Генератор последовательностей случайных чисел Советский патент 1988 года по МПК G06F7/58 

САЭ 4

to

Ю

14)

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при статистическом моделировании и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1179325.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет обеспечения возможности изменения автокорреляционной функции.

Блок-схема генератора приведена на чертеже.

Генератор содержит счетчик 1, блок 2 памяти, схему 3 сравнения, ключ 4,

счетчики 5 и 6, ключи 7 и 8, блок 9 элементов ИЛИ, элемент 10 задержки, датчик 11 случайных чисел, элемент 12 задержки, блок 13 управления, состоящий из генератора 14 тактовых импульсов, элементов И 15-20 и тригге- ров 21 и 22. Кроме того, генератор содержит блок 23 управления автокор- реляционной функцией, состоящий из счетчика 24, регистра 25 памяти и ключа 26,

Генератор 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 на требуемому закону, генерируемому датчиком 11 случайных чисел. Причем в блоке 2 памяти находится п чисел, а в счетчиках 5 и 6 - одно и то же число, На выходе схемы 3 сравнения сигнал отсутствует, следовательно, ключ 4 заперт и на выход устройства число не подается.

В регистре 25 памяти записано чис- ло k. Счетчик 24 установлен в k-e состояние, где О , m - размерность счетчика. При корреляционная функция трансформируемой пос

ледовательности сжимается в f раз. Триггер 21 открывает элемент И 15 и закрывает элемент И 16. Триггер 22 открывает элементы И 17 и 19 и закрывает элементы И 18 и 20, На всех шинах сигналы отсутствуют.

Импульс от генератора 14 тактовых импульсов через элемент И 15 поступает на шину Ш 1 и через элементы И 15 и 17 - на шину Ш 2. По шине Ш 1 сигнал передается на счетный вход счет- чика 1. По шине Ш 2 сигнал передается на разрешающий вход ключа 7, В счетчике 1 устанавливается очередное значение адреса блока 2 памяти, которое

0

5

0 5

0 с

о

5

0

поступает на адресный вход блока 2 памяти. На выходе блока 2 памяти появляется число, записанное по установленному в счетчике 1 адресу. Это число передается на первый информационный вход схемы 3 сравнения и информационный вход ключа 4.

На второй информацйонньй вход схемы 3 сравнения через ключ 7 и блок ИЛИ 9 поступает число, записанное ранее в счетчике 5. На выходе схемы 3 сравнения появляется сигнал, если сравнение произошло; в противном случае сигнал не вырабатывается. Если сигнал не появляется, содержимое . счетчика 24 не изменяется, ключ 4 остается запертым и число из блока 2 памяти на информационный вход ключа 26 не поступает. Устройство работает аналогичным образом до тех пгор, пока не появится сигнал сравнения на выходе схемы 3 сравнения либо не произойдет переполнение счетчика 1.

Пусть произошло переполнение счетчика 1, т.е. осуществршось последовательное сравнение содержимого счетчика 5 со всеми числами, хранящимися в блоке 2 памяти. Счетчик 1 переводится в исходное состояние. На выходе по переполнению счетчика 1 появляется

сигнал, который по шине Ш 6 поступает

I

на счетные входы триггеров 21 и 22,

изменяя их состояния на противополож-, ные. При этом элементы И 15, 17 и 19 закрываются, а элементы И 16, 18 и 20 открываются.

Очередной импульс от генератора 14 тактовых импульсов через элементы И 16 и 20 поступает на шину Ш 3, через элемент И 16 - на установочный вход триггера 21 устанавливая его в исходное состояние, что приводит к открыванию элемента И 15 и закрьша- нию элемента И 16. Сигнал по шине Ш 3 передается на счетный вход счетчика 6, уменьшая его содержимое на единицу.

Следующий импульс от генератора .14 тактовых импульсов поступает через элемент И 15 и на шину Ш 1 и через элементы И 15 и 18 - на шину Ш 4. С шины Ш 1 сигнал передается на счетный вход счетчика 1. По шине Ш 4 сигнал поступает на разрешающими вход ключа 8. В счетчике 1 устанавливается очередное значение адреса, которое, попадая на адресный вход блока 2 памяти

, вызывает поступление числа.

записанного по этому адресу из блока 2 памяти на первый информационный вход схемы 3 сравнения и на информационный вход ключа 4. На второй ин- формационный вход схемы 3 сравнения через ключ 8 и блок ИЛИ 9 поступает содержимое счетчика 6. В случае совпадения чисел, поступающих на входы схемы 3 сравнения, на ее выходе ПОЯВляется сигнал, В противном случае устройство повторяет цикл сравнения. Если сравнения всех чисел из блока 2 памяти с содержимым счетчика 6 не происходит, то на выходе по переполнению счетчика 1 появляется сигнал, который поступает на шину Ш 6, С шины Ш 6 этот сигнал передается на счетные входы триггеров 21 и 22, изменяя их состояния на противоположные. При этом открываются элементы И 16, 17 и 19 и закрываются элементы И 15, 18 и 20, Очередной импульс от генератора 14 тактовых импульс ов через элементы И 16 и 19 поступает на шину Ш 5, через элемент И 16 - на установочный вход триггера 21, устанавливая его в исходное состояние, что приводит к открыванию элемента И 15 и закрыванию элемента И 16, Сигнал по шине Ш 5 передается на счетный вход счетчика 5, увеличивая его содержимое на единицу. Далее работа устройства продолжается по описанной схеме до тех пор, пока не произойдет сравнение числа из блока 2 памяти с содержимым счетчика 5 или 6, При этом на выходе схемы 3 сравнения появляется сигнал сравнения, который поступает на установочный вход триггера 22, счетный вход счетчика 24, разрешающий вход ключа 4 и на вход элемента 10 задержки. При этом триггер 22 устанавливается в исходное состояние, содержимое счетчика 24 увеличивается на единицу, ключ 4 открывается. Число из блока 2 памяти, адрес которого установлен в счетчике 1, через ключ 4 поступает на установочные входы счетчиков 5 и 6 и записьшается в них, а также на информационный вход ключа 26. С выхода элемента 10 задержки сигнал поступает на вход датчика 11 случайных чисел и вход элемента 12 задержки. Датчик 11 случайных чисел вырабатывает очередное число, которое записьгоается на место числа из блока 2 памяти, адрес которого установлен в счетчике 1. С выхода элемента 12

20

Q5

4220

задержки сигнал

передается Установка в нуль счетчика

на вход

1 и устанавливает его в нулевое состочние (состояние, соответствующее начальному адресу блока 2 памяти). Если в счетчике 24 произошло переполнение, то сигнал с его выхода по переполнению поступает на разрешающий вход ключа 26 и.вход предварительной записи информации счетчика 24, При этом открывается ключ 26 и число из блока 2 памяти поступает на выход устройства, а число k из регистра 25 памяти, установленное на информационнм входе счетчика 24, переписывается в счетчик 24, Если на выходе устройства число не появилось, то устройство работает описанным вьш1е образом до тех пор, пока не произойдет переполнение счетчика 24 и на выходе устройства не появится число.

Таким образом, при помощи устройства, включающего узлы 1-10, 12 и 13,

осуществляется внесение корреляционной зависимости в последовательность некоррелированных случайных чисел с требуемым одномерным законом распределения веростностей, получаемых с помощью датчика 11 случайных некоррелированных чисел,- Введение в устройство блока 23, содержащего блоки 24, 25 и 26, позволяет изменять вид автокорреляционной последовательности посредством сжатия по оси абсцисс в фиксированное число раз, В силу того что в процессе генерирования на выход устройства подаются значения только при достижении переполнения счетчика 24, изменением установки начального состояния этого счетчика (состояния регистра 25 памяти) можно регулировать количество периодически выбрасьшаемых значений с исходной ав- токорреляционной функцией, поступающей на блок 23 трансформации, что и обеспечивает сжатие автокорреляционной функции.

Формула изобретения

Генератор последовательностей случайных чисел по авт, ев, № 1179325, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет обеспечения возможности изменения автокорреляционной функции, он содержит четвертый ключ, четвертый счетчик и

513742206

регистр памяти, выход которого соеди-выход которого является выходом гененен с установочным входом четвертогоратора, а управляющий вход четвертого

счетчика, счетный вход которого под-ключа объединен с входом синхронизаключен к выходу схемы сравнения, вы-ции установки четвертого счетчика и

ход Tpefbero ключа соединен с инфор-подключен к выходу переполнения четмационным входом четвертого ключа,вертого счетчика.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при статистическом моделировании. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет обеспечения возможности изменения автокорреляционной функции. Генератор содержит счетчик 1, блок 2 памяти, Ьхему 3 сравнения, ключ 4, счетчики 5, 6, ключи 7, 8, блок 9 элементов ИЛИ, элемент 10 задержки, датчик 11 случайных чисел, элемент 12 задержки, блок 13 управления, состоящий из генератора 14 тактовых импульсов, элементов И 15-20 и триггеров 21, 22. Кроме того, генератор содержит блок 23 управления автокорреляционной функцией, состоящий из счетчика 24, регистра 25 памяти и ключа 26. 1 ил. ВижоУ i (Л