Генератор случайных чисел Советский патент 1978 года по МПК G07C15/00 G06F1/02 

(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

ранении ровной вероятности получения каждого числа на его выходах.

Для достижения поставленной дели генератор содержит мультивибратор, а в каждом разряде квантовый генератор,

счетчик, переключатель и блок задания емкости счетчика, выход которого соединен с управляющим входом счетчика, счетный вход которого через квантовый генератор соединен с выходом источника шу- ма, а выход - с прямым входом первого триггера своего разряда, с инверсным входом первого триггера предыдущего разряда и через переключатель - со входами бпока задания емкости счетчика c&o-sro разряда, вход мультивибратора соединен со входом генератора, с третьими входами первых ключей и с третьими входами вторых ключей, четвертые входы которых соединены с выходом мупьтивиб ратора.

Блок-схема генератора приведена на фиг. 1; «а фиг. 2 приведена диаграмма работы генератора.

Генератор случайных-чисел содержит п -рязрядов, в каждом из которых источник шума 1 через квантовый генератор 2 соединен со счетчиком 3, вход которого через бпок задания емкости счетчика 4 и переключатель 5 соединен с выходом счетчика 3 и с единичным входом триг- . гера 6 своего разряда и нулевым входом триггера б сосе-днего разряда, единичный и нулевой выходы триггера 6 через ключ 7 соединены соответственно с едини.чным и нулевым входами триггера 8, в ходы триггера 8 соединены с кгаочом 9, вход 1О генератора случайных чисел соединен со входом ждущего мультивибратора 11, с управляющими входами кшочей 7 и с первыми управляющими входами ключей 9, выход ждущего Мультивибратора 1 соединен со вторыми управляющими входами ключей 9. .

Квантовый генератор 2 преобразует напряжение на выходе источника шума 1, обусловленное щумовым эффектом, в после доватепьность импульсов с частотой следования i ,пропор11иоиапьной этому напряжению,

Двоичный счетчик 3 совместно с блоком задания емкости счетчика 4 и переключателем 5 формирует сигнал переполнения при отсчете равного чиспа импульсов. По сигналу переполнения двоичного счетчика 3 через переключатель 5 и блок задания емкости счетчика 4 автоматичес- ки вводится выбранное дополнение. Импульс переполнения на выходе счетчика 3 поступает на единичный вход триггера б своего разряда и на нулевой вход тригге.ра 6 соседнего разряда и переводят указанные триггеры в соответствующие состояния.

Ключ 7 управляет выходом триггера 6 По сигналу на входе 10 генератора случайных чисел ключ 7 открывается и триг-гер-повторитепь 8 принимает состояние триггера 6.

Ключ 9 управляет выходом триггера 8 имеет два входа и выполнен на логическом элементе запрет. Ключ 9 открывается в единственном случае, когда на, его первом входе сигнал нулевой, а на втром входе имеется единичный сигнал, поступающий с выхода ждущего мультивибратора 11.

Таким образом, с выходов генератора случайных чисел снимается случайное двоичное число, TortbKO по сигналу опроса, поступающего на вход 10. Если импупьсныё сигналы опроса идут непрерьгено на вход 1О, то генератор случайных чисеп обеспечивает соответственно непрерьганое генерирование случайных чисеп. : Работа генератора случайных чисел состоит в следукяцем.

При включении питания с выходов источников шума 1 снимается напряжение, обусповпенное шумовым эффектом. Это напряжение преобразуется квантовым генератором 2 в последовательность импульсов с частотой следования 1 пропорциональной этому напряжению и подается на вход счетчика 3. Заполнение одной и той же части емкости счетчика 3 обусловленной одинаковым дополнением, будет происходить благодаря все время меняющейся частоте следования импульсов в различные промежутки времени.

Таким образом, импульсы переполне кия на выходах двоичного счетчика 3 своего разряда и двоичного счетчика 3 соседнего разряда будут поступать соот ветственно на единичный и нулевой входы триггера 6 и изменять его состояния по случайному закону.

При поступлении сигнала опроса по входу 10-генератора случайных чисел, вступает в работу ждущий мультивибратор 11. По входному импульсу опроса открывается ключ 7 и триггер 8 принимает состояние триггера fi. С прекраще кием импульса опроса ключ 7 закрьгеает- ся и открьтается ключ 9, который остает

ся открытым пока есть напряжение на выходе ждущего мультивибратора 11.

Таким образом, с момента исчезновения импульса опроса и пока есть напряжение на выходе ждущего мультивибратора 1 1 происходит отсчет сттучайного двоичного числа с выходов генератора случайных чисел.

Предлагаемый генератор слгучайных чисел благодаря наличию новых элементов и новых связей позволяет существенно по меньшей мере, на один- два порядка повысить быстродействие генератора, обеспечивая при этом равную вероятность по луче- ния каждого числа на выходах генератора.

Формула изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий л разрядов, каждьй из которых содержит источник шума, первый триггер, прямой и инверсный выходы которого соединены с первым и вторым входами пер- 2S вого ключа, соответственно, первый и второй выходы которого соединены с прямым и инверсным входами второго триггера соответственно, прямой и инверсный выходы которого соединены с первым и вторым входами второго ключа соответственно, отличающийся тем, что, с целью повыцгения быстродействия генератора, он содержит мультивибратор, а в каждом разряде квантовый генератор, счетчик,переключатель и блок задания емкости счетчика, выход которого соединен с управлякщим входом счетчика, счетный вход которого через квантовый генератор соединен с BbJxoflOM. источника шума, а выход - с прямым входом первого триггера сврего разряда, с ишэерсным входом первого триггера предыдущего разряда и через переключатель - со входами блока задания емкости счетчика своего разряда вход мультивибратора соединен со входом генератора, с третьими входами первых ключей и с третьими входами вторых ключей, четвертые входы которых соединены с выходом мультивибратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Авторское свидетельство СССР №233291, кп. Q Об F 1/02, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР №401985, q Об F 1/02, 1971,