Генератор случайных исходов
, "1 тт= !:,в /I P P, ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соаетснин
Социалистические
Реслублии (!! 746645 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 15 02.78 (2! ) 2580461/18-24 (51)M. Кл.
6 07 С 15/00
G-06 F. 1/02
1 с присоединением заявки %в
9Ьоудерстеенный комитет
СССР оо деном изобретений н отнрытнй (23 } П риоритет—
Опубликовано07.07.80. Бюллетень М 25 (53) УДК 681., 3 25 (088. 8) Дата опубликования описания 08.07.80 (72) Автор изобретения
Л. Б, Овсянникова
Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина (71) Заявитель! (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ИСХОДОВ .
Устройство относится к вычислительной технике, может быть использовано в качестве приставки к универсальным
ЭВМ при решении задач методом статисческих испытаний, 5
Известен генератор случайных колебаний, содержащий регистры, триггеры, элементы, И, ИЛИ, датчики случайных чисел, генератор импульсов, блоки сравнения, преобразователь «Код-напряжение" 11
Однако этот генератор не позволяет формировать случайные исходы, заданные дискретным распределением.
Наиболее близок к предлагаемому гене-15 ратор случайных ис ходов, содержащий блок памяти, первый вход которого является входом генератора, датчик равномерно распределенных случайных чисел, схемы параллельного сравнения чисел и выход- щ ные регистры, выходы каждой иэ схем сравнения соединены с единичными входами триггеров, единичные выходы которых подключены к первым входам соот2 ветствующих схем совпадения, второй вход каждой иэ которых соединен с нулевым выходом триггера последующей схемы сравнения, а выходы схем совпадения соедЪнрны с выходными устройствами 2).
Это генератор является специализирс ванным устройством, которое может быть использовано в качестве генератора случайных исходов. Он предназначен для специализированных машин, на которых решаются задачи методом статистических испытаний. При работе с универсальным
ЭВМ он требует специальной организации считывания информации из оперативной памяти ЭВМ вЂ”. для его работы необходимо считывание массивов чисел (размерность массива определяется числом узлов дискретного распределения ) в параллельном коде без разрешения. Для его работы необходимо иметь в памяти машины интегральное распределение, на создание которого необходимо т1 операций сложения (h - числю-узлов заданного дискретного распределения) и дополнительная память.
3 7466
Кроме того, при реализации случайных исходов, заданных дискретным распределением с большим числом узлов (n> 200) он очень сложен и громоздок.
Целью настоящего изобретения являет5 ся упрощение генератора.
Поставленная цель достигается тем, что генератор содержит генератор тактовых импульсов, генератор адреса, регистр адреса, два регистра числа, блок вычита- 10 ния, блок контроля знака числа, триггер, три элемента И и элемент задержки, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с цервым входом первого
1 элемента И, выход которого соединен с 15 первым входом генератора, адреса, выход которого соединен со входом регистра адреса, выход которого подключен ко вторым входам памяти, выход блока памяти соединен со входом первого регистра чис- о ла, выход которого соединен с первым входом блока вычитания, выход которого подключен ко входу блока контроля знака числа и к первому входу второго регистра числа, второй вход которого соединен с выходом датчика равномерно распределенных чисел, вход которого соединен с единичным входом триггера, со вторым входом генератора адреса и является входом "Запуск" генератора. Нулевой вход триггера подключен к выходу блока контроля знака числа, нулевой выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора адре-55 са и выход второго элемента И являеч ся выходом генератора, единичный выход триггера соединен со вторым входом первого элемента, выход которого подключен через элемент задержки с пер- 40 вым входом третьего, второй вход которого соединен с выходом второго регистра числа, а выход третьего элемента И соединен со вторым входом блока, вычитания.
Структурная электрическая схема генератора приведена H& чертеже..
Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента.И 2, второй элемент И 3, выход которого является выходом генератора, а первый вход соединен с выходом гене- ратора 4 адреса и со входом регистра
S а д р е са, выход которого соединен со входом блока 6 памяти, выход которого ! через первый регистр 7 числа и блок
8 вычитания соединен со входом блока
45 4 9 контроля знака числа, третий элемент
И 10, выход которого соединен со входом блока 8 вычитания, первый входс выходом второго регистра 11 числа (первый вход которого соединен с выходом блока 8 вычитания), а второй вход третьего элемента 10 через элемент 12 задержки соединен с выходом первого элемента И 2 и со входом генератора 4 адреса, второй вход второго регистра 11. числа соединен с выходом датчика 13 равномерно распределенных чисел, вход которого является входом запуск" генератора и соединен со вторым. входом генератора 4 адреса и с единичным входом триггера 14, нулевой выход которого соединен со вторым входом второго элемента- И 3, единичный выход — со вторым входом первого элемента И, а нулевой вход — с выходом блока 9 контроля знака числа.
Работа генератора состоит в следующем, По входу "а" в блок памяти 6 записывается значение дискретного распределения с числом узловых точек. По входу "г производится запуск устройства.
При- этом открывается элемент И 2, устанавливается на нуль генератор адреса 4 и возбуждается датчик случайных равномерно распределенных чисел 13. Выработанное датчиком 13 случайное число поступает на приемный регистр числа 11.
Первый сигнал с генератора тактовых импульсов 1 через открытый элемент 2.поступает на генератор адреса 4 и регистр адреса 5, которые формируют адрес первого числа дискретной функции распределения, считываемого из блока памяти 6 в регистр числа 7. Из числа, находящегося в регистре 7, в блоке вычитания 8 вычитается значение случайного числа, записанного в регистре
11. Полученная разность контролируется на знак в блоке контроля знака числа 9 и записывается в регистр числа 11.
Если разность между значениями- функции распределения и случайным равномерно распределенным числом получилась отрицательной, сигнал со схемы 9 опрокидывает триггер 14 в нулевое состояние. При этом открывается элемент
И 3, и на выходе устройства "в" появляется сигнал 1. Если разность не or рицательна, следующий сигнал с генератора тактовых импульсов 1 организует считывание второго значения дискретного распределения из блока памяти
6 в регистр числа 7. !
7466
Из числа, находящегося в регистре 7 вычитается разность между значением дискретного распределения в первой точке и случайным равномерно распределенным числом, Новая разность в блоке 8 проверяется на знак в блоке 9 и записывается в регистр числа 11. Генератор. работает так, как было описано, до тех пор, пока разность, полученная в блоке 8, не станет отрицательной. При этом на выходе "в генератора появляется сигнал 1 =к, характеризующий номер состояния выхода генератора. Генератор может работать для генерирования случайных исходов, заданных дискретным распределением с любым числом узловых точек.
При и =2 генератор работает как вероятностный двоичный элемент и может использоваться для операции вероятностного округления.
Генератор выгодно отличается от прототипа простотой своей схемы. Его конфигурация и число элементов, входяших в схему, не зависят от числа узловых точек дискретйого распределения, по которому реализуется исход случайного события. Например для реализации случайного события, заданного дискретным распределением с числом узлов и =500, с помощью прототипа потребовалось бы
500 схем сравнения чисел, 500 тригге ров, 500 схем совпадения, 500 выход- ных устройств, а для реализации случайного исхода, заданного дискретным распределением с числом узлов и =1024, необходимо — 1024 схем сравнения чисел, 1024 триггеров, 1024 схемы совпадения, 1024 выходных устройств.
Представленные задачи можно решить
40 с помощью предлагаемого генератора, схема которого и число элементов схемы при этом остаются неизменными, Кроме того, предлагаемый генератор позволяет решить эту задачу на универсальных ЭВМ, 45 не предъявляя к ним никаких дополнительных требований в отношении диспиплины считывания информации из оперативной памяти ЭВМ. Кроме того, для работы предлагаемого генератора не нужно значения
50 интегрального распределения, на создание которого необходимы операции слс жения (т.е. дополнительное машинное время) и дополнительная оперативная память ЭВМ для его хранения.
45 6
Формула изобретения, Генератор случайных исходов, содержащии блок памяти, первый вход которого является входом генератора, датчик ра номерно распределенных случайных чисел, о т -л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения генератора, он содержит генератор тактовых импульсов, генератор адреса, регистр адреса, два регистра числа, блок вычитании, блок zom роля, знака числа, триггер, три элемента И и элемент задержки, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом генератора адреса, выход которого соединен со входом регистра адреса, выход которого подключен ко второму входу блока памяти, а выход блока памяти соединен со входом первого регистра числа, выход которого соединен с первым входом блока вычитания, выход которого подключен ко входу блока контроля знака числа и к первому входу второго регистра числа, второй вход которого соединен с выходом датчика равномерно распределенных чисел, вход которого соединен с единичным входом триггера, со вторым входом генератора адреса и является входом "Запуск генератора, нулевой вход триггера подключен к выходу блока контроля знака числа, нулевой выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора адреса, а выход второго элемента И является выходом генератора, единичный выход триггера соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого подключен через элемент задержки с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго регистра числа, а выход третьего элемента соединен со вторым входом блока вычитания.
Источники информации, принятые яо внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
И. 227402, кл. Н 03 К 3/82, 1966.
2. Авторское свидетельство СССР
М 213424, кл. G 06 F 1/02, 1966 (прототип).
746648
Составитель А. Карасов
Техред R. Кастелевич Корректор М. Демчнк
Редактор Б. Федотов
Заказ 3954/42
" Гираж 641 Подписное
ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5
Филиал ЙПП" Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4
