УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЬ!Х ВЕЛИЧИН Советский патент 1972 года по МПК G06F7/58 

Изобретение предназначено для получения случайных последовательностей с заданным законом распределения и может быть применено при решении задач методом Монте-Карло, для реализации на вычислительной машине методов моделирования, случайного поиска, эвристических методов.

Известны управляемые генераторы случайных чисел, содержащие многоразрядный датчик случайных равномерно распределенных чисел, устройство для хранения заданных величин и параллельные схемы сравнения. Однако при использовании в таких генераторах параллельных схем сравнения количество заданных величин в таких генераторах определяется количеством схем еравнения, поэтому в таком случае количество оборудования, необходимого для реализации блока схем сравнения, будет значительным.

В предлагаемом управляемом генераторе случайных величин уменьшение аппаратурных затрат, необходимых для реализации данной схемы и увеличения быстродействия, достигается, во-первых, заменой параллельных схем сравнения ассоциативным запоминающим устройством, что дает возможность одновременно совместить функцию хранения информации с функцией логического сравнения; во-вторых, заменой выходной обмотки, пронизываюш,ей все верхние и нижние сердечНИКИ одной /i-разряднои ячейки ассоциативного запоминаюпдего устройства, на две отдельные выходные обмотки, одна из которых пронизывает верхние, другая нижние сердечники одной «-разрядной ячейки ассоциативного запомннаюидего устройства; в-третьих, заменой обычных индикаторов совпадения на индикаторные ячейки, калсдая из которых имеет три устойчивых состояния. В результате можно сократить количество оборудования, необходимого для хранения значений кодов заданных величин и реализации операции сравнения.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого управляемого генератора случайных величин; на фиг. 2 - схема соединения сердечников одной ячейки ассоциативной части ассоциатнвиого запоминающего устройства.

Управляемый генератор случайных величин содержит генератор / многоразрядных равномерно расиределенных случайных двоичных чисел, служащих в качестве задаваемого ассоциативного признака. Регистр 2 признака опроса служит для хранения этих чисел в процессе онерации сравнения и выработки импульсов опроса для поразрядного сравнения заданного ассоциативного признака с хранимым. одновременно выполняет функцню логического сравнення. АЗУ состоит нз ассоцнатнвной части 3, служан1ей для хранения значений кодов величин /2 (хранимые ассоц,натнв1 ые нризнакн) и выполнения операций сравнения 5 хранимого ассоциативного нризнака с задаваемым и рабочей части 4. Результаты сравнения фиксируются индикаторным устройством 5, состоящим из т числа индикаторов 6, равного количеству рабочих 10 кодов. Каждый нз индикаторов 6 представляет собой ячейку, имеющую три устойчивых состояния, которые фиксируют результаты сравнения, соответственно «больще, «равно, «меньще.15 Устройство 7, состоящее из ряда (т-1) схем 8 совпадения на два входа и т сборочных схем 9 на два входа, служат для фиксации того, чтобы задаваемый ассоциативный нризнак понал между двумя ближайшими 20 значениями /2 или был равен наименьшему из них. Рабочая часть 4 АЗУ служит для хранения значений величин Am (рабочие коды). Тактовый генератор 10 предназиачен для синхрони-25 зации работы всех блоков. По шннам // и 12 вводятся рабочие коды и их ассоциативные нризнаки соответственно. Расположение в ассоциативной части ассоциативных признаков упорядочено по вели-30 чине их численных значений. По сигналу, постунающему от генератора 10, генератор 1 вырабатывает многоразрядное равномерно распределенное случайное число. которое поступает в нараллельном коде в ре-35 гистр 2. Последний вырабатывает импульсы тока опроса для поразрядного сравнения задаваемого ассоциативного признака со всеми хранимыми. Процесс выдачи рабочего кода, т. е. реали-40 зация соотношения im-i.Ki.em осуществляется следующим образом. Ассоциативная часть АЗУ выполняет логическую функцию разноименности. При сравнении каждого разряда (начиная со старше-45 го) задаваемого ассоциативного признака (х) с каждым разрядом хранимого ассоциативного признака (у), если х-1, или х 0, , то сигнал на индикатор поступает по соответствующим шинам. На фиг. 2 изображена схема соединения сердечников ассоциативной части АЗУ (система Z, два сердечника на бнт). Приняты следующне обозначения: /см - ностоянно действующий ток смещения; под-импульс под- 55 готовки к стиранию информации; гст - импульс стирания информации (импульс записи нуля); 1з1 - импульс записи единицы (числовой); 4-1 - импульс записи единнцы (разрядной); ioni - импульс опроса на соответствие 60 единице; tono - имнульс онроса на соответствие нулю; 0)1,2 - выходные обмотки; е - выходной сигнал. 50 находнться в одном из двух состоянии: верхний сердечник - в состоянии «Г или «О, нижинй - в состоянии «1 или «О. Хранение кода («1) в данном разряде означает, что верхний сердечник находится в состоянии «Г, нижний - в состоянии «Г. Хранение кода («О) в данном разряде означает, что верхний сердечник находится в состоянии «О, нижний - в состояиии «О. Опрос (считывание) содержимого ассоциативной части АЗУ осуществляется без разрушения информации. При воздействии импульсов опроса малой длительности, действующих встречно току смещения, возможно получение разных по амплитуде и длительности выходных сигналов е в зависимости от состояния сердечника. Рассмотрим верхний сердечник. Если ои находится в состоянии , то нрн воздействии на него импульсов тока ioni очень малой длительности в выходной обмотке w будет наводиться номеха е ет малой амплитуды и малой длительности. Если этот сердечник находится в состоянии «О, то при воздействии на него тех же импульсов тока ioni в выходной обмотке Wi будет наводиться сигнал. имеющий больщую амнлитуду и большую длительность, чем номеха е-т- Песмотря на то. что импульс тока Ioni создает поле, превыщающее значение Не (где Яс - коэрцитивная сила сердечника), неремагничивания сердечника из состояния «О в «Г не происходит в силу малой длительности и.мпульса Ioni. Аналогично ведет себя нижний сердечник при воздействии на него кратковременных нмпульсов тока /оно. Возможность считывания без разрущения информации используется для проведения операций сравнения, задаваемого ассоциативного нризнака с хранимым, Пусть задаваемый ассоциативный признак определяется цифрой «1 (для некоторого разряда). Тогда на верхний сердечник подается импульс опроса на соответствие единице joni. Если этот сердечник находится в состоянии , что имеет место при хранении кода «1 в данной паре сердечников (в данном разряде), то в выходной обмотке tc-i наводится помеха (сигнал нуля, или сигнал соответствия), т. е. . Индикатор, связанный с выходной обмоткой Шь не возбуждается от вт н остается в исходном состоянии. Если же верхний сердечник находится в состояиии «О, что имеет место при хранении кода («О) в данном разряде, то в выходной обмотке Шх наводится большой сигнал (сигнал единицы, нлн сигнал несоответствия), т. е. е. Индикатор при этом возбуждается, что указывает на несоответствие хранимого и задаваемого ассоциативных нрнзнаков. Пусть теперь задаваемый ассоциативный нризнак определяется цифрой «О (для некоторого разряда). Тогда на нижний сердечник нодается импульс опроса на соответствие

разряде в выходной обмотке наводится сигнал соответствия {е ет). При хранении кода («1) в данном разряде в выходной обмотке Ш2 наводится сигнал несоответствия е. Таким образом, при сравнении хранимого и задаваемого ассоциативных нризнаков выполняется указанная вынле логическая функция разноименностн.

Индикатор работает следующим образом.

В начальном состоянии сигналом, поступающим от тактового генератора 10, индикатор устанавливается в состояние «равно. В состоянии «больше или «меньше индикатор переключается от первого же сигнала несоответствия задаваемого ассоциативного признака хранимому и остается в этом состоянии независимо от остальных, возникающих импульсов несоответствия. Если индикатор переключился в состояние «больше, то сигнал, ноявившийся иа соответствующем выходе, означает, что хранимый ассоциативный признак больше, чем задаваемый; если индикатор нереключилея в состояние «меньще, то на соответствующем выходе появляется сигнал .

Если хранимый и задаваемый ассоциативные признаки полностью совиадают, то индикатор остается в исходном состоянии «равно, а сигнал ноявляется lia соответствуюн,ем выходе н ностунает на первый вход соответствующей схемы.

Сигнал «больше выхода индикатора поступает на первый вход соответствующей схемы совнадения; на второй вход этой схемы ностунает снгнал «меньше с выхода последующего индикатора. Так как хранимые ассоциативные нризнаки расположены упорядоченно, то попадание задаваемого ассоциативного признака между двумя значениями 62 определяется двумя ближайшими друг к другу индикаторами, т. е. на схему совнадения одновременно прнходят сигнал «больше от одного индикатора и сигнал «меньше - от другого, и на выходе этой схемы вырабатывается сигнал, который поступает на второй вход соответствующей схемы сборки.

Появление сигнала на выходе собирательной схемы указывает на местонахождение рабочего кода, который извлекается затем из рабочей части АЗУ путем проведения обычной онерации считывания, выиолняемой но сигналу, поступающему от тактового генератора 10.

П р е д .м е т изобретения

Управляемый генератор случайных велнчин, содержащий генератор равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соединен со входом регистра признака опроса, а вход нодключен к выходу тактового генератора, второй выход которого соединен со входом регистра прнзнака опроса, а два других выхода подключепы соответственно к выходному устройству и к индикаторам сравнення инднкаторного устройства, логический блок, состоящий из схем совпадения н схем сборки, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, он содержнт ассоциативную память, каждая числовая линейка которой соединена с соответствующим индикатором сравнення, один выход которого соедннен через соответствующую схему совнадения и схему сборки с выходныА устройством, другой выход нодключен непосредственно к той же схе.ме сборки, а третий выход - к одному из входов схемы совпадения предыдущего старшего разряда.