Датчик случайных чисел Советский патент 1977 года по МПК G07C15/00 G06F1/02 

(54) ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

цепи обратной связи регистра 5 сдвига, счетчик 6, вход которого соединен с выходом генератора 1 импульсов и со входом сдвиг регистра 5 сдвига, а выход - со входом вероятностного двоичного элемента 2, выход которого соединен С . первым входом дополнительного сумматора по модулю два, выход которого через элемент 3 задержки подключен к установочному в ходу регистра 5 сдвига, а второй вход - к выходу элемента 8 И, первый вход которого подключен к выходу счетчика 6, а второй вход - к выходу i-ro разряда регистра 5 сдвига.

Датчик работает следующим образом.

С выхода генератора 1 на вход регистра 5 поступает импульс и производит сдвиг в сторону старшего разряда п. При этом в младший разряд регистра запишется двоичная цифра с выхода сумматора 4. Одновременно с выхода генератора 1 сигнал поступает и на вход рчетчика 6. Если переполнения счетчика при этом не происходит, то с его выхода не поступает сигнал опроса элемента 2. Если же счетчик переполняется, то, переходя в начальное состояние, он выдает сигнал на входы элемента 2 и элемента 8 И. Второй вход элемента 8 соединен с выходом одного из промежуточных разрядов регистра, например Р..р, где (п), поэтому при переполнении счетчика 6 в сумматоре 7 образуется сумма по mod 2 от содержимого элемента 2 и этого разряда регистра 5. Это обеспечивает выравнивани вероятностей 1 и О -в случайной двоичной последовательности, вырабатываемой с, помощью элемента 2 и продвигаемой в младщий раЗряд PI по установочному входу вх. 1 в темпе, который в ш раз ниже частоты сдвиги . Установ младшего разряда по входу 1 происходит после окончания переходного процесса установа по входу 2 (необходимую длительность задержки обеспечивает элемент 3). Установ триггера младшего разряда регистра по входу 2 производится при каждом сдвиговом импульсе сигналом, который поступает с выхода сумматора 4, вырабатывающей равновероятные двоичные цифры путем суммирования по mod 2 содержимого старшего разряда Р и одного из промежуточных разрядов, например Prvs (). Таким образом, интервалы между разрядами случайного числа, образованными с помощью элемента 2, заполняются двоичными цифрами, выработанными нэ элементов последовательности, первоисточником которых является элемент 2. Для того, чтобы это вьтолнялось, достаточно, чтобы разрядность регистра не была кратна емкости счетчика т.

Например, удобным соотношением является

,,2,3.T. - Использование новых элементов счетчика и вспомогательнь1х логических элементов - выгодно отличает датчик, так как позволяет поднять его

быстродействие настолько, насколько можно увеличить частоту сдвига для тех технических средств, которые используются в схеме датчика, причем предел быстродействия элемента 2 в данном случае не будет определять скорость датчика, поскольку

согласование заданного быстродействия элемента 2 и требуемой скерости, датчика осуществляется по-, средством ечетчнкач;оответствующей емкости.

Формула изобретения

Датчик случайных чисел, содержащий вероятностный двоичный элемент, регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, вход

сдвиг которого соединен с выходом генератора импульсов, а установочный вход - с выходом элемента задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия датчика, он дополнительно содержит счетчик, элемент И и дополнительный сумматор по модулю два , выход которого соединен со входом элемента задержки, а входы - соответственно с выходами вероятностного двоичного элемента и элемента И, первый вход которого соединен с выходом счетчика и со входом

вероятностного двоичного элемента, а второй вход - с выходом i-ro разряда регистра сдвига с сумматором по модулю два. в цепи обратной связи, вход счетчика подключен к выходу генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

L Бусленко Н. П. и др. Метод статистических испытаний, Физматгиз, 1962.

2. Козлов Л.Ф. Исследование вопросов теории

и пртектирования датчиков случайных чисел с использованием радиоактивных изотопов, диссертащш, М., 1970.