Генератор случайных чисел

 

С*>«ныне(ю М з Д

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<1и798770 (61) Дополнительное к авт,свид-ву р )м. к,. (22) Заявлено 19. 03.79 (21) 2737424/18-24 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 230181.Бюллетень Ì9 3

Дата опубликования описания 23. 01. 81

G F 1/02

G 07 G 15/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений . и открытий (53) УДК681. 325 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Солдатов, И. С. Спица и C. B. дульгинов

Центральный научно-исследовательский и прбектнотехнологический институт органиэации и техники управления (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАИНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для получения случайных чисел с заданным законом распределения.

Известен генератор случайных чисел с заданным законом распределения, содержащий датчик равномерно распреде ленных случайных чисел, многоступенчатый дешифратор, наборное поле, блок элементов ИЛИ °

Однако генератор имеет сложную схему и запоминающее устройство большой емкости.

Известен также генератор случайных чисел, содержащий блок формирования равномерно распределенных случайных чисел, блок формирования дискретных случайных величин и кодов сдвига, дешифратор, сдвигатель и выходной регистр 1 .

Однако, этот генератор обеспечивает аппроксимацию фун кци и плотности вероятности только с шагом, кратным степени два .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для генерирования случайных чисел с заданным законом распределения, содержащее блок формирования равномерно распределенных случайных чисел, блрк формирования знакового разряда, многоканальный генератор, генератор тактовых импульсов, счетчик тактов, дешифратор кодовых комбинаций, дешифратор вако" нов распределения, триггер запроса и избирательную схему. На дешифратор законов распределения поступает код закона распределения, в соответствии с которым с помощью избирательной схемы осуществляется коммутация случайных импульсных последовательностей различной интенсивности, поступающих от многоканального генератора.

Нри поступлении сигнала запроса на триггер запроса осуществляется формирование старших разрядов, словная вероятность которых обуславливается отношением скоммутированных потоков.

Младшие разряды и знак формируются с помощью блока формирования равномерно распределенных чисел, управляемого генератором тактов Г2).:

Недостаток генератора - большая сложность настройки многоканального генератора, точность настройки которого определяет точность задания усср ловных вероятностей.

798770

Цель изобретения - упрощение схемы и обеспечение большей функциональной гибкости.

Поставленная цель достигается тем, что в известный генератор случайных чисел., содержащий первичный источник одиночных случайных импульсов, "бло ков памяти, триггер, регистр памяти, введены дешифратор, блок сравнения, h-счетчиков, kl --блоков задания чисел, п-делителей, и -блоков задания коэфФициентов деления и h --сумматоров, выходы которых соединены со входами регистра памяти, соответственно, выход которого является выходом генератора, выходы- блоков задания коэффициентов деления соединены с управ- 15 л яющнми входами соот в етствующих делителей, информационные входы которых ,объединены с информационными входами счетчиков и подключены к выходу первичного источника одиночных случай- 20 ных импульсов, а выхбды делителей подключены к группе входов блока сравнения, соответственно, выходы которогс соединены со входами дешифратора, соответственно, группа выходов которого р5 соединена с первыми входами сумматоров, соответственно, вторые и третьи входы которых соединены соотвественно, с выходами блоков памяти и счетчиков, управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих бло-, ков задания чисел, вход блока сравнения соединен с выходом триггера, единичный вход которого является входом генератора, а нулевой вход триггера соединен с выходом дешифратора.

На чертеже приведена блок-схема генератора случайных чисел с заданным законом распределения.

Генератор содержит первичный ис- 40 точник 1 одиночных случайных импульсов, делители 2, блоки 3 задания коэффициентов деления, счетчики 4, блоки 5 задания чисел, блоки б памяти, сумматоры 7, блоки 8 сравнения, де- 45 шифратор 9,,триггер 10, регистр 11 памяти.

Выход первичного источника l одиночных и случайных импульсов подключен к входам счетчиков 4 и к входам делителей 2 к управляющим входам которых подсоединены блоки 5 задания чисел. Выходы счетчиков 4 и блохов б памяти подключены к входам сумматоров 7. Входы блока 8 сравнения соединены с выходами делителей 2, а его выходы подсоединены к входам дешифратора 9, выходы последнего подключены к отдельным входам сумматоров

7, а один его выход соединен с триг- 69 гером 10, выход которого подсоединен к входу блока 8 сравнения, а другой вход соединен с шиной запрос . К входам регистра 11 памяти подключены выходы сумматоров 7. 65

Генератор случайных чисел с заданным законом распределения работает следующим образом.

Заданная функция плотности распределения вероятностей разбивается с переменным шагом на интервалы с помощью линейно-кусочной аппроксимации ° В зависимости от длины шага аппроксимации и выбранной точности воспроизведения чисел внутри шага аппроксимации с помощью блоков 5 задания чисел устанавливаются коэффициенты пересчета счетчиков 4. Коэффициенты деления делителей 2 с помощью блоков 3 задания коэффициентов деления устанавливаются, пропорционально значениям ординат точек аппроксимации функции плотности распределения вероятностей.

В блоки б памяти заносятся с выбранной точностью значения абсцисс точек аппроксимации функции плотности распределения вероятностей старших разрядов.

После включения источника 1 одиночных случайных импульсов импульсы с данной интенсивностью поступают на делители 2, которые изменяют интенсивность следования импульсов в соответствии с кривой плотности вероятности, и счетчики 4, которые периодически воспроизводят численные значения абсциссы внутри шага аппроксимации. С делителей 2 импульсы поступают на входы блока 8 сравнений.

При получении сигнала запрос триггер 10 дает разрешение блоку 8 сравнения, который с приходом каждого разрешающего сигнала меняет по очереди приоритеты входов от делителей 2. Блок 8 сравнения с получением разрешающего сигнала от триггера 10 анализирует наличие импульсов на входах. Если в данный момент времени возбужден только один из входов блока

8 сравнения, то он выделяет этот импульс на шине соответствующего этому входу приоритета. Если возбуждено одновременно несколько входов-, то он выделяет импульс только старшего приоритета на соответствующем этому приоритету выходе. Выделенный импульс поступает на один из входов дешифра- тора 9, который с приходом импульса сбрасывает триггер 10 и в соответствии с номером входа и приоритетом выделенного импульса подает сигнал опроса на сумматор 7 канала, импульс которого выделен блоком 8 сравнения.

При возбуждении сумматора 7 информация находящаяся в счетчике 4 и в блоке б памяти суммируется и считывается в регистр ll памяти.

Таким образом, генератор случайных чисел обеспечивает получение случайных чисел заданных Функцией плот-. ности распределения вероятностей, точность генерирования которых зависит от количества точек аппрсиссима«

798770

Формула изобретения. ции, причем число точек аппроксима ции определяется количеством делителей.

Применение предлагаемого генератора случайных чисел с заданным законом распределения позволяет упрбстить схему путем замены генератора равномерно распределенных случайных чисел и многоканального генератора случайных импульсов генератором случайных импульсов, делителями и счетчиками.

Генератор случайных чисел, содержащий первичный источник одиночных случайных импульсов,р -блоков памяти, триггер, регистр памяти, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения Генератора, он содержит дешифратор, блок сравиеиия, 2О р-счетчиков,р-блоков задания чисел, h-делителей,р-блоков задания коэффициентов деления и и --сумматоров, выходы которых соединены со входами регистра памяти, соответственно, выхоЩ5 которого является выходом генератора, выходы блоков задания коэффициентов деления соединены с управляющими входами соответствующих делителей, информационные входы которых объединены с информационными входами счетчиков и подключены к выходу первичного источника одиночных случайных импульсов, а выходы делителей подключены к группе входов блока сравнения, соответственно, выходы которого соединены со входами дешифрато" ра, соответственно, группа выходов которого соединена с первыми входами сумматоров, соответственно, вторые и третьи входы которых соединены, соответственно, с выходами блоков памяти и счетчиков, управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих блоков задания чисел, вход блока сравнения соединен с выходом триггера, единичный вход которого является входом генератора, а нулевой вход триггера соедйнен с выходом дешифратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 478298, кл. G 06 F 1/02, 1973, 2. Авторское свидетельство СССР

9 430368, кл. G 06 F 1/02, 1972 (прототип) .

НИИПИ Эаказ 10030/63 краж 755 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4