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

со со

4j

(X)

о

О5

Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет расширить область применения генератора путем получения случайных двоичных чисел, распределенных по закону Па- рето с показателем d 1/2. Цель изобретения - расширение области применения генератора за счет получения распределения Парето. Генератор 1 импульсов совместно с равновероятностным двухполюсником 2 реализуют случайные испытания по бросанию жребия, результаты которых отображаются в реверсивном счетчике 3 в виде случайного симметричного блуждания. Дешифратор 4 определяют моменты достижения процессом блуждания нулевого уровня (ничьей).Генератор 1 и сум-- мирующий счетчик 5 преобразуют интервалы в двоичный код, который выводится в регистр 6 памяти. Делитель 7 частоты служит для ограничения интервалов при формировании сл чайных чисел, распределенных по усеченному распределению Парето. Элемент задержки 8 обеспечивает надежность вывода двоичного кода состояния суммирующего счетчика 5 в регистр 6 памяти. 2 ил. с (Л

.1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении простых по уст ройству датчиков случайных чисел, распределенных по закону Парето с Показателем о/ 1/2.

Целью изобретения является расширение области применения генератора путем получения распределения Парето с показателем .

На фиг. 1 приведена структурная схема генератора; на фиг. 2 - пример выполнения равновероятностного двухполюсника.

Генератор случайных двоичных чисел содержит генератор 1 импульсов, равновероятностный двухполюсник 2, реверсивный счетчик 3, дешифратор 4, суммирующий счетчик 5, регистр 6 памяти, делитель 7 частоты и элемент 8 задержки.

Равновероятноетпьй двухполюсник 2 (фиг.2) может быть выполнен в виде электронного коммутатора на два выхо да с высокой частотой случайных переключений, содержащего генератор 9 случайного потока импульсов, элемент ЗАПРЕТ 10, Т-триггер 11, первый 12 и второй 13 элементы И. Элемент ЗАПРЕТ 10 введен для исключения случаев дробления импульсов на выходах двухполюсника 2.

Сущность изобретения основана на аппаратурном моделировании с помощью генератора импульсов, равновероятностного двухполюсника и реверсивного счетчика симметричного дискретного блуждания, определении с помощью дешифратора моментов достижения процессом блуждания границы и преобразовании временных интервалов между моментами достижения границ в двоичный код. В результате этого у генера тора появляется свойство однозначно заданной вероятностной дискретной системы, отображающей классическую игру с бросанием монеты и регистраци ей интервалов времени между ничьей Благодаря этому свойству распределение случайных двоичных чисел, формируемых генератором, подчиняется зако ну Парето с показателем d 1/2.

Генератор случайных чисел работает следующим образом.

Равновероятностный двухполюсник 2 реализует случайные испытания, исходы которых состоят в появлении импульса генератора 1 на первом либо

979062

втором выходе. Результаты равновероятностных испытаний образуют два идентичных случайных потока импульсов, которые воздействуют на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 3. В последнем моделируется дискретный процесс симмеФрич- ного случайного блуждания на прямой, т.е. одномерного блуждания.

Симметричные (р q 0,5) случайные блуждания на прямой являются возвратными, при этом распределение интервалов между смежными моментами 15 возврата в исходное (обычно нулевое) состояние подчиняется закону Парето с показателем с 1/..

10

20

25

30

35

40

45

50

55

Для определения моментов возврата процесса блуждания в начальное состояние служит дешифратор 4 нулевого состояния реверсивного счетчика 3. Суммирующий счетчик 5 выполняет преобразование вида время-код путем подсчета импульсов генератора 1 на временных интервалах, заданных сами с выхода дешифратора 4. Делитель 7 частоты необходим для получения усеченного распределения Паре- то путем ограничения значений кодов. Импульс с выхода дешифратора 4 переносит содержимое суммирующего счетчика 5 в регистр 6 памяти и спустя небольшое время, заданное элементом 8 задержки, сбрасывает суммирующий счетчик 5 и делитель 7 частоты в нуль, подготавливая генератор случайных двоичных чисел к новому циклу работы.

Формула изобретения

Генератор случайных двоичных чисел, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с информационным входом делителя частоты и входом равновероятностного двухполюсника, первый и второй выходы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, суммирующий счетчик, разрядные выходы которого соединены с соответствующими информационными разрядными входами регистра памяти, выход которого является выходом генератора, элемент задержки, выход которого соединен с входом Сброс суммирующего счетчика, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения генератора путем получения распределения Паре- то, он содержит дешифратор, выход которого соединен с синхронизирующим входом регистра памяти и входом элемента задержки, выход Которого соединен с входом Сброс делителя частоты, выход которого соединен с входом Сброс реверсивного счетчика, - разрядные выходы которого соединены с соответствую1цими входами дешифратора, выход генератора импульсов соединен со счетным входом суммирующего счетчика.

Фиг. 2