Генератор случайных чисел Советский патент 1982 года по МПК H03K3/84 

( ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

I

Изобретение относится.к импульсной и вычислительной технике и может быть использовано для моделирования реальных физических процессов, а также для испытаний измерительных и вычислительных устройств.

Известен генератор случайных чисел, содержащий регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, сумматор, счетчики импульсов, коммутатор, блок элементов и распределитель импульсов, генератор тактовых импульсов 1.

Однако данный генератор не может формировать случайные числа с различным законом распределения.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является генератор случайных чисел, содержащий регистр сдвига с сумматором в цепи обратной связи, управляемый генератором тактовых импульсов, ВЫХОДЫ регистра сдвига соединены с одними из входов блоков элементов И

выходы KOTOp ix подключены ко входам сумматора, другие входы которого соединены с выходами накапливающего регистра, который управляется счетчиком импульсов, триггеры управления, регистры управления С21.

Данный генератор формирует случай ные числа только с нормальным законом распределения.

Цель изобретения - расширение фунtoкциональных возможностей известного устройства за счет получения случай ных чисел с биномиальным, равномерным и пикообразным распределениями наряду с нормальным распределением.

IS

Поставленная цель достигается тем, что в генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен ко входу первого сметчика импульсов и

20 ко входу регистра сдвига с сумматором в цепи обратной связи, выходы которого подключены к первым входам леового и второго блоков элементов И, выходы которых подключены к первой группе входов сумматора, вторая группа входов которого подключена к разрядным выходам накапливающего регистра, информационные входы накапливающего регистра соединены с разрядными выходами сумматора, второй счетчик импульсов, введены элемент задержки и два дешифратора, выходы которых подключены ко вторым внодам блоков элементов И соответст венно, а входы дешифраторов поразрядно объединены и соединены с разрядными выходами второго счетчика импульсов, выход которого через эле мент задержки подключен ко входу сброса накапливающего регистра, вхо записи которого подключен к выходу первого счетчика импульсов и ко вхо ду записи второго счетчика .импульсо На чертеже представлена блоксхема генератора случайных чисел. Генератор случайных чисел содержиt генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2 сдвига с сумматором 3 з цепи обратной связи, счетчики t и 5 импульсов, дешифраторы 6 и 7. перву и вторую группы 8, 9 элементов И, сумматор 10, накапливающий регистр 11 и элемент 12 задержки. На чертеже также представлены шина 13 готов ности, выходные шины Ц. Генератор работает следующим образом. При поступлении каждого тактового импульса от генератора-1 на вход регистра 2 сдвига, имеющего сумматор 3 3 цепи обратной связи, содержащееся в этом регистре число измен ется случайным образом. Счетчик с коэффициентом пересчета m на т-м такте выдает импульс на вход счетчи ка 5 с коэффициентом пересчета п. и на вход записи накапливающего регис ,ра 11. В результате этого число, ;которое содержится в данный момент времени в регистре 2, модифицируемое в соответствии с кодовой комбинацией на выходе счетчика 5 при помощи дешифраторов 6 и7, через первую so и вторую группы 8 и 9 элементов И подается на вход сумматора 10, суммируется с числом, содержащимся в накапливающем регистре 11 и, затем, результат сложения снова записывается 55 в накапливающем регистре 11. После поступления п импульсов с выхода счетчика счетчик 5 переполняется и вырабатывается импульс готовности числа к считыванию с выхода генератора, после чего, спустя время, определяемое элементом 12 задержки, накап-, (ливающий регистр 11 сбрасывается и цикл формирования очередного числа повторяется. Таким образом, для формирования одного случайного числа необходимо тактов, причем ширина интервала, в пределах которого случайное число может принимать значения, определяется величиной т, а закон распределения случайных чисел - величиной п и значением kt где i принимает значения от 1 до п. при этом является общим числом выходов дешифраторов 6 и 7, на которые подаются высокие потенциалы в i-M состоянии счетчика 5- В частноети, числа имеют нормальное распределение при , , , , . пикообразное распределение при , , , kj--4, равномерное распределение при , , k 10. Таким образом, в данном генераторе осуществляется изменение статистических характеристик генерируемых случайных чисел за счет изменения коэффициентов пересчета счетчиков импульсов и управления дешифраторами. За счет этого расширяются функциональные возможности генератора и также достигается увеличение точностимоделирования случайных процессов и уменьшение времени, необходимого для испытания измерительного или вычислительного устройства, и, кроме того, алгоритм работы данного генератора проще, в результате чего повышается его надежность. Формула изобретения Генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входу пер-. вого счетчика импульсов и к входу регистра сдвига с сумматором в цепи обратной связи, выходы которого подключены к первым входам первого и второго блоков элементов И, выходы которых подключены к первой группе входов сумматора, вторая группа входов которого подключена к разрядным выходам накапливающего регист рз, информационные входы накапливающего регистра соединены с разрядными выходами сумматора, второй счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены элемент задержки и два дешифратора, выходы которых подключены к вторым входам . блоков элементов И соответственно, а входы дешифраторов поразрядно объединены и соединены с разрядными выходами второго счетчика импульсов, выход которого через элемент задержки

подключен к входу сброса накапливающего регистра, вход записи которого подключен к выходу первого счетчика импульсов и к входу записи второго счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент Великобритании К 13820 8, кл. G i D, 29.10.75.