Генератор случайных чисел Советский патент 1990 года по МПК G06F7/58 

05 О

со со

00

10

15

31603381

Изобретение относится к вычисли- , тельной технике и может быть использовано в качестве автономного датчика случайных чисел с возможностью изменения законе распределения при решении задач моделирования, а также при проведении исследований или ис пытаний радиоэлектронных и вычислительных устройств

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет обеспечения формирования случайных чисел с треугольным, усеченным и нормальным распределением.

На фиг,1 представлена электрическая схема генератора случайных чисел; на фиг,2 - временные диаграммы работы устройства.

Генератор случайных чисел содержит генератор 1 случайных импульсов, два элемента ИЛИ 2, 3 RS-триггер А, три элемента И 5-7, одновибратор 8, формирователь 9 импульсов, два счетчика 10 и 11 импульсов, накйпливаю- щий сумматор 12, два элемента 13 и 14 задержки, блок 15 элементог И5блок 16 сравнения.

Генератор случайных чисел работает следующим образом.

Перед началом работы сигнал, по- дан ный на шину остановки генератора, через второй элемент ИЛИ 3 (фиг.2к) производит установку RS-триггера 4 в единичное состояние (фиг,26) и обнуление накапливающего сумматора 12 и второго счетчика 11 импульсов. Задание требуемого закона распределения

случайных чисел осуществляется подачей на вход задания вида распределения управляющего кода Ку. 1 2,..,, определяющего количество последовательных суммирований независимых равновероятных чисел в накапливающем сумматоре 12. Так, при Ку 1 закон распределения формируемых устройством чисел Ng равномерный, при Кц 2 - треугольный, при Кц 3 - усеченный нормальный, при Ки 3 квазинор f а

л

с н чи ни 30 N

20

25

35

ны

40

мальный (приближающийся к нормальному с .увеличением Ки).

Запускающий сигнал, поданный на вход запуска генератора (фиг.2а), устанавливает RS-триггер 4 в нулевое состояние (фиг.26), а также, пройдя через первый элемент ИЛИ 2 и -третий- элемент И 7, запускает одновибратор 8, сигнал с выхода которого (фиг.2в) поступает на вход первого элемента

за эл р вт мя ны

ан ло д5 бл ша хо ст уп И, ча на су оп по ме с па

50

55

10

15

И 5, рйзрешая поступление сигналов, вырабатываемых генератором 1 случайных импульсов (фиг.2г), на счетный вход первого счетчика 10 импульсов (фиг.2д). Длительность сигнала, вырабатываемого одновибратором 8, выбирается из условия многократного переполнения первого счетчика 10 импульсов в процессе подсчета пачки сигналов, вырезанной из случайного потока. При этом в первом счетчике 10 импульсов после прекращения счета образуется случайный остаток, : значения которого равновероятны. По срезу импульса, вырабатываемого одновибратором 8, формирователь 9 импульсов формирует короткий импульс (фиг,2е), который поступает на вхой синхронизации накапливающего сумма г- тора 12, при этом содержимое накапливающего сумматора 12 суммируется с содержимьм первого счетчика 10 импульсов.

Одновременно содержимое второго счетчика 11 импульсов увеличивается на единицу производится подсчет числа суммирований N, которое сравнивается с величиной KU с помощью : 0 к сравнения до тех пор, пока N2 К разрешающий сигнал на/выходе блока 16 сравнения отсутствует (фиг.-2и), поэтому сигнал с выхода формирователя 9 импульсов, задержан-

0

5

ный на время t/, первым элементом 13

задержки, не проходит через второй элемент И 6. Сигнал с выхода формирователя 9 импульсов, задержанный вторьм элементом 14 задержки на время (/2 (фиг„2з), осуществляет повторный запуск одновибратора8 (фиг.2в).

Далее устройство функционирует аналогичным образом до выполнения условия N K(j. При этом на выходе блока 16 сравнения появляется разрешающий сигнал (фиг.2и), сигнал с выхода первого элемента 13 задержки поступает через второй элемент И 6 на управляющий вход блока 15 элементов И, осуществляя выдачу на выход случайного числа N0, сформированного в накапливающем сумматоре 12. Время существования;. Ng на выходах определяется длительностью сигнала, поступающего с выхода второго элемента И 6 на управляющий вход блока 15 элементов И, Одновременно сигнап с вьпсода второго элемента И 6, поступая через второй элемент ИЛИ 3 (фиг. 2к),

переводит устройство в исходное состояние - осуществляет установку RS- триггера 4 в единившее состояние и обнуление содержимого второго счетчика 11 импульсов и накапливающего ci aтopa 12.

Диапазон изменения случайных чисе определяется выбором необходимой разрядности первого счетчика 10 импульсов, при этом емкость накапливающего сумматорй 12 должна быть в К,, раз больше. Величина задержки D, выбирается из условия обеспечения завершения переходных процессов в обоих счетчиках 10 и 11 импульсов, накапливающем сумматоре 12 и блоке 16 сравнения, а величина задержки 2. из условия превышения времени восстановления одновибратора 8, при это должно выполняться условие Cj , для предотвращения повторного запуска одновибратора 8 после срабатывания блока 16 сравнения.

Формула изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий К5-триггер,вход R которого является входом запуска генератора, . первьш и второй элементы задержки, первый элемент ИЛИ, генератор случайных импульсов и блок элементов И, выходы которого являются информационными выходами генератора, счетчик импульсов, накапливающий сумматор, разрядные входы которого -соединены с соответствуклциш разрядными выхода- Mii счетчика, а разрядные выходы соединены с соответствующими информационными вxoдa и блока элементов И, элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора случайных импульсов, отличающий- с я тем, что, с целью расширения

1603381

10

15

2€

функ1ц;ональных возможностей генератора за счет обеспечения формирования случайных чисел с треугольным, усеченным и нормальным распределением, в него дополнительно введены второй счетчик импульсов, блок сравнения, второй элемент ЯПИ, STopofffi третий элементы И, одновибратор и . форг-шрователь импульсов, выход которого соединен с входом синхронизации накап:пивающего сумматора, с входами первого и второго элементов за, держки и со счетным входом второго счетчика импульсов, разрядные выходы которого соединены с первой группой соответствующих входов блока сравнения, вторая группа входов которого является входом задания вида распределения генератора, а выход соединен с первым входом второго элемента К, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, выход второго элемента задержки соединен 5 с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу одновибратора, выход которого подключен к входу Q формирователя импульсов и второму г входу первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, выход второго элемента И подключен к управляющему входу блока элементов И, к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу Сброс второго счетчика импульсов, к входу начальной установки накапливающего сумматора, и к S-входу RS-триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу третьего элемента И, . второй вход первого элемента ИЛИ соединен с R-входом RS-триггера, а второй вход второго элемента ИЛИ является входом останова генератора.

5

0

5

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве автономного датчика случайных чисел с возможностью изменения закона распределения при решении задач моделирования, а также при проведении исследований или испытаний радиоэлектронных и вычислительных устройств. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет обеспечения формирования случайных чисел с треугольным, усеченным и нормальным распределением. Генератор случайных чисел содержит генератор 1 случайных импульсов, два элемента ИЛИ 2, 3, RS-триггер 4, три элемента И 5 - 7, одновибратор 8, формирователь 9 импульсов, два счетчика 10, 11 импульсов, накапливающий сумматор 12, два элемента 13, 14 задержки, блок 15 элементов И, блок 16 сравнения. Поставленная цель достигается за счет введения в устройство второго счетчика, ряда логических блоков и новых связей между блоками. 2 ил.

4i.

LJi

I

Составитель Ю.Андреев Редактор Т.Лазоренко Техред Л.Сердюкова Корректор В.Гирняк.;

Заказ 3386

Тираж 563

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, УЛ. Гагарина, 101

t

Подписное