увеличение периода генерируемых чисел, а также улучшение их вероятностных свойств: равномерности одновременного распределения вероятностей, некоррелированности соседних значений.

На чертеже изображена структурная схема генератора.

Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, двоичный счетчик 2, генератор 3 импульсов считывания, группу из m генераторов 4 импульсов, группу из m умножителей

5 частоты с переменным коэффициентом умножения, элемент ИЛИ 6, груп- 20 пу из ш регистров 7.

Генератор работает следующим образом.

К началу очередного цикла в m регистрах группы регистров 7 хранятся 25 некоторые двоичные k-разрядные числа; Х вЂ” в регистре 7„„, Х „, — в регистре 7„,,и т.д., Х„Г в регистре

7 . Эти числа задают коэффициенты умножения умножителей 5 частоты, на . информационные входы которых поступают импульсы от генераторов 4 импульсов с частотой f от генератора 4,, с частотой f< от генератора

4 и т.д., с частотой Е„< от генера тора 4 . Так как выходы всех делителей частоты соединены с входами схемы ИЛИ 6, на один из входов которой подаются также импульсы с частотой f от генератора тактовых . 40 импульсов 1, на выходе элемента ИЛИ образуется последовательность импульсов, средняя частота следования которых приближенно ранна .ФfÎ+ ХП.1 f i + Хя+ -1 f +

Импульсы с выхода элемента ИЛИ поступают на. счетный вход k-разряд50 ного двоичного счетчика, вызывая его многократное переполнение. Цикл генерации очередного случайного числа продолжается до момента прихода импульса от генератора импульсов счи55 тывания. По этому импульсу, содержимое регистра 7 переписывается в регистр 7, содержимое которого переписывается в регистр 79 и т.д.

Р в регистре 7 оказывается число из регистра 7„,; это число Х„,является очередным выходным числом генератора случайных чисел; в регистр 7 записывается число Х „, отвечающее текущему содержимому счетчика 2.

На этом данный цикл генерации случайного числа заканчивается и начинает) ся новый, аналогичный предыдущему.

В данном генераторе фактически применяется комбинация двух известных методов генерации случайных чисел: метод пересчета последовательности импульсов за некоторый интервал времени, базирующийся на использовании естественной нестабильности. генераторов импульсов, и смешанный конгруэнтный метод, поскольку число

Х +щ определяется соотношением

Х t1+m Еo + ХпФФ „Е4 +

+ Xn+ m2 f 2. + + X h+ i Е N „+

Данное обстоятельство приводит к увеличению периода генерируемых случайных. чисел и улучшению их вероятностных свойств. При этом частоты

f, f 1.. ° ..f„„, должны быть различными и соотноситься как простые числа, частота импульсов генератора им пульсов считывания должна быть много меньше средней частоты импульсов на выходе схемы ИЛИ, разрядность счетчика и регистров должна быть выбрана не слишком большой, так чтобы в каждом цикле работы имело место многократное переполнение счетчика.

Вероятностные свойства случайных чисел, получаемых с помощью данного генератора,исследовались мето-дом статического моделирования при следующих условиях m = 4, k = 10.

Моделирование показало, что период генерируемых случайных чисел очень велик (по крайней мере более 10 чисел); числа практически некоррели-! рованы и подчиняются равномерному распределению вероятностей.

Формула изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, генератор импульсов считывания, о т л и ч а ю щ и й1631540 6 рого соединены с информационными вхо-. дами первого регистра группы, разрядные выходы -го регистра группы соединены с информационными входами (j+1)-ro (где j 1,2,...,m-1) регистра группы и разрядным входом задания коэффициента умножения умножителя частоты группы, информационные выходы m-го реГистра группы являются разрядным выходом генератора и соединены с разрядным входом задания коэффициента умножения m-ro умножителя частоты группы, выход генератора импульсов считывания соединен с входами управления считыванием-записью регистров группы. с я тем, что, с целью увеличения периода генерируемых чисел, в него введены группа из m (где m = 1,2...) генераторов импульсов, группа из m умножителей частоты с переменным коэффициентом умножения, элемент ИЛИ, группа из m регистров, причем выход

i-ro генератора импульсов группы (i = 1,2,...,m) соединен с информационным входом 1-го умножителя частоты группы, выходы всех умножителей частоты группы и генератора тактовых импульсов соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом двоичного счетчика, разрядные выходы котоI

Составитель Г.Филаретов

Техред JI.Ñåðäþêîâà Корректор Т.Палий

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 547 Тираж 389 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101