Генератор случайных чисел

 

<»>921

Союз Советснмк

Соцнапистичеснии

Респубпмн

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 07. 07.80 (2!) 2980045/18-21 (5l)N. Кл. с присоединением заявки Эй (23) П риоритет

Н 03 K 3/84 тввударетвапвй кемитет

CCCP ав делам иэебретеиий и вткрытий (53) УЙК 621 ° 373..4(088;8) Опубликовано 15. 04.82. Бюллетень М 14 Дата опубликования описания 17. 04. 82

1ч 9 (72) Авторы изобретения

ФчойРЕН 1д! .

"" тяЖЮ Ж">>Ч

В..И. Иванов, B.M. Лутковский и В.И.

>";ЫВЛ ИТЕРА

Научно-исследовательский институт пр физических проблем им. А.Н. Севченко (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится.к импульсной и вычислительной технике и может

) быть использовано для моделирования реальных физических процессов, а .также для испытаний измерительных и вычислительных устройств.

Известен генератор случайных чисел, содержащий регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, сумматор, счетчики импульсов„ коммутатор, блок элементов и распределитель импульсов, генератор тактовых импульсов (12.

Однако данный генератор не может формировать случайные числа с различным законом распределения.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению яв" ляется генератор случайных чисел, содержащий регистр сдвига с сумматором в цепи обратной связи, управляе" мый генератором тактовых импульсов, выходы регистра сдвига соединены с одними иэ входов блоков элементов И выходы которых подключены ко входам сумматора, другие входы которого соединены с выходами накапливающего регистра, который управляется счетчиком импульсов, триггеры управления, регистры управления Е2 .

Данный генератор формирует случайные числа только с нормальным законом распределения.

Цель изобретения - расширение фун-! о кциональных возможностеи известного устройства эа счет получения случай ных чисел с биномиальным, равномерным и пикообраэным распределениями наряду с нормальным распределением.

13

Поставленная цель достигается тем, что в генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен ко входу первого счетчика импульсов и

20 ко входу регистра сдвига с сумматором в цепи обратной связи, выходы которого подключены к первым входам леового и второго блоков элементов

21059

40

50

55 -сумматора, вторая группа входов которого подключена к разрядным выходам

И, выходы которых подключены к первой группе входов сумматора, вторая группа входов которого подключена к разрядным выходам накапливающего регистра, информационные входы накапливающего регистра соединены с разрядными выходами сумматора, второй счетчик импульсов, введены элемент задержки и два дешифратора, выходы которых подключены ко вторым входам блоков элементов И соответственно, а входы дешифраторов поразрядно объединены и соединены с разрядными выходами второго счетчика импульсов, выход которого через элемент задержки подключен ко входу сброса накапливающего регистра, вход записи которого подключен к выходу первого счетчика импульсов и ко вхо- . ду записи второго счетчика импульсов.

На чертеже представлена блоксхема генератора случайных чисел.

Генератор случайных чисел содержит генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2 сдвига с сумматором 3 в цепи обратной связи, счетчики 4 и 5 импульсов, дешифраторы 6 и 7, первую и вторую группы 8, 9 элементов И, сумматор 10, накапливающий регистр

1 1 и элемент 12 задержки. На чертеже также представлены шина 13 готовности, выходные шины 14.

Генератор работает следующим образом.

При поступлении каждого тактового импульса от генератора-1 на вход регистра 2 сдвига, имеющего сумматор 3 в цепи обратной связи, годержащееся в этом регистре число изменяется случайным образом. Счетчик 4 с коэффициентом пересчета m íà m-м такте выдает импульс на вход счетчика 5 с коэффициентом пересчета и и на вход записи накапливающего регист,ра 11. В результате этого число, :которое содержится в данный момент времени в регистре 2, модифицируемое в соответствии с кодовой комбинацией на выходе счетчика при помощи дешифраторов 6 и 7, через первую и вторую группы 8 и 9 элементов И подается на вход сумматора 10, суммируется с числом, содержащимся в накапливающем регистре tt и, затем, результат сложения снова записывается в накапливающем регистре tl. После поступления и импульсов с выхода

1счетчика 4 счетчик 5 переполняется

to

15 го

25 и вырабатывается импульс готовности числа к считыванию с выхода генератора, после чего, спустя время, определяемое элементом 12 задержки, накап-: ливающий регистр 11 сбрасывается и цикл формирования очередного числа повторяется. Таким образом, для формирования одного случайного числа необходимо й=якп тактов, причем ширина интервала, в пределах которого случайное число может принимать значения, определяется величиной m,. а закон распределения случайных чисел — величиной и и значением 1„, . где i принимает значения от 1 до и. при этом является общим числом выходов дешифраторов 6 и 7, на которые подаются высокие потенциалы в

i-м состоянии счетчика 5. В частнос- ти, числа имеют нормальное распределение при m=10, п=3, k =2, g †- 3, k - — 5, пикообразное распределение при

m=10, п=3 ° !с„=1, k>=?, k>=-4, равномерное распределение при m=10, п=l, k =10.

Таким образом, в данном генераторе осуществляется изменение статистичес- ких характеристик генерируемых случайных чисел за счет изменения коэффициентов пересчета счетчиков импульсов и управления дешифраторами. 3а счет этого расширяются функциональные возможности генератора и также достигается увеличение точности моделирования случайных процессов и уменьшение времени, необходимого для испытания измерительного или вычислительного устройства, и, кроме того, алгоритм работы данного генератора проще, в результате чего повышается его надежность.

Формула изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входу пер-, вого счетчика импульсов и к входу регистра сдвига с сумматором в цепи обратной связи, выходы которого подключены к первым входам первого и второго блоков элементов И, выходы которых подключены к первой группе входов накапливающего регистра, информационные входы накапливающего регистра сое92 динены с разрядными выходами сумматора, второй счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей; в него введены элемент задержки и два дешифратора, выходы которых подключены к вторым входам . блоков элементов И соответственно, а входы дешифраторов поразрядно объеl динены и соединены с разрядными выходами второго счетчика импульсов, выход которого через элемент задержки

1059 6 подключен к входу сброса накапливающего регистра, вход записи которого подключен к выходу первого счетчика импульсов и к входу записи второго счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР о N 615516, кл. G 06 F 1/02, 1976.

2. Патент Великобритании У 1382048, кл. С 4 О, 29.10.75.

Составитель 6. Тюпич

Редактор С. Запесочный Техред М, Ге гель Корректор С. Шекмар

Заказ 237 /73 Тираж 95 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород