Генератор случайных чисел

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1 962932 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1802.81 (21) 3250559/18-24 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет ттс1 М К з б 06 F 7/58

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 300982. Бюллетень ¹ 36

f53) УАК 681. 325 (088. 8) Дата опубликования описания 300982 (72) Авторы изобретения

В. Н. Лабичев и А.И. Водовозов

Вологодский политехнический институт (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при статистическом моделировании систем автоматического управления, а также при создании моделей систем массового обслуживания.

Известен генератор случайных событий, содержащий блок управления, бистабильный элемент, интегратор и блок согласования. Принцип действия данного устройства основан на том, что вероятность одного иэ двух состояний на выходе бистабильного элеменмента определяется величиной входного управляющего воздействия. Стабилизация вероятности появления на выходе устройства двоичного символа (например, логической единицы) за каждый такт достигается путем введения отрицательной обратной связи (1).

Недостатком данного генератора является низкая стабильность характеристик и сложность настройки, вызванные наличием в схеме аналоговых элементов.

Известен также генератор событий, содержащий генератор случайных равномерно распределенных двоичных а чисел и логическую схему сравнения, выход которой является выходом уст- Ж ройства. При этом выходы генератора случайных двоичных чисел соединены с первой группой входов логической схемы, а вторая группа входов логической схемы соединена с управляющими входами устройства (2).

Недостатком данного генератора является его сложность, вызванная большим объемом и громоздкостью логической схемы сравнения, особенно при числе большой разрядности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом генератора равномерно распределенных случайных чисел, выходы которого сое-. динены с входом блока памяти (3).

Однако в этом генераторе нет средств для изменения вероятностей формируемых чисел, что ограничивает его функциональные воэможности.

Цель иэобретения — расширение функциональных возможностей генератора за счет регулирования вероятностей формируемых чисел.

Для достижения поставленной цели в генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых нмпуль962932 сов, выход которого соединен с входом генератора равномерно распределенных случайных чисел, разрядные выходы которого соединены с соответствующими адресными входами блока памяти, введен управляемый дели 5 тель частоты, выход 1 которого соединен с информационным входом блока памяти, управляющий вход которого соединен с выходами генератора тактовых импульсов и с входом управляемо- 10 го делителя частоты, управляющие входы которого образуют группу входов генератора.

На фиг.1 приведена блок-схема генератора; на фиг.2 — диаграммы поясняющие его работу.

Генератор содержит блок 1 памяти, входы которого соединены с выходом генератора 2 равномерно распределенных случайных чисел, управляемого де-20 лителя 3 частоты и генератора 4 тактовых импульсов, выход которого соединен с входом генератора 2 равномерно распределенных случайных чисел и управляемого делителя 3 частоты, входы которого являются входами генератора.

Генератор работает следующим образом.

Сигнал .f с выхода генератора 4 поступает на сч тный вход управляемого делителя 3 частоты, вход синхронизации генератора 2 случайных чисел. и вход управления считыванием-записью блока 1 памяти. Каждый тактовый импульс, поступающий на вход синхронизации N -разрядного генератора случайных чисел, обеспечивает формирование на его выходах, соединенных с адресчыми шинами оперативного запоминающего устройства, и -разряд- 40 ного случайного числа, определяющего адрес опрашиваемой ячейки памяти.

Тот же импульс, поступая на вход управления считыванием-записью блока памяти, положительным потенциалом 45 обеспечивает считывание содержимого опрашиваемой ячейки на выход блока памяти, являющийся выходом генератора.

По окончании импульса на управляющий вход блока-.памяти приходит сигнал с низким логическим уровнем, переводящий его в режим записи информации, в ячейку памяти записывается сигнал с выхода управляемого делителя частоты. Следующий тактовый импульс из- 55 меняет адрес опрашиваемой ячейки и цикл повторяется. Делитель, частоты, управляемый двоичным кодом разрядностью К, работает как преобразователь, код-частота, например, по схе ме двоичного умножителя,Если Ap+A значения двоичных .разрядов числа

К-1

А А =, д .. g>, то зависимость

1=0 .лежду частотой сигнала на выходе уп- 65 равляемого делителя частоты и числом

А будет следующей:

Поэтому число единиц, записанных в

А ячейки памяти, составит К Ъ от обще1 го объема памяти оперативного запоминающего устройства. Поскольку адрес опрашиваемой ячейки задается случайным числом, то на выходе блока памяти формируется последовательность двоичных символов с вероятностью появления логической единицы равной

Л вЂ” Вероятность появления события

1к можно регулировать в пределах от 0 дс 1 с шагом 2 ", изменяя значение числа A на управляющих входах делителя 3 частоты.

Таким образом, за счет введения в схему генератора управляемого делителя частоты достигается регулировка вероятности появления события и тем самым расширяются. функциональные воэможности устройства.

Аппаратурные затраты на реализацию устройства незначительны, например, при использовании микросхем серии К133 макет устройства, осуществляющего регулировку вероятности с шагом 2, выполняется на 9 инте гральных схемах. формула изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом генератора равномерно распределенных случайных чисел, разрядные выходи которого соединены с соответствующими адресными входами блока памяти, выход которого является выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем регулирования вероятностей формируемых чисел, он содержит управляемый делитель частоты, выход которого соединен с информационным входом блока памяти, управляющий вход которого соединен с выходами генератора тактовых импульсов и с входом управляемого делителя частоты, управляющие входы которого являются группой входов генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

t> 688905, кл. G 06 F 1, 02, 1977.

2. Бобнев М.П. Генерирование случайных сигналов М., "Энергия", 1971 с.177.

3. Гладкий В.С. Вероятностные вычислительные модели, М, "Наука", 1973, с.76 (прототип).

962932

1)

Составитель A. Карасов

Редактор Т. Портная Техред С.Мигунова Корректор А.Гриценко

Заказ 3 б Тираж 3 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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