Генератор последовательностей случайных чисел Советский патент 1974 года по МПК G06F1/02 

Изобретение касается вычислительной техники и иожет найти дримбнение при иоделировации случайных процессов.

Известен генератор случайных чисел, содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел «Ojmy WGpt генератор тактсшых иипульсов, счетчики, клапаны и логические схекы.

Однако известный генератор случайных чисел не позволяет получить последовательности коррелированных случайншс чисел.

Целью изобретения является корреляция двух последовательностей случайных чисел на выходе генератора.

, ато достигается тем, что генератор содержит второй генератор тактовых имцульсов, регистры, клапаны, преобразователь, элемент задержки, формирователь импульса сброса и ключ, причем три выхода коммутатора соединены соответственно с первым входом первого ре гистра и со входами второго и

(третьего регистров. Выход последнего соединен со входом преобразователя, выход которого через второй клапан соединен со вторым входом первого регистра и через ключ и третий клапан - со входом четвертого регистра и с третьим входом первого регистра, первый выход которого через третий клапан соединен с выходом второго

0 генератора тактовых импульсов, второй выход первого регистра и выход четвертого регистра через четвертый клапан подключены к первому выходу устройства, два выхо5да второго регистра подключены соответственно ко второму входу второго клапана и через пятый клапан - ко второму выходу устройства, выход счетчика соединен со

0 входом элемента задержки, выход которого подключен ко вторым входам четвертого и пятого клапанов и ко входу формирователя импульса сброса, выход которого соединен со сбрасывающими входами регистipOB и с третьим входом первого

клапана.

Блок-схема генератора показана на чертеже.

На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - первый генератор тактовых импульсов, 2 - первый клапан, 3 - датчик равномерно

распределенных случайных чисел, коммутатор 4, 5, 6, 7 - первый, второй и третий регистры, 8 преобразователь, 9, 10 - второй и третий клапаны, 11 - второй генератор тактовых иьшульсов, 12 четвертый регистр, 13 - ключ, 14 - счетчик, 15, 16 - четвертый и пятый клапаны соответственно, 17 - элемент задержки, 18 - формирователь импульса сброса.

Генератор 1 тактовых импульсов подсоединен к информационному входу клапана 2. Выход клапана 2 подключен ко входу датчика 3 равномерно распределенных случайных чисел и ко входу счетчика 14, выход датчика 3 через коммутатор подключен ко входам регистров 5, б, 7. Выход регистра 7 соединен со входом преобразователя 8, выход которого подключен к управляющему входу клапана 9 и через выключатель 13 к управляющему входу клапана 10, к другому управляющему входу которого подключен выход регистра 5.

Выход генератора 11 тактовых импульсов подключен к информационному входу клапана 10, выход которого подключен ко входам регистров 12 и 5. Выход счетчика 14 подсоединен ко входу элемента 17 задержки и к одЕОцу управляющему входу клапана 2, Выходы регистров 12 и 5 подсоединецы к информационному входу клапана 15, а выход регистра 6 - к информационному входу клапана 16. Выход элемента 17 задержки подключен к управляющим входам клапанов 15 и 16 и к формирователю 18 импульса сброса, выход которого подключен к цепям сброса регистров 5,6,7,12 и ко второму управляющему входу клапана 2.

Устройство работает следующим образом.

Ключ 13 разомкнут.

С выхода генератора 1 импульсы через клапан 2 поступают на вход датчика 3, давая команду на формирование на выходе датчика случайных чисе.л, которые через коммутатор 4 последовательно записываются в регистры 3, б, 7. На наборном поле преобразователя 8 предварительно устанавливается вероятность появления на его выходе управляющего клапаном 9 сигнала, равного заданному коэффициенту взаимной корреляции.

После выдачи с выхода датчика 3 трех чисел, с выхода счетчика 14 поступает на управляющий вход клапана 2 сигнал, закрлващий клапан. Формирование случайных чисел датчиком 3 прекращается.

Преобразователь 8 после записи очередного случайного числа в регистре 7 формирует на своем выходе о вероятностью, равной заданному коэ ициенту взаимной корреляции, сигнал, который поступает на соответствующий вход клапана 9, разрешая перепись содержимого регистра б в регистр 5. Содержимое регистра б при этом сохраняется, т.е. сигнал на выходе преобразователя 8 есть случайное событие, которое п юисходит с установленной вероятностью, причем если в результате записи очередного числа в регистр 7 это сюытие имело место, то в регистрах 5 и б оказываются в конечном итоге записанными одинаковые числа, если это событие не имело места, то содержимым регистра 5 и б являются числа, сформированные за этот цикл датчиком 3.

Эти числа в конце каждого цжла по разрешающему сигналу, поступающещу с выхода счетчика 14 через элемент задержки 17 на клапаны 15 и 16, выдаются в виде двух случайных равншерно распределеншлх последовательностей с заданным положительным коэффициентом взаимной корреляции между этими последовательйостями.

Ключ 13 зшйкнут,

В этш случае при наличии на выходе преобразователя 8 управлящего сигнала (случайное событие имело место) последний поступает как на управляющий вход клапана 9, так и на управляющий вход клапана 10. клапан 10 открывается с некоторой задержкой, необходимой для переписи содержимого регистра б в регистр 5. Через клапан 10 с выхода генератора тактовых импульсов 11 начинают поступать на входы регистров 12 и 5 импульсы, увеличивая еодержимое последншс до тех пор, пока во всех разрядах регистра 5 не будут завщ;аны нули. В этот момент на выходе регистра 5 формируется сигнал, который поступаёт на управляющий вход клапана 10, закрывая его. Емкости perHCTp6Fl2,5|6 выбирают равными максимальнсшу случайному числу, формируемому датчиком 3. Тогда в регистре 12 окажется записанным число, равное разности максимального числа и числа находящегося в счетчике 5 дс открывания клапана 10. В этш случае (при наличии на выходе преобразователя 8 сигнала) случайные числа формируется в регистре б (одна последовательность) и в регистре счетчика 12 (другая последовательность). Если же на выходе преобразователя 8 в течение текущего цикла иигнал не появилсн устройство работает аналогично, т.е. случайные числа формируются взаимно независимо в регистрах 5 и б. Время задержки элемента 17 выбирают таким, чтобы все процессы по формированию реализации случайных последовательностей к мшенту открывания клапанов 15 и 16 закончились. С выхода элемента задержки снимается сигнал, поступающий на вход формирователя 18 импульса сброса, который устанавливает в начальное положение регистры 5,6, 7,12 и открывает клапан 2, начиная следующий цикл формирования ;реализаций случайных чисел. ПРЩМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Генератор последовательностей случайных чисел, содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соединен со входом коммутатора а вход через первый клапан с выходом первого генератора тактовых импульсов и со входом счетчика, выход которого соединен со вторым входом первого клапана, отличающийся тем, что, с целью корреляции двух последовательностей случайных чисел на выходе генератора, он содержит второй генератор тактовых импульсов, регистры, клапаны, преобразователь, элемену задержки, формирователь импульса сброса и ключ, причем три выхода коммутатора соединены соответственно с первым входом первого регистра и со входами второго и третьего регистров, выход третьего регистра соединен со входом преобразователя, выход которого через второй клапан соеданен со втощм входом первого регистра и через ключ и третий клапан - со входом четвертого регистра и с третьим входом первого регистра, первый выход которого через третий клапан соединен с выходом второго генератора тактовых импульсов, второй выход первого регистра и выход четвертого регистра через четвертый клапан лодключены к первому выходу устройства, два выхода второго регистра подключены соответственно ко второму входу второго клапана и через пятый клапан ко второму выходу устройства, выход счетчика соединен со входом элемента задержки, выход которого подключен ко вторым входам четвертого и пятого клапанов и ко входу формирователя импульса сброса, выход которого соединен со сбрасывающими входами регистров и с третьим входом первого клапана.

I

GO

ccj I Сл

i

T