Генератор случайных чисел Советский патент 1976 года по МПК G06F7/58 

1

Изобретение может быть использовано в радиотехнике, электронике и вычислительной технике в системах статистического моделирования в комплексе с вычислительными машинами.

По основному авт. св. № 314208 известен генератор случайных чисел.

Цель изобретения - расширение фупкциоиальных возможностей генератора за счет увеличения спектра возможных значений паралтетров автокорреляционных функций.

Для этого в генератор введен блок выбора количества ячеек запоминающего устройства, входы и выходы которого соединены с соответствуюш,ими входами и выходами блока управления.

Блок выбора количества ячеек запоминаюш,его устройства состоит из последовательно соединенных датчика случайных чисел, регистра, устройства сравнения и счетчика.

На чертеже приведена функциональная электрическая схема предлагаемого генератора.

Генератор случайных чисел содержит запоминаюш,ее устройство 1, которое через регистр 2 связано с устройством сравнения 3, последнее через логический элемент дизъюнкции 4 и логические элементы конъюнкции 5 и 6 связано со счетчиками 7 и 8. Счетчик 7 работает в режиме увеличения содержимого с

приходом на счетный вход управляющего сигнала, а счетчик 8 - в режиме уменьшения содержимого. Счетчики 7 и 8 через элемент конъюнкции 9 связаны с регистром 10. Датчик некоррелированных случайных чисел II и его регистр 12 последовательно соединены с регистрами 2 и 10 и с выходным регистром 13.

Блок управления 14 связан со всеми логнческнми и функциональными элементами генератора, а таклче с дешифратором адреса 15 и с блоком 16 выбора количества ячеек, который содержит датчик случайных чисел 17, соединеиный через регистр 18 с устройством

сравнения 19. Устройство сравнения 19 информационно связано со счетчиком 20.

Генератор случайных чисел работает следующим образом.

Управляющий сигнал по шине 21 устанавливает счетчик 20 в нулевое состояние, а по сигналу, поданному по шине 22, из датчика 17 поступает число в регистр 18, выходы которого соединены с входами устройства сравнения 19.

Управляющий сигнал по шине 23 вызывает появление сигнала-отклика на шине 24 только в том случае, когда содержимое счетчика 20 совпадает с содержимым регистра 18. Сигналом по шине 25 содержимое счетчика 20

увеличивается на единицу младшего разряда.

Информация из регистра 10 копируется через элемент 9 в счетчики 7 и 8. Сигналом по шине 26 через элементы 5 и 4 счетчик 7 соединяется с устройством сравнения 3.

Дешифратор адреса 15 по управляюш,им сигналам в шине 27 вырабатывает последовательность адресов в шине 28, обеспечиваюших в течение каждого цикла сравнение содержимого ячеек памяти зацоминающего устройства 1 с содержимым счетчика 7 или 8, последовательную выдачу содержимого первых ячеек памяти запоминающего устройства 1 в регистр 2. Из регистра 2 информация передается на вход устройства сравнения 3.

Каждый акт выбора содержимого ячеек -памяти сопровождается выработкой управляющего сигнала по шине 25, по которому содержимое счетчика 20 увеличивается на единицу, а каждое изменение содержимого счетчика 20 сопровождается сравнением содержимого счетчика 20 и случайного числа при помощи устройства сравнения 19.

При отсутствии сигнала отклика на шине 24 производится сравнение содержимого счетчика 7 с содержимым одной из ячеек .памяти. В случае совпадения содержимого счетчика 7 с содержимым одной из ячеек памяти запоминаюшего устройства 1 на управляющий сигнал опроса по шине 29 в блок управления 14 поступает сигнал-отклик по шине 30, по которому блок управления 14 реализует следующий алгоритм: содержимое регистра 10, а также регистров 2 и 12 последовательно копируется соответственно в регистры 13, 10 и 2; датчик случайных чисел 11 вырабатывает новое случайное число, которое записывается в регистр 12 и хранится в нем до появления следующего сигнала по шине 30; содержимое регистра 2 записывается в ту ячейку памяти, содержимое которой совпало с содержимым счетчика 7. На этом цикл генерации очередного случайного числа заканчивается. На выходе 31 регистра 13 появляется новое число.

В случае появления сигнала-отклика по шине 24 и при несовпадении содержимого счетчика 7 с содержимым ячейки памяти запоминающего устройства 1 устройством управления вырабатывается импульс на шине 32, и содержимое счетчика 7 увеличивается на единицу. Вырабатывается также управляющий сигнал ,на шине 21, по которому счетчик 20 возвращается в нулевое состояние.

Операция сравнения обновленного содержимого счетчика 7 с содержимым ячеек запоминающего устройства 1 повторяется. При

этом оказываются возможными два варианта: сигнал-отклик на шине 30 появился, и реализуется описанный алгоритм; сигнал-отклик на шине 30 не появился. В этом случае сигналом по шине 33 уменьшается на единицу содержимое счетчика 8, а сигналом по шине 21 счетчик 20 устанавливается в нулевое состояние.

Сигналом блока управления 14 по шине 34

счетчик 8 через элементы 6 и 4 соединяется с устройством сравнения 3 (сигналы на шинах 26 и 34 несовместимы). Повторяется операция сравнения обновленного содержимого счетчика 8 с содержимым ячеек запоминающего устройства 1. При этом возможны два варианта: сигнал-отклик на шине 30 появился при опросе одной из ячеек запоминающего устройства, и реализуется описанный выше алгоритм копирования информации из регистров 10, 2 и

12 в регистры 13, 10 и 2, генерация очередного числа датчиком 11 и т. д.; сигнал-отклик на шине 30 не появился. В этом случае сигналом по шине 32 увеличивается на единицу содержимое счетчика 7, счетчик 20 сигналом

по шине 21 устанавливается в нулевое состояние, и вновь повторяется цикл сравнения содержимого счетчика 7 с содержимым ячеек запоминающего устройства 1. Таким образом, осуществляется минимизация модуля первой разности между соседними значениями генерируемой последовательности случайных чисел.

Возможность плавно и в широких пределах регулировать характеристики датчика случайных чисел 17 позволяет плавно и в широких пределах изменять параметры генерируемой последовательности случайных чисел.

Формула изобретения

1.Генератор случайных чисел по авт. сй. № 314208, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения спектра возможных значений автокорреляционных функций, в него введен блок выбора количества ячеек запоминающего устройства, входы и выходы которого соединены с соответствующими входами

и выходами блока управления.

2.Генератор по п. 1, отличающийся тем, что блок выбора количества ячеек запоминающего устройства состоит из последовательно -соединенных датчика случайных чисел, регистра, устройства сравнения и счетчика.