Генератор случайных двоичных чисел Советский патент 1989 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении датчиков случайных чисел с дискретным распределением Пуассона.

Цель изобретения - повышение точности получения распределения Пуассона.

На чертеже приведена структурная схема генератора случайных двоичных чисел.

Генератор случайных двоичных чисел содержит генератор 1 пуассоновского потока импульсов, генератор 2 импульсов, первый и второй делители 3 и 4 частоты, преобразователь 5 код-интенсивность, реверсивный и суммирующий счетчики 6 и 7, регистр 8 памяти и элемент 9 задержки. При этом выход генератора 1 пуассоковского потока импульсов соединен с входом преобразователя 5 код-интенсивность, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 6 и счетным входом суммирующего счетчика 7, выходы разрядов которого соединены с соответствующими разрядными входами регистра 8, выход которого является выходом генератора, выход генератора 2 импульсов соединен с объединенными входами первого к второго делителей частоты 3 и 4, выход первого делителя частоты соединен с входом запись регистра 8 памяти и входом элемента 9 задержки, выход которого соединен с входом сброс суммирующего счетчика 7, выход второго делителя 4 частоты соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 6, разрядные выходы которого соединены с входом задания интенсивности преобразователя 5.

Генератор случайных двоичных чисел работает следующим образом.

С выхода генератора 1 пуассоновский поток импульсов в общем случае с произ-U

00

ел

вольной интенсивностью K(t), являющейся функцией времени из-за возможной нестабильности его параметров, поступает на вход преобразователя 5 код-интенсивность. Последний выполняет функцию вероятност- ного вентиля, который прореживает входной поток Я(0 с вероятностью , заданной кодом X текущего состояния т- разрядного реверсивного счетчика 6 р Х.2-.

На выходах первого 3 и второго 4 делителей частоты формируются регулярные поС1С

токи импульсов с частотами- и-°, где К

К, К.

и К-2 - коэффициенты деления соответствующих делителей частоты.

Допустим, что в начальный момент состояние реверсивного счетчика 6 равно нулю. Импульсы с выхода второго делителя 4 с

частотой Ј повышают текущее состояние

#г

Д/) реверсивного счетчика 6. В соответствии с кодом X(t) на выходе преобразователя 5 код-интенсивность возрастает ин- тенсивность выходного потока

Ko(t)U(t)-X(t).

Импульсы выходного потока Ka(t) поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 6. При обеспечении условия

л(/)- в рассматриваемой следящей сисКг.

теме -установится динамическое равновесие между средними частотами импульсов на суммирующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 6, т. е.

).Х(П;

Изменение интенсивности первичного генератора 1 компенсируется изменением вероятности прореживания потока в преобразователе 5 код-интенсивность для сохранения интенсивности потока на его выходе.

На счетный вход суммирующего счетчи- ка 7 поступают импульсы простейшего (стационарного пуассоновского) потока с

интенсивностью . Время Т подсчета Ki

(накопления) импульсов потока счетчиком 7 задается коэффициентом К. деления первого

делителя 3 частоты, Т Благодаря этому

го

К. параметр ,0Г - распределения ПуассоА2

на определяется только коэффициентами Ki К.-2 деления первого и второго делителей 3

и 4 частоты и не зависит от параметров л, и FQ первичных генераторов 1 и 2, что свидетельствует о высокой точности работы генератора случайных чисел.

Каждый импульс с выхода первого делителя 3 частоты записывает содержание счетчика 7 в регистр 8 памяти и, спустя время записи, заданное элементом 9 задержки, сбрасывает счетчик 7 в нуль, подготавливая генератор случайных чисел к новому рабочему циклу.

К

За время предложенный генератор формирует одно случайное двоичное число ,1,2..., принадлежащее генеральной совокупности чисел, распределенных по закону Пуассона.

г f -а

r mW- e. ,

где а - параметр распределения Пуассона,

равный а

-К

К2

5

0

5

0

5

0

Для задания целочисленных значений параметра ,2... значение коэффициента Kz устанавливают равным единице. Для задания параметра а с точностью до , ,2.., значение коэффициента /G устанавливается равным 10, ,2... соответственно.

Формула изобретения

Генератор случайных двоичных чисел, содержащий генератор импульсов, первый делитель частоты, выход которого соединен с входом записи регистра памяти и входом элемента задержки, выход которого соединен с входом сброса счетчика, выходы разрядов которого соединены с информационными входами соответствующих разрядов регистра памяти, выходы разрядов которого являются выходами генератора случайных двоичных чисел, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит генератор пуассоновского потока импульсов, второй делитель частоты, реверсивный счетчик и преобразователь код- интенсивность случайного потока импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика и вычитающим входом реверсивного счетчика, выход генератора импульсов соединен с входами первого и второго делителей частоты, выход второго делителя частоты соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с входом задания интенсивности преобразователя код-интенсивность случайного потока импульсов, информационный вход которого подключен к выходу генератора пуассоновского потока импульсов.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения датчиков случайных чисел с дискретным распределением Пуассона. Цель изобретения - повышение точности. В генератор случайных двоичных чисел, содержащий генератор импульсов, первый делитель частоты, суммирующий счетчик, регистр памяти и элемент задержки, введены генератор пуассоновского потока импульсов, второй делитель частоты, преобразователь код - интенсивность случайного потока импульсов и реверсивный счетчик с соответствующими связями между ними. Изобретение основано на использовании импульсов одного опорного генератора ка для валов, на которых подсчитываются импульсы стабилизированного пуассоновского потока. В результате вероятностные характеристики генератора случайных чисел не зависят от разброса параметров первичных генераторов импульсов. 1 ил.