Стохастический преобразователь Советский патент 1978 года по МПК G06F7/70 G06F7/58 

(54) СТОХАСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Блок -схема преобразователя приведена на чер те же. Преобразователь содержит генератор 1 равномерно распределенных случайных чисел, первый вы ход которого соединен со входом счетчика 2, а вт рой выход - с первыми входами блока 3 элементов И, вторые входы которого соединены с разряд ными выходами счетчика 2, а третьи входы - с инверсныАЯ Выходами регистра 4 памяти, первые входы которого соединены с выходами блока 3 элементов И и со входами элемента 5 ИЛИ, а пря мые выходы - с первыми вхощми блока 6 элементов И, выходы которюго являются выходами преобразователя, а вторые входы подключены ко входу линии 7 задержки и выходу элемента И 8, входы которого соединены с выходами счетчика 9 счетный вход которого соединен с выходом эле-мента ИЛИ 5, а разрядные входы - с выходами блока 10 элементов И, первые входы которого подключены к выходу линии задержки 7 и ко вто рым входам регистра 4 памяти, а вторые входы к выходам регистра 11 памяти, входы которого являются входами преобразователя. Преобразователь работает следующим образом В начальном состоянии все триггеры устройства находятся в положении нуль. До пуска устройства вводится в двоичном коде коэффициент k желаемого количества единиц в генерируемом двоичном числе, с гомошью клемм вход К в регистр 11, который переносится сразу через блок 10 элементов И в счетчик 9, так как до ввода коэффициента k на все входы элемента И 8 имеются BbscoKH потенциалы и с выхода элемента 8 череэ линию задержки имеют разрешение элементы И блока 10. После записи коэффициента в счетчик 9 высокий потенциал на выходе элемента И исчезает и снимается разрешение со входов блока 6 элементов И, а через время задержки линии 7 - с шины установка нуля регастра 4 и переписывающей щины блока 10. После этого запускается генератор 1, что равносильно запуску устройства. Первый тактовый им пульс с выхода генератора 1, придя на первые вхо ды блока 3 элементов И, не произведет изменение нулевого состояния регистра 4, так как все триггеры счетчика 2 находятся в нулевом состоя1ШИ и все элементы И блока 3 заперты. Первое генерировашюе случайное число, которое с выхода генератора 1 в виде количества последовательных импульсов подается на вход счетчи ка 2, в зависимости от конкретного генерированного числа единица окажется в одаом из разря дов счетчика 2. Второй тактовый импульс перепишет едюшцу в соответствующий разряд регистра 4 и, пройдя через злеменг 5 на счетньш вход счетчика 9, умень шит его содержимое на единицу, т.е. коду, находящемуся в стетчике 9, будет соответствовать k-1. После второго генерированного шсла единица окажется в другом разряде счетчика 2 и третий тактовый импульс перепишет эту единицу в регистр 4 и уменьшит содержимое счетчика 9 еще на одну единицу через элемент 5 и т.д. Такой процесс будет продолжаться до тех пор, пока содержимое счетчика 9 не упадет до нуля, а это произойдет после того, как в различных разрядах регистра 4 окажется k единиц. После того как счетчик 9 окажется в нулевом состоянии, появится высокий потенциал на выходе элемента И 8, получит разрешение блок 6 элементов И и выдастся код, находящийся в регистре 4, на выход устройства через время задержки линии задержки 7. Этот же потенциал сбросит на О регистр 4 и снова перепишет коэффициент k с регистра 11 в счетчик 9 и процесс моделирования чисел продолжится аналогично вьпие описанному. Нужно отметить, что нет необходимости сбрасывать счетчик 2 на нуль после каждого генерирования, так как появление любого числа от 1 до п равновероятно. Во время процесса генерирования возможен случай, когда единица в счетчике 2 окажется в том разряде, в котором один раз уже появлялась, в этом случае ни в регистре, ни в счетчике 9 содерь жимое не изменится, так как ранее записанная единица в соответствующий триггер регистра 4 с инверсного выхода не даст разрешение на соответствующий элемент И блока 3. Как видно из описания работы устройства, на выходе устройства получаются коды, состоя1цие из определенного количества единиц и нулей непрерывно, пока генератор 1 запущен, при этом количество единиц можно менять от 1 до п. Формула изобретения Стохастический преобразователь, содержащий генерштор равномерно распределенных случайных чисел, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей прюобразователя за счет формирования случайного кода заданного веса, он содержит элемент И, элемент ИЛИ, линию задержки, первый, второй и третш блоки элементов И, первый и второй счетдаки, первьш регистр памяти и вторюй регистр памяти, входы которого являются входами преобразовг(теля, а выходы соединены с первыми входами третьего блока элементов И соответственно, вторые входы которых обьединены с первыми входами первого регистра памяти и подолючены к выходу линии задержки, вход которой объедашен с первыми входами второго блока элементов И и подключен к выходу злемента И, входы которого соединены с выходами второго счетчика, установочные входы которого соединены с выходами третьего блока элементов И, а счетный вход подключен к выходу элемента ИЛИ, входы которого объединены со вторыми входами первого регистра памяти и подключены к выходам первого блока элементов И соответственно, первые

входы которого соединены с выходами первого счетчоса соответственно, счетный вход которого соединен с первым выходом генератора равномерно распределенных случайных чисел, второй выход которого подк 1ючен ко вторым входам первого ока элементов И, третьи входы которых соединены с инверсными выходами первого регистра памяти соответственно, прямые выходы которого подключены ко вторым входам второго блока злеВылод

ментов И соответствешю. выходы которого являются выходами преобразователя.

Истовдоси информации, П1«иятые во

при жспертизе:

1. Бобнев М. FI Генерирование сиучайных сигналов. М.. Энергия. 1971. с.199.

2 Сб Аналого-цифровая вымсднтслыия техника. -Советско радио. М.. 1968. В14П.2. с.224.