Генератор случайных последовательностей Советский патент 1986 года по МПК G06F7/58 

tc о

Изобретение относится к области вьиислительной техники, может быть использовано для вероятностного моде лирования случайных перестановок и явля,ется усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1038940.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет автоматической идентификации заданных перестановок. Указанная цель достигается введением в генератор блока идентификации перестановок, состоящего из элементов И, группы элементов ИЛИ, с 9 группы триггеров, блока регистрации (О и. коммутатора. 2 ил.

го Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано для вероятностного моделиров ния случайных перестановок. Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей г нератора за счет автоматической, иде тификации заданных перестановок. Е фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого генератора; на фиг.2 схема блока идентификации перестановок . Генератор содержит вероятностный (1,К)-полюсник 1, группу элементов И 2, группу элементов 3 задерзиси группу триггеров 4, первый и второй элементы ИЛИ 5 и 6, генератор 7 так товых импульсов, выключатель 8, пер вьй и второй элементы 9 и 10 задерж ки, регистр 11 сдвига, группу строб рованнык шифраторов 125 блок 13 ищ1, кации, соДержагдий группу цифровых ивдикаторов 14, Блок идентификации перестановок содержит коммутатор 15, К групп по К в каждой группе элементов И 16, группу элементов ИЛИ 17, группу триггеров 18, блок 19 регистрации. Генератор работает следуюпщм образом. В исходном состоянии генератор 7 тактовых импульсов выключен, ни на одном из выходов вероятностного ,,(1 ,К)-полюсника единичного сигнала нет, все триггеры 4 находятся в еди ничном состоянии, вследствие чего элементы И 2 открыты, в блоке 13 ндикации и в блоке 19 регистрами никакая информация не индицируется и на первом выходе регистра 11 сдвига имеется единичный сигнал, которьй подготавливает к срабатыванию первьш стробированный шифратор 12д Генератор может работать в двух режимах: в автоматическом (выключатель 8 замкнут) и в неавтоматическо (выключатель 8 разомкнут). В автома тическом режиме работы генератора после завершения каждого -очередного цикла формирования случайного кода перестановок автоматически начинает ся следующий цикл. В неавтоматическом режиме работы каждьм очередной цикл формирования кода перестановок начинается по сигналу, подаваемому на вход Пуск генератора 7. Рассмотрим работу генератора в автоматическом режиме. Выключатель 8 в этом режиме зашснут. Первоначальный пуск генератора осуществляется подачей единичного импульса на вход Пуск генератора. Этот импульс через элемент ИЛИ 6 поступает на включающий вход генератора 7 тактовых импульсов и включает его. Генератор 7 начинает формировать последовательность тактовых импульсов, которая поступает на вход Пуск вероятностного (1,К)-полюсника 1. После каждого такто1зого импульса вероятностный (1,К)-полюсник 1 формирует единичный сигнал на одном из своих выходов с заданной вероятностью. Этот импульс, пройдя через соответствующий элемент И 2, поступает на соответствуиядие входы всех стробируемых шифраторов 12, через элемент ИЛИ 5 поступает на сдвиговый вход регистра 11 сдвига и переключает соответствующий триггер 4 в нулевое состояние. Поскольку в первом цикле работы генератора единичным сигналом с первого выхода регистра 11 сдвига открыт по стробирующему входу первый стробированньш шифратор 12, сигнал с выхода вероятностного (1,К)-полюсника 1 1шфруется первым стробированным шифратором, вследствие чего вы-. павшее первым натуральное число отображается в блоке 13 индикации первым цифровьм индикатором до конца данного цикла формирования перестановки. Вследствие переключения соответствующего триггера 4 в нулевое состояние по истечении заданной задержки закрывается соответствующий элемент И 2. По этой причине исчезает сигнал на выходе элемента ИЛИ 5 и Ha входе регистра 11 сдвига, сдвиг которого происходит по заднему фронту сдвигающего импульса. Регистр 11 сдвига подготавливает к работе второй стробированный шифратор 12, который срабатывает аналогично описанному после второго тактового импульса генератора 7, Вследствие этого во втором индикаторе 14 индицируется число, выпавшее вторым. Далее процесс продолжается до окончания цикла ормирования случайной перестановки. В конце цикла сигналом с последнего выхода регистра 11 сдвига оста312навливается генератор 7 тактовых импульсов и сбрасьшается вероятностный (1,К)-полюсник 1, устанавливаются в исходное состояние все триггеры 4 и регистр 11 сдвига. Очередной цикл начинается по исте чении задержки времени элемента 9 подачей сигнала на второй вход элемента ИЛИ 6. Блок автоматической идентификации заданных перестановок работает следующим образом. Номера перестановок, которые требуется идентифицировать (распознать), задаются.коммутатором 15 подачей единичных сигналов на первые входы соответствующих групп элементов И 16. Вторые входы каждой группы элементов И 16 подключены к выходам элементов И 2, в том порядке в котором должны последовательно во времени появляться сигналы той перестановки, на которую настроена данная группа элементов И 16. Обратим внимание, что в данном генераторе перестановка формируется путем последовательного вьшадания во времени чисел, или, что то же самое - сигналов на выходах элементов И 2. Каждая конкретная перестановка характеризуется вполне определенной своей последовательностью появления импульсов на выходах элеме тов И 2. Именно эти заданные последо вательности идентифицирует схема бло ка автоматической идентификации. Предположим, что К 4 и нас инте ресует перестановка, которой соответ ствует поочередное появление импульсов на первом, втором, третьем и четвертом элементах И 2. На эту пере становку настроена первая группа элементов И 16. Поэтому коммутатором 15 подготавливается к срабатыванию первая группа элементов И 16. Если формируется интересующая перестанов ка, то появляется импульс последовательно во времени на первом, втором, третьем и четвертом элементах И 16 первой группы. Эти импульсы через элементы ИЛИ 17 последовательно уста навливают в единичное состояние первый, второй, третий и четвертый триг геры 18. При этом каждый предьщущий триггер успевает подготовить к срав 1ению последующий триггер подачи на его синхронизирующий вход единичного сигнала. Последний триггер включит элемент индикахдаи в бло14ке 19 регистрации. Через з.тсэмонт 10 задержки все триггеры установятся в исходное состояние. Если же формируется любая иная перестановка, то очевидно, что цепочка триггеров 18 не сработает и перестановка иденфицирована не будет. Рассмотрим более подробно работу триггеров 18. В качестве первого в цепочке последовательно соединенных триггеров целесообразно использовать асинхронный RS-триггер. Работа этого триггера достаточно проста и сомнений не вызьтает, В качестве всех последующих триггеров можно использовать тактируемые (синхронные) 1К-триггеры. При этом единичный выход каждого предыдущего триггера соединен с тактирующим (синхронизирующим) входом последующего триггера. Благодаря этому сигналы, поступающие на единичные входы триггеров с выходов элементов ИЛИ 17. проходят на единичньй выход триггера только в том случае, если предьщущий триггер уже установился в единичное состояние. Бесконтрольно установиться в единичное состояние может только первый триггер. Но это не приводит к ложному срабатьшанию схемы, так как перед каждым очередным циклом форш- рования перестановки все триггеры устанавливаются в нулевое состояние. Формула изобретения Генератор случайных последовательностей по авт.св. № 1038940, о.т л ичающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет автоматической идентификации заданных перестановок, он дополнительно содержит блок идентификации перестановок, состоящий из К групп по К (К - длина перестановки) элементов И в каждой группе, группы элементов ИЛИ, группы триггеров, блока регистрации и коммутатора, каждьй выход которого соединен с первыми объединенными входами элементов И соответствующей группы блока, вторые входы элементов И каждой группы блока подключены к выходам элементов И группы генератора соответственно i-й перестановке (i 1,К), а выходы элементов И i-й группы соединены с i-ми входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых