Генератор случайных чисел
Союз Советских
Соцмалмстмческмх
Реслублмк
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОУСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (ss>860043 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 06.04.79 (21) 2749373/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—
Опубликовано 300881. Бюллетень йо 32
Дата опубликования описания 300881
{5()М. Кл з
С 06 F 1/02
G о т С 15/00
Государственный аомитет
СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 681 325 (088.8) Г
B,Â.Ìîèñååâ и В.И.Вродовский r
I-1
1» (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5 4 ) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАИ НЫХ ЧИСЕЛ
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании случайных величин.
Известен генератор случайных чисел с равновероятньм распределением двоичных нулей и единиц, в котором разряды случайного числа формируются последовательно и который содержит источник шума, формирователь случайных импульсов, сдвиговый регистр и генератор тактовых импульсов(1).
Однако этот генератор имеет отклонения вероятностей сигналов от величины 0,5. 15
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор случайных чисел, в котором сигналы от источника шума поступают иа формирователь случайных импульсов, 20 состоящий из элементов двоичной логики (вентилей, одноразрядных счетчиков, и далее случайные импульсы поступают в сдвиговый регистр, в котором формируется случайное число (2).
Недостаток известного генератора, построенного на элементах двоичной логики, заклюаается в том, Что при отказах элементов ГСЧ вместо случайного числа начинает на своем выходе формировать фиксированные числа одного иэ трех видов:
0000..., 1111..., 1010..., т.е. на выходе ГСЧ отсутствует случайная энакоперемена.
Цель изобретения — повышение точности генератора.
Поставленная цель достигается тем, что в генератор случайных чисел, содержащий источник шума, выход которого соединен с первым входом формирователя случайных импульсов, второй вход которого подключен к первому выходу генератора тактсзых импульсов и объединен с входом "Сдвиг" регистра сдвига, выходы которого являются информационныки выходами генератора, введены элемент . НЕ и элемент И, выход которого является выходом "Контроль" генератора, а входы элемента И подключены соответственно ко второму выходу генератора тактовых импульcos к выходу формирователя сдучайных импульсов и к одному из четных выходов регистра сдвига, информационный вход которого через элемент
НЕ..подключен к выходу формирователя случайных импульсов.
860041
На фиг. 1 прин едена схема предлагаемого генератора случайных чисал, на фиг. 2 - временные диаграммы, пояснякщие его работу.
Генератор содержит источник 1 шума, выход которого соединен с первым входом формирователя 2 случайных импульсов, подключенного выходом через элемент НЕ 3 ко входу регистра 4 сдвига, другой вход последнего соединен со входами формирователя 2 и генератора 5 тактовых импульсов, выход которого подключен ко входу элемента И 6. Другие входы элемента
Иб соединены с выходами формирователя 2 и регистра 4 сдвига соответственно.
Генератор работает следующим образом.
При исправной работе фиг.2а шумовое напряжение от источника 1 шума поступает на формиронатель 2 случайных импульсов. В момент поступления тактового импульса формирователь 2 формирует нуль или единицу, н зависимости от того четное или нечетное количество выбросов шумового напряжения поступило на его вход в промежуток времени между двумя тактовыми импульсами. При этом вероятность появления единиц и нулей на выходе формирователя ранна 0,5. Случайные импульсы с его выхода через элемент
НЕ 3 подаются н регистр 4 для образования случайного числа. (" выхода одного из четных разрядон регистра 4 и выхода формирователя импульсы подаются на нходы элемен- З5 та И 6. Поскольку вероятность появления импульсов на выходе формирователя и на выходах регистра 4 равна
0,5, то на выходе элемента И б с вероятностью Р=0,5 0,5=0,25 появляются 4р импульсы, которые и являются признаком наличия случайной знакоперемены на выходе ГСЧ. Далее эти импульсы используются в целях контроля генератора.
Неиспранная работа генератора, когда на выходе формирователя происходит формирование детерминированных последовательностей вида 000..., или 1111..., или 10101010... Приведена на фиг. 2б. для последовательности вида 101010... . Поскольку сигналы на выходах четных разрядов,регистра 4 предстанляет собой инверсню сигналов, поступающих с выхода формирователя, совпадения единиц на входах элемента И б не происходит и на его выходе импульсы отсутствуют, что является признаком неисправности генератора. Аналогично работает генератор при неисправностях, приводящих к формированию на выходе формирователя детерминированных последовательностей вида 111... или 000...
Фоомула изобоетения
Генератор случайных чисел, содержащий источник шума, выход которого соединен с первьм входом формирователя случайных импульсов, второй вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импуль— сов и объединен с входом "Сдвиг" регистра сдвига, выходы которого являются информационными выходами генератора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, он содержит элемент НЕ и элемент И, ныход которого является выходом "Контроль" генератора, а входы элемента И подключены соответственно ко второму выходу генератора тактовых импульсов, к выходу формирователя случайных импульсов и к одному из четных выходов регистра сдвига, информационный вход которого через элемент НЕ подключен к выходу формирователя случайных импульсов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
Анторское свидетельство СССР
М 41 7782, кл. С 06 F1/02,,19 74 .
2. Снердлик A.H. Некоторые вопросы образования случайных величин в цифровых вычислительных машинах.
Л., изд. ЛВИКА им. Можайского, 1965, с. 47 (прототип).
860041
B симу
/@weepy,ту ус ттрттт спЩ, а
Рытова степы f ти/ ти2 киот/ ст рпы2
Юыюст стерты 6
Ймоа степы 2
Boixoo скет б
Редактор A.Ëåæíèíà
Заказ 7548/73 Тира к 745 Подписное
ВНИИЙИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий
113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5
9ыхотт
pampas рееист
gouoo
gpa3pdkт ,пееыттта
Boirod
/разряда реги" тратту ,00 0Р регистр а
Вытаять рр.) тучатоюге
vvcrta
Составитель A. Карасов
Техред А. Бабинец Корректор M. Пожо
Филиал ППП "Патент", г. Укгород, ул. Проектная, 4
