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

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь-зовано в качестве приставки или внутреннего блока электронной вычисли- . тельной машины. Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей генератора за счет изменения автокорреляционной функции в процессе работы На чертеже приведена блок-схема предлагаемого генератора Генератор содержит счетчик 1, блок 2 памяти, схему 3 сравнения,, ключ 4, счетчики 5 и 6, ключи 7 и в, блок 9 элементов ИЛИ, элемент 10 задержки, датчик 11 случайных чисел, элемент 12 задержки, блок 13 динамической памяти, схему14 сравнения, элемент ИЛИ 15, блок 16 управления, который содержит генератор 17 тактовых импульсов, элементы И 18 - 23, триггеры 24 и 25. Генератор случайных чисел работает следующим образом. В исходном положении счетчик 1 установлен в нулевое состояние. Блок 2 памяти и счетчики 5 и 6 содержат независимые реализации случайной величины, распределенной по требуемому закону, генерируемому датчиком 11 случайных чисел. При этом в блоке 2 памяти находится п чисел, а в счетчиках 5 и 6 - одно и то же число. На выходе схемы 3 сравнения отсутствует следовательно, ключ 4 заперт и на выход устройства число не подается. Блок 13 динамической памяти содержит последовательность целых чисел, больших единшЦ) и небольших п, задающих на каждом такте работы генератора максимальный адрес блока 2 памяти, который ограничивает количество просматриваемых чисел из блока 2 памяти На выходе блока 13 динамической памяти установлено первое число. Триггер 24 открывает элемент И 10 и закрывает элемент И 19. Триггер 25 открывает элементы И 20 и 22 и закрывает Элементы И 21 и 25. На всех шинах сигнал отсутствует о Импульс от генератора 17 тактовых импульсов через элемент И 18 поступает на шину Ш 1 и через элементы И 18 н 20 - на шину Ш 2. По шине Ш 1 сигнал передается на счетный вход счетчика 1. По шине Ш 2 сигнал поступает на разрешающий вход ключа 7. В счетчике 1 устанавливается очередное зна1262 чение адреса блока 2 памяти, которое поступает на адресный вход блока 2 памяти и на первый информационный вход схемы 14 сравнения, йа выходе блока 2 памяти появляется число, записанное по установленному в счетчике 1,адресу. Это число передается на первый информационный вход схемы 3 сравнения и на информационный вход ключа 4. На второй информационный вход cxeMiji 3 сравнения через ключ 7 и блок 9 элементов ИЛИ поступает число, записанное ранее в счетчике 5. На выходе схемы 3 сравнения появится сигнал, если произойдет сравнение, в противном случае сигнал не вьграба- ; тывается. Если сигнал не появится, то то ключ 4 останется закрытым и число из блока 2 памяти на выход генератора не поступит. Устройство будет работать аналогичным образом до тех пор, пока не появится сигнал сравнения на выходе схемы 3 сравнения, либс не произойдет сравнение адреса, поступившего из счетчика 1 на первый информационный вход схемы 14 сравнения, с числом, поступившим на второй ин формационный вход схемы 14 сравнения с вьгхода блока 13 динамической памяти. В последнем случае на выходе схемы 14 сравнения появится сигнал. Пусть на выходе схемы 14 сравнения сигнал появится. Это означает, что последовательное сравнение содержимого счетчика 5 с числами из блока 2 памяти, последнее из которых задается адресом из счетчика 1, закончено. Сигнал по шине Ш 6 передается на счетные входы триггеров 24 и 25 и через элемент ИЛИ 15 поступает на вход Сброс / счетчика 1. При этом счетчик 1 сбрасывается в исходное состояние, триггеры 24 и 25 меняют свои состояния на противоположные. Элементы И 18, 20и 22 закрываются, элементы И 19, 21и 23 открываются. Очередной нмпульс от генератора 17 тактовых импульсов через элементы И 19 и 23 поступает на шину Ш 3, через элемент И 19 - на единичный установочный вход триггера 24, устанавливая его в исходное состояние, что приводит к открыванию элемента И 18 и закрыванию элемента И 19. Сигнал по шине Ш 3 передается на счетный вход счетчика 6, уменьшая его содерзкимое на единицу. Спедующий импульс от генератора 17 тактовых импульсов поступает через элемент И 18 на шину Ш 1 и через элементы И 18 и 21 - на шину Ш 4. С шины Ш 1 сигнал передается на счетный вход счетчика 1. По шине Ш А сигнал поступает на разрешающий вход ключа 8. В счетчике 1 устанавливается очередное значение адреса, которое попадает на адресный вход блока 2 памяти и на первый информационный вход схемы 14 сравнения. При этом число, записанное в блоке 2 памяти по адресу, установленному в счетчике 1, поступает на первый информационный вход схемы 3 сравнения и на информационный вход ключа 4. На второй информационный вход схемы 3 сравнения через ключ 8 и блок 9 элементов ИЖ поступает содержимое счетчика 6. В случае совпадения чисел, поступивших на входы схемы 3 сравнения, на ее выходе появится сигнал. В противном случае устройство будет работать в зависимости от результатов сравнения содер жимого счетчика 1 и очередного числа из блока 13 динамической памяти, установленных соответственно на первом и втором информационных входах схемы 14 сравнения. Если совпадение в схеме 14 сравнения не произойдет, то устройство повторит сравнение оче редного числа из блока 2 памяти с CO держимым счетчика 6. Если же совпаде ние произойдет, т.е. закончится последовательноёсравнение содержимого счетчика 6 с числами из блока 2 памяти, .адрес последнегсг из которых определяет сячислом невыходе блока 13 динамической памяти, то на выходе схемы 14 сравнения появится сигнал. Этот сигнал поступит на шину Ш 6 и через эле мент ШШ 15 - на вход Сброс счетчика. С шины Ш 6 сигнал передается на счетные входы триггеров 24 и 25, изменяя их состояния на протовополож ные. При этом откроются элементы И 19, 20 и 22 и закроются элементы И 18, 21 и 23. Очередной импульс от генератора 17 тактовых импульсов через элементы И 19 и 22 поступит на шину Ш 5., через элемент И 19 - на единичный установочный вход триггера 24, устанавливая его в исходное состояние, что приведет к открыванию элемента И 18 и закрьшанию элемента И 19. Сигнал по шине Ш 5 передается на счетный вход счетчика 5, увеличивая его .содержимое на единицу. Далее работа устройства продолжается по отисанной схема до тех пор, пока не произойдет сравнение числа из блока 12 64 2 памяти с содержимым одного из счетчиков 5 или 6. При этом на выходе схемы 3 сравнения появится сигнал сравнения, который откроет ключ 4, поступит на вход элемента 10 задержки и на шину Ш 7. Число из блока 2 пасчетчике 1, через ключ 4 поступит на выход устройства и на установочные входы счетчиков 5 и 6, записываясь в них. По шине Ш 7 сигнал передается на единичный установочный вход триггера 25 и установит его в исходное состояние. С выхода элемента 10 зйдержки сигнал поступит на вход Опрос датчика 11 случайных чисел, на вход элемента 12 задержки и на считывающий вход блока 13 динамической памяти. На выходе блока 13 динамической памяти установится очередное число, которое поступит на вход.схемы 14 сравнения. Датчик 11 случайных чисел выработает очередное число, .которое запишется на место числа, поступившего на выход устройства, так как значение адреса в счетчике не изЦенится. С выхода элемента 12 задержки сигнал передается через элемент ИЛИ 15 на вход Сброс счетчика 1, устанавливая его в исходное состояние. Таким образом, устройство переводится в исходное положение. Такт работы генератора случайных чисел закончится. Формула изобретени Генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, (Вторые входы которых соединены соответственное единичным и нулевым выxoдa {И . первого триггера, элемент ИЛИ, выход которого подключен к входу Сброс первого счетчика, второй триггер, единичный вход которого соединен с выходом первой схемы сравнения, с управляющим входом первого ключа и с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом Опрос датчика случайных некоррелированных чисел и с входом второго элемента задержки, выход которого со- единен с первым входом элемента ИЛИ, ийформационный выход первого счетчика соединен с адресным входом блока памяти, информационный вход которого

Изобретение относится к области вычислительной техники и к системам статистического моделирования и анализа. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет управления корреляционными свойствами последовательностей случайных чисел в процессе генерирования. В генераторе осуществляется перестановка значений исходной ограниченной совокупности случайных некоррелированных чисел с требуемым одномерным законом распределения вероятностей. Перестановка проводится с использованием правила подбора наиболее близкого по модулю значения из ограниченной совокупности исходных чисел к последнему прогенерированнсжу числу с выхода гег нератора. При этом на каждом такте генерирования объем исходной ограниченной совокупности изменяется по задаваемому аналитическому закону функции времени. Генератор может использоваться при построении; имитационных моделей различных объектов в качестве устройства, задающего стохастические входлые процессы с требуе(Л м№О1 статистическими свойствами. Генератор содержит три счетчика, блок памяти, две схемы сравнения, три ключа, блок злементов ШШ, два элемента задержки, датчик случайных некоррелированных чисел, генератор тактовых импульсов, шесть элементов И, функциональный генератор, два триггера. 1 ил.