ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ Советский патент 1973 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для получения случайных чисел с двоично-кодированными .функциями распределенИЯ. Известны способ и устройство для получения двоичных символов с двоично-кодированными вероятностями появления, в основу которых положены операции умножения Я /7Л и сложения Р /- /7(/-ЛХ вероятностей исходных двоичных символов, выполняемых с помощью логических операций «И, «ИЛИ соответственно. Цель изобретения - расширить функцио нальные возможности устройства. Для этого операции умножения (1)И сложения (2) вероятностей заменяют некоторыми операциями над законами распределения,. |В предлагаемом устройстве использованы операции умножения Р(х) П Ft(x и сложения F(x) l-n{l-Fi(x},(4) функций распределения Fi{K) исходных случайных последовательностей, выполняемых соответственно путем вьгбора большего или меньшего значений из исходных последовательностей. Это обеспечивает получение случайных чисел с двоично-кодированными функциями распределения, что значительно расширяет функциональные возможности известных способа и устройства, предназначенных всего лишь для получения двоичных символов с двоично-кодированными вероятностями появления. На чертеже дана схема предлагаемого устройства. Предлагаемое устройство имеет генератор равпомерно распределенных в интервале О, 1 случайных чисел /, блоки умножениясложения функций распределения 2-2, ..., 2-л, триг;герный регистр 3-1, ..., 3-п, блок преобразования интервала 4, логическую схему «И, логическую схему «ИЛИ, единичные входы триггеров 7-1, ..., 7-т, нулевые в,ходы триггеров 8 и выходы гейератора 9 и 10. Генератор равномерно распределенных в интервале О, 1 случайных чисел / имеет шесть выходов, одив из которых через управляемую единичным выходом триггера младшего разряда 3-/ логическую схему «И 5 и схему «ИЛИ 6, второй вход которой соединен с нулевым выходом триггера младшего разряда 3-/, подключен ко входу первого из последовательно соединенных блоков умножения-сложения функций распределения 2-2, ..., 2-п, каждый из которых вторым входом подключен к выходу генератора равномерно распределевных чисел и управляется единичным и нулевым выходами соответствуюш,е:го триггера 3-2, ..., 3-п, а выход последнего блока умножения-сложения функций распределения 2-п непосредственно и через блок преобразования интервала 4 подключен к выходам 9 и 10 генератора. Предлагаемый генератор работает следующим образом.

Функция распределения выходных случайных чисел задается разрядным двоичным числом, которое записывается в триггерный регистр 3-/, ..., 3-п. Нулевые и единичные выходы триггеров 3-2, ..., 3-п управляют работой блоков умножения-сложения функций распределения 2-2, ..., 2-п. Цри этом блоки умножения-сложения функций распределения выполняют операцию умножения функций распределения, если управляющий триггер находится в нулевом состоянии, или операцию сложения функций распределения, если управляющий триггер находится в еди яичном состоянии. Подключение един1ичното и нулевого выходов триггера младшего разряда 3-1 к схеме совладения 5 и схеме сборки 6 обеспечивает прохождение числа с генератора равномерного распределения на вход блока умножения-сложения фувкций распределения 2-2 при единичном состоянии триггера 3-. При нулевом состоянии триггера 3-/ единичный Потенциал с его нулевого выхода проходит по цепи последовательно соединенных блоков умножения-сложения функций распределения, управляющие триггеры которых находятся в нулевых состояниях, и обеспечивает Hia первом же блоке умножения-сложения функций распределения, управляющий триггер которого находится в единичном состоянии, прохождение числа с генератора равномерного распределения на остальную часть схемы, где оно совместно с другими числами генератора равномерного распределения подвергается дальнейщим преобразованием по операциям над функ,циями распределения.

С выхода блока умножения-сложения функций распределения 2-п получаем последовательность чисел Уг с двоично-кодирова 1ной на интервале О, 1 функций распределения. При необходимости число с интервала О, 1 можно преобразовать на интервал xj, Xj+i. Для этото оно подается в блок преобразования интервала 4, -где реализуется алгоритм

Xi Xj + (Xj l--Xf)y,

где / и i - индексы: О, 1, ... /(/).

С выхода блока преобр азования интервала 4 получают последовательность чисел Хг с двоично-кодированной на интервале xj, Xj+i функцией распределения.

Предлагаемое устройство позволяет получить числовых последовательностей с различными двоично-кодированными полипоминальными функциями ра.снределения. При этом по двоичному коду, записанному в регистр 3-/, ..., 3-п, можно непосредственно определить вид функции распределения выходной последовательности. Младшие разр.яды этого числа до первой единицы включительно несут подготовительную нагрузку,

обеспечивая лищь подачу равномерно распределенной последовательности на остальную часть схемы. Каждый из остальных разрядов должен последовательно интерпретироваться как операция умножения функций распределения, если разряд нулевой, или как операция сложения функций распределения, если разряд единичный.

Примером для функции распределения, определяемой 7-разряд1 ым двоич11ым кодом

1000 100, может быть формула

F(Y,otoioa)y + yo - y

где у - фунция равномерно распределенной на интервале xj, Xj+i числовой последовательности.

Нулевой код регистра 3-/, ..., 3-п может использоваться для контроля работоспособпости генепатора. При занесепии нулевого кода в этот регистр с выхода блока умножения - сложе1гия функций распределения 2-п должно сниматься максимально возможное число 1/,-„,,.

Предмет изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий блок преобразования, блоки умножения - сложения, логическую схему «ИЛИ, генератор равномерно распределенных случайных

чисел, один из выходов которого подключен ко входу лoги ecкoй схемы «И, другой вход которой соединен с единичным выходом триггера младшего разряда триггерного регистра, отличающийся тем, что, с целью расширения

фун1кциональных возможностей устройства, выход логической схемы «И и нулевой выход трнггера младшего разряда регистра подключены к логической схеме «ИЛИ, выход которой подключен ко входу первого из последовательно соединенных блоков умнолсения - сложения, каждый из которых соединен с соответствующим выходом генератора равномерно распределенных случайных чисел и с единичным и нулевым выходами соответствующих триггеров регистра, выход последнего блока умножения - сложения непосредственно и через блок преобразования цодключев к выходным клеммам устройства.

W 98