Датчик случайных чисел Советский патент 1981 года по МПК G06F7/58 G07C15/00 

(54) ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к вычислительной техникеi lio основнЬму авт.св. 351209 из вестно устройство, содержащее мульт аибралора, генераторов случайных импульсов, элементы И, .триггерный регистр памяти, выходы которых явля ются группой выходов датчика, нулев входа об19единены и подкл1йчены ко .входу.Сброс, единичные входы подключены соответственно к выходам элементов И., первые входы которы объединены и подключены к выходу генератора случайных импульсов, а вторые входы подключены к выходам Мультивибраторов, которые соединены последовательно 1J. Недостаток известного датчика сл чайных чисел - Низкое быстродействи Цель изобретения - повьвиение быстродействия датчика. Для достижения поставленной цели в известный датчик случайных чисел дополнительно введены триггер, формирователь импульсов и элемент импликации, выход которого соединен с первым входом первого ждущего мул тивибратора, выход п-го (п-число разрядов датчика) ждущего мультивиб ратора соеяннен с единичным вход триггера, выход которого является выходом датчика и соединен со входом формирователя импульсов,выход которого подключен к нулевым входам разрядов регистра памяти, триггера и к прямому входу элемента импликации, инверсный вход которого является входом датчика, выходы разрядов регистра памяти соединены соответственно CQ вторыми входами ждущих мультивибратсзрой. На чёр-теже представлена структуроая схема датчика случайных чисел. Датчик содержит генератор 1 случайных импульсов,ждущие мультивибратор 2„ (1де п-число разрядов случайного чиcлaJ элементы И 3, «V... 3„,. триггерный регистр 4у,, из п триггеров элемент 5 имплнкацни, триггер 6, формирователь 7 импульсов, клемму 8 запуска устройства, выходную клемму . 9 Считывание .. Выход Ксивдого Ж2ущего мультивибратора 24 (,п) соединен со входом последующего мультивибратора 2 ,. и входом соответствующего элемент4 ИЗ;,- ; Вторые входы 3,,3,,..., подключены к гялхоку генератора 1. случайных импульсов, всех элементов а выходы этих элементов соединены с единичными входами соответствующих триггеров 4 , , . .., .... 4ц . Нулевые входы этих триггеров подсое динены к прямому входу элемента 5 Импликаций нулевому входу триггера 6 и к выходу формирователя 7, вход которого соединен с клеммой 9 Счи тывание устройства и выходом триг гера 6 сброса, единичный вход которого соединен с выходом последнего ждущего мультивибратора 21хг . Выходы всех триггеров 4 , 4/j,.... ..4„ соединены с входами Сброс соответствующих мультивий|ратрров 2 2,2......... 2. Клемма 8 запуска уст ройства соединена с инверсным входо элемента 5 импликации, а ее выход подключён к входу запуска первого времязадающего блока 2 . Работа устройства основана на формировании цифр в разрядах многоразрядного двоичного числа с помощь генератора случайных импульсов. Количество импульсов, появившихся на выходе генератора случайных импульсов за интервал времени V , распределено по закону Пуассона k f где k - количество импульсов; .1 const; Я - интенсивность потока. По известным из закона распределения вероятностям появления единиц в разрядах многоразрядного числа Р, Р,РГ, где п - число разрядов, в соответствии с формулой PI ( , где Р,- ()P4;i - In .определяете я - ные интервалы настройки соответству юиГих времязадсиощих блоков. Датчик работает следующим образо nocjne выставления раэр ааюцёго потенциального уровня на клегоне 8 Запуск устройства происходит запуск первого мультивибратора 2, который формирует импульс длительностью t . При поступлении от гене д атора 1 случайных импульсов первог импульсатриггер 4 устанавд Ь)ается единичное состояние и останавливает формирование импульса на выходе мул тивибратора 2 до истечения времени По заданному фронту импульса на выходе 2 запускается мультивибрато 2d- Таким образом, в первом разряде случе виогю числа формируется . Бели за время ц «эт генератора случайных импульсов Ие поступает ни од ного импульса, 1чэ в разряде фор шруется О и мультивибратор 2, проработав время Т. , запускает иогльтивябратор .2. После окончания работы последнег мультивибратора 2 и на выходной клемме Считывание появляется импульс, разрешающий считывание информации с тригг.ерного регистра ,4„, Этот же импульс 4.1 4 поступает н вход формирователя- 7, который формирует на выходе импульс Сброса, задержанный относительно входного импульса на время, необходимое для считывания информации с триггерного регистра 4 , 42,4. в качестве формирователя 7 может быть применен, например, ждущий мультивибратор. Импульс, сформированный в блоке 7 устанавливает в О триггеры 4 , 4и и триггер 6 сброса и если на клемме 8 «Запуск выставлен разрешающий потенциалышй уровень, запускает времязадающив блок 2. Таким оСфаэом, процесс повторяется до тех пор, пока на клемме 8 Заиуск поддерживается разрешающий .потенциальный уровень.Для однократного запуска подается короткий импульс на 8. Соединение выходов всех триггеров со входами Сброс соответствующих времязадающих блоков, а также введение дополнительно триггера сброса, элемента импликации и формирователя импульсов позволяют значительно повысить быстродействие устройства и автоматизировать его работу. Так, при равных объемах генерируемых восьмиразрядных двоичных случайных чисел, распределенных по экспоненциальному закону, затраты времени иа генерацию снизились, по сравнению с известным устройством, в 2,4-5 раз, а для чисел, распределенных по равномерному закону в 3,1-8 . Формула изобретения Датчик случайных чисел по авт.св. 351209, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит триггер, формирователь импульсов и элемент импликации, выход которого соединен с первым входом первого ждущего Мультивибратора, выход п-го (п-число разрядов датчика) ждущего мультивибратора соединен с единичньш входом триггера, выход которого является выходом датчика и соединен со входом формирователя импульсов, вьрсод которого подключен к нулевкш входам регистра памяти, триггера и к прямому входу элемента импликации, инверсный вход которого является входом датчика, выходы разрядов регистра памяти соединены соответственис со вторши входами ждущих му;1ьтивибраторов. ° Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 351209. кл. G 06 F 1/02, 1967 (прототип).