Генератор случайных чисел

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

<и>860070 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.1079 (21) 2830485/18-24 с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет

Опубликовано 300881,. Ьизллетеиь Й9 32

Дата опубликования описания 300881 5 > <„„s

6 06 F 7/58

6 07 С 15/00

Государственный комитет

СССР . ио делам изобретений и открытий (53) УД (681. 325 (088.8) В.Н. Титулов, В.Ф. Титов и Ю.М. Чесноков (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и предназначено для получения случайных чисел, имеющих бета-распределение с целочисленными параметрами.

Известно устройство для получения случайных чисел с произвольными законами распределения, содержащее генераторы равномерно распределенных случайных чисел, запоминающие устройства для хранения граничных точек интервалов и значений функций распределения, а также логические элементы (1). .Недостатки этого устройства — 1э большой объем аппаратуры для обеспечения универсальности, т.е. получения случайных чисел с произвольными законами распределения, малая точность воспроизведения заданной функ- 26 ции распределения; зависимость точности воспроизведения функции распределения случайной величины от объема аппаратуры, т.е. высокая точность требует наличия большого объема памя-2» ти запоминающих устройств; низкая скорость работы устройства.

Наиболее близок к предлагаемому генератор случайных чисел с заданными законами распределения, имеющий 39 относительно небольшой объем аппаратуры и состоящий нз запоминающего устройства, выполненного на регистрах, и датчика, генерирующего адреса возбуждаемых регистров в запоминающем устройстве (2 f.

Существенным недостатком этого устройства является невысокая точ-. ность, так как в устройстве испопьзуется способ аппроксимации заданной функции ступенчатыми функциями . распределения.

Цель изобретения — повьааение точности генератора.

Поставленная цель достигается тем, что в известный генератор случайных чисел, содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел,введены,блок упорядочения чисел, группа входов которого соединена с группой входов датчика равномерно распределенных случайных чисел соответственно, а выход блока упорядочения чисел является выходом генератора.

Кроме того, блок упорядочения чи-. сел содержит коммутатор, блок..сравнения и блок памяти, группа входов . которого является группой входов блока, выходом кото эого является первый выход блока памяти, второй выход ко860070 торого соединен с первьм входом блока сравнения, выход которого соединен с первым нходом блока памяти,второй вход которого соединен с первым выходом коммутатора, второй выход которого соединен со вторым входил блока сраннения.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 схема блока упорядочения чисел.

Датчик 1 случайных чисел имеет и выходов, которые соединены с и входами блока 2 упорядочения чисел, являющихся в-ой порядковой статистикой, выходы 3 и входы 4 блока 2 упорядочения чисел. Последний содержит блок 5 памяти на регистрах, блок 6 сравнения чисел и коммутатор 7. С каждым тактовым импульсом на регистры блока

5 памяти поступает и случайных чисел.

Коммутатор 7 и блок 6 сравнения чисел предназначены для упорядочения этих случайных чисел в блоке 5 памяти по возрастанию. Если числа упорядочены по возрастанию, то число на регистре блока 5 памяти и будет m-ой порядконой статистикой.

Устройство работает следующим образом.

С каждым тактовым импульсом (ТИ) датчик 1 по и выходам выдает и независимых равномерно распределенных в интервале 0-1 случайных чисел.

Блок 2 выдачи чисел выбирает из них

m-ую порядковую статистику и подает ее на выход 3.

Так как плотность распределения вероятностей m-порядковой статистики из чисел с ранномерным распределением в интервале 0- 1 имеет нид

%(a) =n C „Х (1-x)" то, подключая различное число из и выходов датчика 1 к входам блока

2 упорядочения чисел и настраивая в соответствии с принятым алгоритмом блок 2 по входу 4 на различное m, на выходе 3 блока 2 получают случайные числа, подчиненные раэличньм распределениям из класса бета-распределения с целочисленными параметрами.

Упорядочение чисел по возрастанию производится следующим образом.

Цикл Р 1. Последовательно, начиная с регистра Р 1, производится сравнение содержимого регистров Р и

Р (i+1). Здесь i меняется от 1 до и. При каждом сравнении, если содержимоФ регистра Р больше содержимого регистра Р (i + 1), ro в регистр

Р i засылается содержимое регистра

Р(i + 1), а в регистр Р(i +1) — содер. ,жимое регистра Р i,ò.е.числа в регистрах Р и Р(! + 1) меняются местами.

Цикл Р 2 и далее. После первого цикла сравнения содержимого регистров Р i и Р(i + 1) процесс повторяется до тех пор, пока при очередном цикле сравнения не выявится, что содержимое регистра Р i больше содержимого регистра Р(i + 1)(i=1-п), В этом случае значения случайных чисел н блоке 5 памяти будут упорядоченныМи по возрастанию. После этого коммутатор выдает число с регистра 9 m, являющееся m-ой порядковой статистической, на выход 3.

Использование генератора позволяет генерировать случайные числа, имею1 щие точную заданную функцию распре5 деления, принадлежащую к классу бета-распределений. Кроме того, генератор выполнен с малыми аппаратурными затратами и обладает высокой ско/ ростью работы: каждое число выдается за один тактовый импульс датчика случормула изобретения

$O

40 чайных чисел.Это в свою очередь,увеличивает сферу применения устройства и устраняет необходимость раэработки ряда устройств для получения случайных чисел, заковы распределения которых янляются подклассами бетараспределения.

1. Генератор случайных чисел,содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности генератора, в него введены блок упорядочения чисел, группа нходон которого соединена с группой входов датчика равномерно распределенных случайных чисел соответственно, а выход блока упорядочения чисел является ныходом генератора.

2. Генератор по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок упорядочения чисел содержит коммутатор, блок сравнения и блок памяти, группа входов которого янляется группой входов блока, выходом которого является первый выход блока памяти, второй выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с перным выходом коммутатора, второй выход которого соединен со вторым входом блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гладкий В.С. Вероятные вычис- лительные модели. М., "Наука", 1973, с. 81.

2. То же, с. 76 (прототип).

860070 авиа.1

Составитель A. Карасов

Редактор Н.Бушаева Техредй. Рейвес . Корректор О. Билак

Заказ 7549/32 Тираж 745 Подписное

BHHHtIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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