Генератор случайных чисел

 

О П И С А Н И Е 378827

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М0

Заявлено 29,111.1971 (Ме 1640058/18-24) с присоединением заявки 1че

Приоритет

Опубликовано 18.1V.1973. Бюллетень Хе 19

Дата опубликования описания 19.VI I.1973

М. Кл. G 06f 1/02

Комитет ло делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.325.36(088,8) Автор изобретения

В. П. Гондарев

Таганрогский радиотехнический институт

Заявитель

ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ и сложения (4) Р= ЦР, и сложения (2) Р = 1 — n(1 — Р,), с=з

F(x) = П Р,(х), т=т

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для получения случайных чисел с двоично-кодированными функциями распределения.

Известны способ и устройство для получения двоичных символов с двоична-кодированными вероятностями появления, в основу которых положены операции умножения вероятностей исходных двоичных символов, выполняемых с помощью логических операций «И», «ИЛИ» соответственно.

Цель изобретения — расширить функцио= нальные возможности устройства.

Для этого операции умножения (1) и сложения (2) вероятностей заменяют некоторыми операциями над законами распределения. В предлагаемом устройстве использованы операции умножения

5 функций распределения F;(x) исходных случайных последовательностей, выполняемых соответственно путем выбора большего или меньшего значений из исходных последовательностей. Это обеспечивает получение слу10 чайных чисел с двоично-кодированными функциями распределения, что значительно расширяет функциональные возможности известных способа и устройства, предназначенных всего лишь для получения двоичных символов

15 с двоично-кодированными вероятностями появления.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство имеет генератор

20 равномерно распределенных в интервале (О, 1) случайных чисел 1, блоки умножениясложения функций, распределения 2 — 2, 2 — тт, триггерный регистр 8 — 1, ..., 3 — и, блок преобразования интервала 4, логическую схе25 му «И», логическую схему «ИЛИ», единичные входы триггеров 7 — 1, ..., 7 — т, нулевые входы триггеров 8 и выходы генератора 9 и 10.

Генератор равномерно распределенных в интервале (О, 1) случайных чисел 1 имеет

30 шесть выходов, один из которых через управ378827 ляемую единичным выходом триггера младшего разряда 8 — 1 логическую схему «И» 5 и схему «ИЛИ» б, второй вход которой соединен с нулевым выходом триггера младшего разряда 8 — 1, подключен ко входу первого из последовательно соединенных блоков умножения-слои<ения функций распределения 2 — 2, ..., 2 — n, каждый из которых вторым входом подключен к выходу генератора равномерно распределенных чисел и управляется единичным и нулевым выходами соответствующего триггера 8 — 2, ..., 8 — и, а выход последнего блока умножения — сложения функций распределения 2 — n непосредственно и через блок преобразования интервала 4 подключен к выходам 9 и 10 генератора. Предлагаемый генератор работает следующим образом.

Функция распределения выходных случайных чисел задается разрядным двоичным числом, которое записывается в триггерный регистр 3 — 1, ..., 3 — и. Нулевые и единичные выходы триггеров 8 — 2, ..., 3 — п управляют работой блоков умножения-сложения функций распределения 2 — 2, ..., 2 — и. При эт >м блоки умнОжения-сложения функций распределения выполняют операцгпо умножения функций распределения, если управляющий триггер находится в нулевом состоянии, или операцию сложения функций распределения, если управляющий триггер находится в еди= ничном состоянии. Подключение единичного и нулевого выходов триггера младшего разряда

3 — 1 к схеме совпадения 5 и схеме сборки б обеспечивает прохождение числа с генератора равномерного распределени» па вход блока умножения-сложения функций распределения

2 — 2 при единичном состоянии триггера 8 — 1.

При нулевом состоянии триггера 8 — 1 единичный потенциал с его нулевого выхода проходит по цепи последовательно соединенных блоков умножения-сложения функций распределения, управляющие триггеры которых HHходятся в нулевых состояниях, и обеспечивает на первом же блоке умножения-сложения функций распределения, управляющий триггер которого находится в единичном состоянии, прохождение числа с генератора равномерного распределения на остальную часть схемы, где оно совместно с другими числами генератора равномерного распределения подвергается дальнейшим преобразованием по опера циям над функциями распределения.

С выхода блока умножения-сложения функций распределения 2 †получаем последовательность чисел у; с двоично-кодированной на интервале (О, 1) функций распределения..При необходимости число с интервала (О, 1) можно преобразовать на интервал (x„, х;+1). Для этого оно подается в блок преобразования интервала 4, где реализуется алгоритм х,-=х +(х„1 — х)g,, где 1 и 1 — индексы: О, 1, ... I(1 ) 5

С выхода блока преобразования интервала 4 получают последовательность чисел х; с двоично-кодированной на интервале (х,, х,+1) функцией распределения.

Предлагаемое устройство позволяет получить 2" — 1 числовых последовательностей с различными двоично-кодированными полиноминальными функциями распределения. При этом по двоичному коду, записанному в регистр 8 — 1, ..., 3 — п, можно непосредственно определить вид функции распределения выходной последовательности. Младшие разряды этого числ а до первой единицы включительно несут подготовительную нагрузку, обеспечивая лишь подачу равномерно распределенной последовательности на остальную часть схемы. Каждый из остальных разрядов должен последовательно интерпретироваться как операция умножения функций распределения, если разряд нулевой, или как операция. сложе11ия функций распределения, если разряд единичный.

Примером для функции распределения, определяемой 7-разрядным двоичным кодом

1000 100, мо кет быть формула

Р(У„„„„) = y+ у, — y, где у — фупция равпомерп распределенной на интервале (х;, х„:+1) числовой последовательности.

Нулевой код регистра 3 — 1, ..., 3 — и может использоваться для контроля работоспособности генератора. При занесении нулевого кода в этот регистр с выхода блока умножения — сложения функций распределения 2 — и должно сниматься максимально возможное

ЧИСЛО gl д

Предмет изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий блок преобразования, блоки умно>кения— сложения, логическую схему «ИЛИ», генератор равномерно распределенных случайных чисел, один из выходов которого подключен

l

378827

10 g В

Редактор И. Данилович Заказ 1982/8 Изд. № 459 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Э. Сечина

Тех ред 3. Та ранен к о

2 7-1

Корректоры: И. Божко иН.Дук