Датчик случайных чисел

 

ОП И С АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИПВЬСТВУ (61) Дополмительнбв н авт. свид-ву 9 351209 (22) Заявлено 123.279 (2т) 2850476/18-24

Союз Советскнк

Соцналнстннескнк

Республик ее842809 (51,)hh. К.л

6 06 F 7/58

G 07 C 15/00 сприсоединением заявкиМГосударственный комитет

СССР ие деМам изебретений и открытий (23) Г1риоритет

Опубликовано 300681,бюллетень Ж .24 (53) УДК 681.325 (089.8) .

Дата опубликования описани» 300631 (72) Авторы изобретения

Т.И.Живетина,. S.È.Êóçíåöîâ и Н.Н.Сергеев

Казанский ордена Трудового Красного Знамен авиационный йнститут им.A.Í Туполева.(71) Заявитель (54) ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к вычислительной технике.

По основнЬму авт.св. )т 351209 известно устройство, содержащее мультивибраторы, генераторов случайных импульсов, элементы И, .триггерный регистр памяти, выходй которых являются группой вйходов датчика, нулевые входы объединены и подключены ко ..входу. Сброс ., единичные входы подключены соответственно к выхо-. дам элементов И, первые входы которых объединены и подключены к выходу генератора. случайных импульсов, а вторые входы подключены к выходам мультивибраторов, которые соединены последовательно (1) °

Недостаток известного датчика случайных чисел — низкое быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстродействия датчика.

Для достижения:поставленной цели в известный датчик случайных чисел дополнительно введены триггер, формирователь импульсов и элемент импликации, выход которого соединен с первым входом первого. ждущего мультивибратора, выход n-ro (n-число разрядов датчика) ждущего мультивиб ратора соединен с единичным входом триггера, выход которого является выходом датчика и соединен со входом формирователя импульсов, выход которо5 го подключен к нулевым входам рарря дов регистра памяти, триггера и к прямому входу элемента импликации, инверсный вход которого. является входом датчика, выходы разрядов регистра памяти соединены соответственно со вторыми входами ждущих мультивибраторов. на чертеже представлена структур ная схема датчика случайных чисел.

Датчик содержит генератор 1 случайных импульсов,ждущие мультивиб- раторы 2, .... 2 „ (где и-число раз рядов случайного числа элементы И

3 f 3Q s ° 3„, .триггерный регистр

20 элемейт 5 импликации, триггер 6, формирователь 7 импульсов, клемму 8 запуска устройства, выходную клемму

9 Считывание .

Выход -каждого м„пущего мультивибратора 2, (1=1,n) соединен со входом последующего мультивибратора

2;+.„ и входом соответствующего элемент а И . 3 „ ; Вторые входы 3„, 3

Подкпвченй к выходу генератора 1

30 случайных импульсов, всех элементов

842809 а выходы этих элементов соединены с единичными входами соответствующих триггеров 4., 42, ..., .... 4,.

Нулевые входы этих триггеров подсое. динены к прямому входу элемента 5 импликаций нулевому входу триггера

6 и к выходу формирователя 7, вход которого соединен с клеммой 9 Счи тывание устройства и выходом триг гера 6 сброса, единичный вход которого соединен с выходом последнего ждущего мультивибратора 2tvL

Выходы всех триггеров 4, 4ge ..4„ соединены с входами Сброс :.соответствующих мультивибраторов 2

2 .........2„. Клемма 8 запуска устройства соедйнена с инверсным входом элемента 5 импликации, а ее выход подключен к входу запуска первого времязадающего блока 2 .

Работа устройства основана на формировании цифр в разрядах многоразрядного двоичного числа с помощью генератора случайных импульсов. Количество импульсов, появившихся на выходе генератора случайных импульсов за интервал времени Т, распределено по закону Пуассона е ()

1 Г т к

P к k! где k — - количество импульсов; .2, = const; интенсивность потока.

По известным из закона распределения вероятностям появления единиц в разрядах многоразрядного числа

Р, Р ..... Р„, где n — число разрядов, в соответствии с формулой

Р„(Кэ1) =1-е ", где Р;()сэ1) =Р„у . i — ln определяется - временные интервалы настройки соответствующих времяэадающих блоков.

Датчик работает следующим образом

После выставления разрешающего потенциального уровня на клемме 8 Запуск устройства происходит запуск первого мультивибратора 2, которнй формирует импульс длительностью t . При поступлении от гене,ратора 1 случайных импульсов первого. импульса трйггер 4 устанавливается В единичное состояние и останавливает формирование импульса на выходе мультивибратора 21 до истечения времениХ

По заданному "фронту импульса на выходе 2„ запускается мулътивибратор

2 е

ТаКИМ ОбраЗОМ, В ПерВОМ раэрида случайного числа Формируется 1 .

Если за время ь„ от генератора случайных импульсов не поступает ни од» ного импулъса, то в .разряде формируется 0 - и мультивибратор 2.:, проработав время Г, зацускает мулътивибратьр,2 .

После окончания работы последнего мулътивибратора 2 н иа выходной клемме Считывание появляется импульс, разрешающий считывание информации с триггерного регистра

4 г 4 . ° . ° ° ° .,4 . Этот же импульс постуйает на вход формирователя. 7, 5 который формирует íà выходе импульс

Сброса, задержанный относительно входного импульса на время, необходимое для считывания информации с триггериого регистра 4, 4д .......4 о !В качестве формирователя 7 может быть применен, например, ждущий мультивибратор. Импульс, сформированный в блоке 7 устанавливает s 0 триггеры 4, 4 ......4„ и триггер 6 сброса и если на клемме 8 Запуск выставлен разоешающий потенциальный уровень, запускает времязадающий блок 2, Таким образом, процесс повторяется до тех пор, пока на клемме 8 За20 пуск поддерживается разрешающий .потенциальный уровень.Для однократного запуска подается короткий импульс на клею у 8.

Соединение выходов всех тригге25 ров со входами Сброс соответствующих времязадающих блоков, а также введение дополнительно. триггера с6роса, элемента импликации и формирователя импульсов позволяют значительно повысить быстродействие устройства и автоматизировать его работу.

Так, при равных объемах генерируемых восьмиразрядных двоичных случайных чисел, распределенных по экспоненциальному закону, затраты времени на генерацию снизились, по сравнению с известным устройством, в 2.,4-5 раз, а для чисел, распределенных по равномерному закону в3,1-8 паз.

40 Формула изобретения

Датчик случайных чисел по. авт.св.

В 351209, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит триггер, формирователь импульсов и -элемент импликации, выход которого соединен с первым входом первого ждущего мультивибратора, выход и-го (n-число разрядов датчика) ждущего мультивибщ ратора соединен с единичным входом триггера, выход которого является выходом датчика и соединен со входом формирователя импульсов, выход котсрого подключен к нулевым входам регистра памяти, триггера и к пря (мому входу элемента импликации, инверсный вход которого является входом датчика, выходы разрядов регистра памяти соединены соответственис со вторыми входами ждущих муЛьти60 вибраторов.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

В 351209,. кл. G 06 F 1/02, 1967 (прототип) .

842809

Составитель A.Карасов

Редактор И.Ковальчук Техред Т,Маточка .

Корректор МаШаРоз н

Заказ 5103/61 Тираи 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35, Раушская наб;, д.4/Si

ЮЮ

Филиал ППП Патент г.умгород., ул.НрОектная, 4