Генератор случайных чисел Советский патент 1987 года по МПК G06F7/58 

Изобретение .относится к цифровой вычислительной технике, нредназначено для генерирования случайных неповторяющихся чисел и может быть применено в устройствах, использующих методы статистических испытаний.

Цель изобретения - упрощение генератора.

На фиг. 1 приведена блок-схема генератора; на фиг. 2 - схема блока управления; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу генератора.

Генератор содержит первичный источник 1 случайных чисел, блок 2 управления, стро- бируемый дещифратор 3, регистр 4 памяти, щифратор 5, элементы ИЛИ 6, элементы 7 задержки, триггеры 8, элементы И 9 и 10. Блок 2 управления содержит генератор 11 тактовых импульсов, элементы 12-15 задержки, счетчик 16, стробируемый дещифратор 17, элемент ИЛИ 18, генератор 19 одиночных импульсов.

Генератор работет следующим образом.

Импульсы с выхода генератора 11 тактовых импульсов поступают на стробирую- щий вход дещифратора 17 и последовательно распределяются на его выходы, что обспечивается соединением информационных входов дещифратора с выходами счетчика 16, на счетный вход которого поступают те же импульсы с выхода генератора И тактовых импульсов (фиг. 2), но задержанные элементом 12 задержки.

Импульс с первого выхода дещифратора 17, соответствующего ненулевому содержимому счетчика 16, сбрасывает триггеры 8 в нулевое состояние и подготавливает генератор к началу цикла генерирования. Последующие импульсы с остальных каналов, объединенные элементом ИЛИ 18, запускают первичный источник 1 случайных чисел. Через время задержки, обспечивае- мое третьим элементом задержки, число с выходов источника 1 случайных чисел де- щифрируется на стробируемом дешифраторе 3, и на соответствующем выходе дешифратора 3 появляется единичный потенциал, который пропадает через время, равное длительности импульса, поданного на его стро- бирующий вход с второго выхода блока управления (фиг. 1), т.е. на выходе строби- руемого дещифратора 3, соответствующем двоичному числу на выходе источника 1 случайных чисел, появляется единичный импульс.

Пусть это произойдет, например, на первом выходе стробируемого дещифратора3. Этот импульс через первый элемент ИЛИ 6 проходит на первый вход элемента U 10. Так как первый триггер 8 находится в нулевом состоянии, то импульс проходит через элемент 10, второй вход которого соединен с нулевым выходом первого триггера 8, на котором имеется единичный уровень потенциала, и поступает на соответствующий информационный вход регистра 4 памяти.

Запись импульса в регистр 4 памяти происходит следующим образом. Импульс с выхода элемента ИЛИ 18 запускает генератор 19 одиночных импульсов, вырабатываю- щий одиночный импульс. Этот импульс, задержанный на четвертом элементе 15 задержки, подается на тактовый вход регистра 4 памяти и записывает в него информацию с выхода первого элемента М 10. Содержимое регистра 4 щифруется на ком бинационном щифраторе 5, и на этом процесс генерации одного случайного числа заканчивается. Необходимо отметить, что импульс с выхода первого элемента ИЛИ 6 через первый элемент 7 задержки взво5 дит первый триггер 8 в единичное состояние. После однократного прохождения импульса через какой-либо элемент U 10 он запирается по входу, соединенному с нулевым выходом соответствующего триггера 8. Этот процесс повторяется еще (2 -1)

0 раз. При этом возможны два варианта. Если вновь сгенерированное число ни разу до этого (в пределах данного цикла) не появлялось, работа генератора ничем не отличается от описанного выше алгоритма.

с Если произошла повторная генерация одного и того же числа, например, соответствующего nepBqMy выходу стробируемого дешифратора 3, импульс с выхода первого элемента ИЛИ 6 пройдет уже не через элемент И 10, а через первый элемент И 9, так

Q как триггер 8 уже находится в единичном состоянии, и поступит через второй элемент ИЛИ 6 на вход цепочки элементов, соединенный с вторым выходом стробируемого дешифратора 3. Далее алгоритм работы элементом повторяется, но уже для этой це5 почки элементов.

Таким образом, последовательно генерируются 2 случайных чисел и ни одно из них на выходе шифратора не повторяется.

40

Формула изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий первичный источник случайных чисел, выходы разрядов которого соединены с информационными входами стробируемого дешифратора соответственно, группу триггеров, нулевые выходы которых соединены с первы.ми входами соответствующих элементов И первой группы, регистр памяти, отличающийся тем, что, с упрощения, он содержит группу элементов ИЛИ, группу элементов

Q задержки, вторую группу элементов И, шифратор и блок управления, содержащий четыре элемента задержки, счетчик, стробируемый дешифратор, элемент ИЛИ, генератор одиночных импульсов и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен

5 со стробирующим входом стробируемого дешифратора блока управления и с входом первого элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом счетчика, разрядные выходы которого соединены с соответствующими входами стробируемого дешифратора блока управления, первый выход которого соединен с нулевыми входами триггеров группы, а выходы, кроме первого, стробируемого дешифратора блока управления соединены с входами элемента ИЛИ соответственно, последний выход стробируемого дешифратора блока управления через второй элемент задержки соединен с входом «Сброс счетчика, выход элемента ИЛИ соединен с входом «Пуск генератора одиночных импульсов, с входом «Опрос первичного источника случайных чисел и с входом третьего элемента задержки, выход которого соединен со стробируюш,им входом стробируемого дешифратора, выход генератора одиночных импульсов через четвертый элемент задержки соединен с синхронизируюш,им входом регистра памяти, выходы разрядов которого соединены с входами шифратора соответственно, выходы которого являются

группой разрядных выходов генератора, выходы стробируемого дешифратора соединены с первыми входами элементов ИЛИ группы, выходы которых через соответ- ствуюш,ие элементы задержки группы соединены с единичными входами триггеров группы, единичные выходы которых соединены с первыми входами соответствуюш,их элементов И второй группы, выход каждого г-го (i , п, п - число элементов ИЛИ в группе) элемента И второй группы соединен с вторым входом (гЧ-1)-го элемента ИЛИ группы, выход п-го элемента И второй группы соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ группы, выходы элементов ИЛИ груп- 5 пы соединены с вторыми входами соответствующих элементов И второй группы и со- ответствуюш.их элементов И первой группы, выходы которых соединены с соответ- ствуюш,ими разрядными входами регистра памяти.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для формирования случайных неповторяющихся чисел. Цель изобретения - упрощение генератора. Генератор содержит первичный источник 1 случайных чисел, блок 2 управления, стробируемый дещифра- тор 3, регистр 4 памяти, щифратор 5, элементы ИЛИ б, элементы 7 задержки, триггеры 8, элементы 9, 10 И. Блок 2 управления содержит генератор тактовых импульсов, элементы задержки, счетчик, стробируемый дещифратор, элемент ИЛИ, генератор одиночных импульсов. 3 ил. J-H. sg 00 1чЭ ел