Устройство для генерирования случайных чисел с задан'ными законами распределения
!!!1430368.ОюЗ СОВетскии
СОцийлистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 03.11,72. (21) 1843495, 18-24 с присоединением заявки М— (32) Пр нор нтетв
Опубс!икова !о 30.05.74. Бюллетень М 20
Дата опубликования описан!!я 22.01.75 (51) М.Кл. G 06f 1/02
Государственно!й комитет
Совета министров СССР го делам нзооретений и аткрн!тий (53) УДК 681.326(088.8) (72) Автор изобретения
Л. Ф. Козлов (71) Заявитель
Московский ордена Трудового Красного Знамени и физический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ
ЧИСЕЛ С ЗАДАННЫМИ ЗАКОНАМИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
P (1) и! т рр
Изобретение относится к области вычислитQJIIIIoII 1 ехники и может ня!!тг! применение при вероятностном моделировании в цифровых электронных вычислительных машинах.
Известно устройство для генерирования сл „, чайных»Hcc."t (С 1) с заданныз!и заKOI13vH распределения, содержа!цее блок формирования равномерно распределенных СЧ, регистр хранения старших разрядов СЧ, генератор тактовых импульсов, счетчик тактов, дешифратор кодовlз!х комбиняци!1, дс1пифря 1 ор зякОПОВ распределения и избирательную схему, обеспечивающу!о по сип!Ялам дешифряторов гыработку рязреша1ощнх потенциалов пя входах связашь!х с пей клапнов.
Целью изобретения является уменыпснне количсства оборудовлшгя н сокрлщсннс Времени генерирования C"1.
В предлагаемом устройстве применены многоканальный генератор независимых случайных импульсных потоков и вероятностный
Вентиль (ВВ), выполненньш в виде импульсно-потснциального клапана, управляемого двоичным триггером, ня установочные входы коtopoIo подаются потоки импульсов, статистически распредсле!шых во времени.
Вероятность пропускяпия онряшивающего !!в!Пульса (Вероятность формирования едини2 цы P(1)) определяется выражением
5 где LII u lip — потоки случайных импульсов, подаьясмых на входы триггера.
Потоки нмпУльсог, Р! и ltp H ПРедлаглс;Ioii устройстве образуются путем супернозицин по-! оков i . l, Вырябатыьлем1згх многоканальным
)р tetlep3Topoit (i = з 2, 3... 5). Набор нужногп
СООТНОШСНИЯ IIOTOI РЯЗРЕНIЯ!ОЩИХ ПОТЕНЦИЯЛОВ На КЛЯПЯП1з! В СО 0 1 ВеТС ВИИ С 1"Одом, заф IliCIIpoB31! II!з1м  — 1 2р предыдущих разрядах. Использование вероятностного вснтп.тя lt многоканального генератора случайных потоков, связанных между собой коммутирующей электронной схемой, существенно упрощает схему формирования старших разрядов по методу условных Вероят!!Остей н исключает необходимость использования равномерно распределенных СЧ для формирования старших разрядов, что, в свою n»cpeäü, поззр воляст мпростнть блок выработки рлгномсрно 430368 3 распределенных СЧ. Формирование старших и младших разрядов СЧ в предлагаемом устройстве совмещено во времени, что повышает быстродействие формирования СЧ. Схема устройства для генерирования случайных чисел приведена на чертеже, где 1 —блок формирования равномерно распределенных случайных чисел (СЧ); 2 — генератор равновероятных цифр (ГРЦ); 3 — линия задержки (ЛЗ); 4 — триггеры младших разрядов; 5 — блок хранения старших разрядов СЧ; 6 — триггеры старших разрядов; 7 — схема «ИЛИ»; 8, 9 — триггеры знакового разряда; 10 — схема «И» звукового разряда; 11 — генератор-распределитель тактовых импульсов; 12 — клапаны; 13 — вероятностный вентиль; 14 — линия задержки; 15 —клaïàí; 16 — триггер вероятностного вентиля; 17 — счетчик тактоь; 18 — дешифратор кодовых комбинации; 19 — дешифратор законов распределения СЧ; 20 — избирательная схема, ьыполненная, например, в виде матричного переключателя, выходы которого связаны с потенциальными входами клапанов; 21 — генератор случайных потоков; 22 — клапаны; 23 и 24 — схемы «ИЛИ». Устройство работает следующим образом. Формирование младших разрядов Сь1 осуществляется в блоке 1 одним из известных способов. В этом случае генерирование случайных единиц и нулей с частотой сдвига осуществляется генератором 2 и прекращается с приходом последнего тактового импульса с генератора 11. При этом останавливается сдвиг разрядов в регистре младших разрядов, а в знаковом разряде триггера 9 устанавливается знак числя при симметричных законах распределения. Формирование старших разрядов осущес;вляется следующим образом. На вход дешифратора 19 из ЭЦВМ в виде цифрового кода поступают сигналы, соответствующие заданному закону распределения. Выходной сигнал дешифраторя 9 подключает, например, с помощью реле соответствующую данному закону плату переключателя избирательной схемы 20 ко входам клапанов 22. Зтот момент является началом формирования старшего разряда C I. Разрешающий потенциал, поступающий с первой шипы дешифратора 18 с помощью схемы 20 открывает те клапаны 22, которые обеспечивают суммарные плотности потоков цо и р1 на установочных входах триггера 16 вентиля 13, соответствующие требуемой вероятности пропускапия для первого разряда СЧ. По сигналу опроса, который поступает на вход генератора 11, па его первом выходе появляется прямоугольный импульс, открывающий клапан 12 установочного входа триггера 6 первого разряда блока 5. Импульс, сформированный по переднему фронту пря4 моугольного сигнала и задержанный на время, g, линней задерхкки 14, опрашиваст клапан вероятностного вентиля 13, в результате чего в первый разряд блока 5 с требуемой вероятностью может быть записана «единица» (или сохранится «пуль»). Одновременно в счетчик тактов 17 запишется «единица». В соответствии с изменением потенциалов на выходных шинах счетчика тактов 17 и вы10 ходе триггера 6 дешифратор 18 и схема 20 обеспечивают выдачу разрешающих потенциалов на те клапаны 22, через которые будет набираться новое соотношение потоков iil u Lip в соответствии с условной вероятностью формирования «единицы» во втором разряде блока 5. Формирование и запись во второй и последующие разряды случайных единиц (или нулей) осуществляется аналогично записи в первый разряд с той разницей, что в очередном такте прямоугольный импульс на выходе генератора 11 появляется на той шине, которая соответствует номеру формируемого разряда. Формирование СЧ заканчивается после записи случайного знака (единицы или нуля) в Я последний разряд блока 5. При этом останавливается сдвиг в младших разрядах, и в регистре датчика фиксируется случайное число, которое может быть считано в ЗЦВМ. Время формирования свига СЧ зависит главным образом от быстродействия генератора 21. Число каналов и соотношения плотнослей потоков л, (r = 1, 2... S) между собой определяется требуемой точностью задания услоьных вероятностей. Предмет изобретения Устройство для генерирования случайных чисел с заданными законами распределения, содержащее блок формирования равномерно распределенных случайных чисел, блок хранеIIIIII cTilpL IHx p33pB,IDIO c, l I йных Iисел> блок формирования знакового разряда, генератор тяктовы: импульсов, счетчик тяктав, дсшиф ратор кодовых комбинаций, дешифратор зя 4 конов распределения и избирательную схему, отличаюп1ееся тем, что, с целью его упрощения н повьппения быстродействия, устройство содержит многоканальный генератор случайных импульсных потоков и вероятностный вентиль, 0 выходы каждого из каналов генератора через клапаны, потенциальные входы которых соединены с выходами избирательной схемы, соединены со входами схем «ИЛИ», выходы котоpI Ix соединены с установочными входами триг55 гера вероятностного вентиля, а выход веп гиля — с импульсными входами клапанов блока хранения старших разрядов, потенциальные входы которых соединены с выходами генератора-распределителя тактовых импульсов, а 60 выходы — с единичными входами триггеров стар ши х разрядов. 430368 Й/хйд Йакй". . и ра ряд Составитель А. Карасов Техред А. Камышникова 1 едактор В. Левитов Корректор О. Тюрина Заказ 5414 МОТ, Загорский цех Изд, Ю 1634 1 праха 624 Подписное Ц1-!ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Я -35, Раушская иао., д. 4/5
