Генератор случайных чисел

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться для формирования случайных чисел, Цель изобретения - генерирование случайных чисел с логарифмическим распределением. Импульсы от ГТИ 1, подсчитанные счетчиком 3, задают диапазон возможных значений случайных чисел. Случайное число, выработанное датчиком 9 чисел с равномерным распределением, поступает на блок 10 ранжирования, который используется для выделения случайного числа, на другой вход которого поступает совокупность сигналов с выхода первого регистра 6. Сформированное значение случайной величины с логарифмическим распределением заносится во второй регистр 11. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 F 7/58

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4860075/24 (22) 14.08.90 (46) 23.07.93. Бюл. ¹ 27 (72) В.Н.Башлыков и Э.В.Борисов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1314339, кл. Н 06 F 7/56, 1986 (прототип). (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться для формирования случайных чисел. Цель изобретения — генерирование случайных чисел с логарифмическим распределением... Ж 1829032 А1

Импульсы от ГТИ 1, подсчитанные счетчиком 3, задают диапазон возможных значений случайных чисел. Случайное число, выработанное датчиком 9 чисел с равномерным распределением, поступает на блок 10 ранжирования, который используется для выделения случайного числа, на другой вход которого поступает совокупность сигналов с выхода первого регистра 6. Сформированное значение случайной величины с логарифмическим распределением заносится во второй регистр 11. 2 ил.

1829032

35 у; FK У Р(К)- К;

55 р К

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для генерации чисел с логарифмическим распределением.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема генератора случайных чисел, на фиг. 2 — блок выделения случайного числа.

Генератор случайных чисел содержит последовательно соединенные ГТИ 1, первый элемент 2, счетчик 3, блок4 вычисления вероятностей, сумматор 5, первый регистр

6, блок 7 сравнения, второй элемент И 8, датчик 9 чисел с равномерным распределением, блок 10 выделения случайного числа и второй регистр 11, последовательно соединенные первый элемент задержки 12, вход которого соединен с выходом первого элемента И 2, и второй элемент задержки

13, выход которого соединен с управляющим входом первого регистра 6, а также последовательно соединенные третий элемент задержки 14, вход которого соединен с выходом второго элемента И 8. и четвертый элемент задержки 15, выход которого соединен с входами установки в ноль счетчика 3 и сумматора 5.

Блок 4 выполнен в виде ПЗУ, работающего в режиме считывания, Информация о программировании ПЗУ представлена ниже. Сумматор 5 выполнен в виде сумматора — накопителя, первый регистр 6 выполнен в виде параллельного регистра сдвига.

Блок 10 ранжирования выделения случайного числа (фиг, 2) содержит блоки

16-1...16-п сравнения и блоки 17-1...17-(n-1) элементов И, где n — число ячеек первого регистра 6, определяемое максимально ожидаемым числом значащих отсчетов функции распределения, Работает генератор случайных чисел следующим образом.

В исходном состоянии блоки 3,5,6,11 обнулены.

При подаче импульса запуска на вход

ГТИ 1 от вырабатывает последовательность импульсов, которые через открытый первый элемент И 2 поступают на вход счетчика 3, формирующий числа К=1,2,... По каждому числу в блоке 4 вырабагываются частные вероятности где P — параметр логарифмического распределения, После задержки в первом элементе задержки 12 на время переходных процессов в блоках 3, 4 импульсом с выхода первого элемента И 2 в сумматор 5 заносится величина Р(1), По мере изменения состояния счетчика

3, сформированные в блоке 4 вероятности складываются в сумматоре 5 и частные суммы, начиная с величины Р(1) заносятся в первый регистр б, являющийся параллельным сдвиговым регистром, Сдвиг информации и запись в первый регистр 6 производится по импульсам с выхода второго элемента задержки 13, где сигнал задерживается на время переходных процессов в сумматоре 5.

Поступающие на вход первого регистра б числа А сравниваются в блоке 7 сравнения с числом, близким к единице В=1- е, где е >

> О,я«1.

При выполнении соотношения A < В сигналы на выходах блока 7 сравнения меняются на обратные. Поэтому поступление импульсов на вход счетчика 3 прекращается и очередной импульс с выхода ГТИ 1 через открытый второй элемент И 8 поступает на вход опроса датчика 9, сигнал д выхода которого поступает на вход блока 10, на другой вход которого поступает вся совокупность сигналов с выхода первого регистра б, В блоке 10 на основании решения уравнения определяется возможное значснле случайного числа К;, имеющее логарифмическое распределение, Значение К записываешься импульсом с выхода третьего элемента задержки 14, в котором он задерживается на время переходных процессов в блоках 9, 10, во второл регистр 11. Этот же импульс после задержки в четвертом элементе задержки,5 на время переходных процессов во втором регистре

11, происходит обнуление блоков 3. 5, По каждому очередному импульсу ГТИ 1 на выходе второго регистра 11 будет формироваться случайное число с логарифмическим распределением.

Блок 10 работает следующим образом.

На вход блока 16-1 и блоков 17-1...17-(п1) поступают возможнь е значения д случайного числа с равномерным распределением, К моменту стробирования второго регистра

11 на второй вход блока 16-1 и первые входы блоков 16-2...16-п поступают числа, хранящиеся в ячейках первого регистра 6. При

1829032 бт Ьола 6

Составитель В.Башлыков

Техред M. Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор Т.Иванова

Заказ 2475 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 этом от блока 16-1 до блока 16-и они подаются по убыванию своей величины, поскольку функция распределения — величина неубывающая. Если больше максимального значения функции распределения, то сигнал логической единицы появится на первом выходе блока, в противном случае откроется блок 17-1 и сравнение будет проходить в блоке 16-2 и т.д. Поэтому на выходе блока 10 в момент стробирования второго регистра 11 сигнал логической единицы будет наблюдаться на одном из выходов. Поскольку при заданных P и е заранее известно максимальное значение К, то при появлении уровня логической единицы на первом выходе означает, что именно это значение получилось в результате розыгрыша. Если на втором выходе, то на единицу меньше максимального и т.д, Таким образом на выходе блока 10 вырабатывается приведенный позиционный код возможных значений чисел с логарифмическим распределением.

Таким образом, благодаря введению дополнительных блоков и связей существенно расширяются функциональные возможности устройства, поскольку оно позволяет формировать числа с логарифмическим распределением.

Формула изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, датчик чисел с равномерным распределением и первый регистр, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования чисел с логарифмическим расп ределением, в него введены блок реагирования элемента и блок сравнения с константой, счетчик, блок памя5 ти вероятности, элементы задержки и второй регистр, выход которого соединен с первым входом блока реагирования и входом блока сравнения с константой, выход

"Больше или равно" которого соединен с

10 первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, соединенному с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу "Меньше

15 блока сравнения", а выход соединен со счетным входом счетчика, через первый элемент задержки — с тактовым входом сумматора и через второй элемент задержки — с тактовым входом второго регистра, инфор20 мационный вход которого подключен к выходу сумматора, выход первого элемента И соединен со входом запуска датчика чисел с равномерным распределением, через третий элемент задержки — с тактовым входом

25 первого регистра и через четвертый элемент задержки — с входами обнуления сумматора и счетчика, выход которого подключен к адресному входу блока памяти вероятностей, выход которого соединен с информацион30 ным входом сумматора, выход датчика чисел с равномерным распределением подключен к второму входу блока распределения, выход которого соединен с информационным входом первого регистра, выход

35 которого является выходом генератора.