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

Изобретение О гнос1 тся к вычислительной технике и может быть и.епользовано в качестве приставки к универсальным цифровым ЭВМ прн рен)ении задач методом статистических иснытаний.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг. 1 приведена блок-схема генератора; на фиг. 2 - функциональная схема пер

вичного источника случайных чисел; на фиг. 3 - функциональная схема блока выделения остатка от деления на число N. Генератор содержит первичный источник 1 случайных чисел и блок 2 выделения остатка от деления на число N. Первичный источник 1 случайных чисел содержит выход 3, генератор 4 шума, генератор 5 линейно изменяющегося напряжения, схему 6 сравнения, линию 7 задержки, шифратор 8, регистр 9 памяти. Блок 2 выделения остатка от деления на число N содержит вход 3, схему 10 сравнения, первый счетчик 11, ключ 12, второй счетчик 13, генератор 14 тактовых импульсов.

Генератор работает следующим образом. По сигналу, под,анному на вход управления, источник 1 вырабатывает первичное случайное число, которое поступает на вход блока 2. По следующему управляющему сигналу из числа, находящегося на входе блока 2, выделяется остаток от деления его на число N, источник 1 по этому же управляющему сигналу вырабатывает новое случайное число, из которого на следующем такте будет выделен остаток.

Вторичн1)1е случайные числа выходной последовательности снимаются по каждому управляющему сигналу с выхода блока 2, работа которого состоит в следующем. Первичное случайное число в Двоичном коде с входа блока поступает на вход схемы 10 сравнения. Импульсы с выхода генератора 14 поступают на счетные входы счетчика 11 и через ключ 12 счетчика 13, схема 10 сравнения при несовпадении первичного случайного числа и числа на выходе счетчика 11 формирует нуль на сбрасывающем входе ключа 12. Управляющий импульс обнуляет счетчики 11 и 13 и открывает ключ 12. Счетчик 11 считает непрерывно, а счетчик 13 из состояния с числом N - 1 на его выходе переходит в состояние с числом О на выходе и начинает счет сначала. Когда число на выходе счетчика 11 становится равным пер25

30

35

В качестве первичной лучще всего использовать последовательность с нормальным законом распределения, поскольку при этом методическая погрешность будет наименьшей. Кроме того, нормальное распределение наиболее широко встречается в природе, поэтому задача создания формирователя первичных случайных чисел с таким законом представляется наиболее простой. Для повышения быстродействия устройства возможно использование нескольких генераторов с последовательным их опросом. Для расширения интервала равномерного распределения можно использовать несколько генераторов параллельно. Для оперативного изменения интервала равномерного распределения возможно использовать блок 2 выделения остатка от деления на число N с дополнительным управляющим входом, на который подается число N.

Формула изобретения

Генератор равномерно распределенных случайных чисел, содержащий первичный источник случайных чисел, вход «Опрос 40 которого является входом «Опрос генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит блок выделения остатка от деления на число /V (N - любое положительное число), содержащий схему сравнения, ключ, два счетчика и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с информационным входом ключа и со счетным входом первого счетчика, вход «Сброс которого объединен с входом «Сброс второго счетчика, с первым управляющим входом ключа и подклю45

вичному случайному числу, схема 10 сравне- 50 ц, входу «Опрос генератора, а инфорпия вырабатывает логическую единицу, которая закрывает ключ 12, и поступление импульсов с выхода генератора 14 на счетчик 13 прекращается. Поскольку число импульсов, поступивщих на счетчик 13, равно первичному случайному числу, находяще- на кходе схемы 10 сравнения, а от чис- .la ма выходе счетчика 13 всякий раз отбра- сыва1 1ся число, кратное N, то на выходе

мационныи выход первого счетчика соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которого подключен к выходу первичного источника случайных чисел, а выход схемы сравнения соединен с вторым управляющим входом ключа, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, информационный выход которого является выходом генератора.

с 0

5

0

5

счетчика 13 к концу цикла работы блока всегда находится остаток от деления первичного случайного числа на число N.

Для безошибочной работы генератора необходимо, чтобы период формирования первичного случайного числа был меньше периода управляющих сигналов, но больще времени работы блока 2 выделения остатка от деления на число N. Допустимо также, чтобы генератор производил формирование первичного и в -оричного случайных чисел за время одного периода управляющих сигналов, при этом блок 2 выделения остатка от деления на число N запускается не управляющим сигналом, а сигналом с формирователя первичных,случайных чисел вырабатываемым после готовности очередного первичного случайного числа.

В качестве первичной лучще всего использовать последовательность с нормальным законом распределения, поскольку при этом методическая погрешность будет наименьшей. Кроме того, нормальное распределение наиболее широко встречается в природе, поэтому задача создания формирователя первичных случайных чисел с таким законом представляется наиболее простой. Для повышения быстродействия устройства возможно использование нескольких генераторов с последовательным их опросом. Для расширения интервала равномерного распределения можно использовать несколько генераторов параллельно. Для оперативного изменения интервала равномерного распределения возможно использовать блок 2 выделения остатка от деления на число N с дополнительным управляющим входом, на который подается число N.

Формула изобретения

Генератор равномерно распределенных случайных чисел, содержащий первичный источник случайных чисел, вход «Опрос которого является входом «Опрос генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит блок выделения остатка от деления на число /V (N - любое положительное число), содержащий схему сравнения, ключ, два счетчика и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с информационным входом ключа и со счетным входом первого счетчика, вход «Сброс которого объединен с входом «Сброс второго счетчика, с первым управляющим входом ключа и подклю

ц, входу «Опрос генератора, а информационныи выход первого счетчика соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которого подключен к выходу первичного источника случайных чисел, а выход схемы сравнения соединен с вторым управляющим входом ключа, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, информационный выход которого является выходом генератора.

Ш

I Вь/х

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испо.тьзовано в качестве приставки к ЭВМ при решении задач методом статистических испытаний. Цель изобретения - повышение точности. Генератор содержит первичный источник случайных чисел, блок выделения остатка от деления на число N. Первичный источник случайных чисел содержит выход 3, генератор 4 шума, генератор 5 линейно изменя- юш,егося напряжения, схему 6 сравнения, линию 7 задержки, шифратор 8, регистр 9 памяти. Блок выделения остатка от деления на число N содержит вход 3, схему сравнения, первый счетчик, ключ, второй счетчик., генератор тактовых импульсов. 3 ил. 8х Ипр Вых ЖГО« а.,.1 ГС О1 : ta.,,) I (Bui -.-X

}np

Фиг. 2