Генератор случайных и псевдослучайных чисел

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 06 Р 5 МСесОВ)3 нцЦАВТОРСНОМ ЕТЕЛЬСТ кто- атолю ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Казанский ордена Трудового Крас ного Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт ии.А.Н.Туполева (72) Н.Н.Сергеев(54) (57) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ И ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ, содержащий группу регистров сдвига, генератор тавых импульсов, первую группу суммров по модулю два, выходы 0,.-го(1=1,п, п - число разрядовкаждого о-го регистра сдвига группы)и и -го разрядов каждого регистрасдвига группы (Ч = 1,ш, ш - число регистров сдвига группы) соединены соогветственно с первым и вторым входамисоответствующего сумматора по .модудва первой группы, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит группугенераторов импульсов, мультиплексор, группу элементов ИЛИ, вторуюгруппу сумматоров по модулю два,регистр памяти и группу элементовИЛИ-НЕ, выходы которых соединены спервыми входами соответствующих элементов ИЛИ группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих сумматоров по модулю двапервой группы, а выходы элементовИЛИ группы соединены с информационными входами соответствующих регистров сдвига группы, синхронизирующиевходы которых подключены к соответствующим выходаи мультиплексора, первая группа информационных входовкоторого соединена с выходами генераторов импульсов, первый управляющийвход мультиплексора является входомзадания режима "случайные числа" генератора, второй - входои заданиярежима "псевдослучайные числа гекератора, выходои которого являютсявыходы разрядов регистра памяти, выход генератора тактовых импульсовсоединен с второй группой информационных входов мультиплексора и ссинхронизирующим входом регистра памяти, входы разрядов которого подключены к выходам соответствующихсумматоров по модулю два второй группы, выходы разрядов каждого регистрасдвига группы соединены с соответствующими входами соответствующегоэлемента ИЛИ-НЕ группы, выход 3-го разряда (1= 1,п ) каждого о-го регистра сдвйга группы соединен ссоответствующим входом-го сумматора по модулю два второй группы(1,К, К - число сумматоров второй группы).1 119668Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вероятностного моделирования на вычислительных машинах.Цель изобретения - расширениефункциональных. возможностей устройства за счет. введения режима генери"рования случайных чисел, а также повйшение точности работы устройства.На чертеже приведена блок-схема 10генератора.Генератор содержит группу генераторов 1 ,1, 1 импульсов, муль 1 ф 2 фф мтиплексор 2, группу регистров 3З 3, сдвига с сумматорами 15й,14, , 4 по модулю два в цепях,обратных связей, группу многовходовыхсумматоров 5 5, , 5, по модулю два, Регистр Ь, генератор 7 тактовыхимпульсов, группу элементов ИЛИ8 88 , группу многовходовых1 ф 2 ф фф мфэлементов ИЛИ-НЕ 9, 9 .9 группу Разрядных выходов 10 генератора, входы настройки 11,и 12 генерато-.ра. 5Генератор работает следующим образом.При работе в псевдослучайном режиме на вход 11 подается Лог,О а на вход 12 - "Лог.1". На всех выходах мультиплексора 2 присутствуетпоследовательность тактовых импуль сов, формируемая генератором 7 тактовых импульсов, Последовательностьтактовых импульсов, поступая на 35синхровходы всех регистров 3, 3З сдвига, обуславливает синхронность работы всех генераторовМ-последовательностей на .регистрахсдвига 3, 32, , 3 с сумматорами Ю 4, ф 4 4, по модулю два в цепях обратных связей. На входы многовходовых сумматоров 55,. 5 кпо модулю два поступают синхронныепсевдослучайные последовательности 45с разных выходов регистров 3, З3, сдвига, следовательно навыходах многовходовых сумматоров 51,,5,., 5 к по модулю два будут. разво-;рачиваться статистическинезависимые 50псевдослучайные последовательности.С приходом очередного тактовогоимпульса в регистр 6 заносится псевдослучайное число, разряды которогоформируются из статистически независимых псевдослучайных последовательностей с выходов многовходовых сум.маторов 5, 5, , 5 помодулюдва. 622Каждое, очередное псевдослучайное число хранится в регистре 6, присутствует на группе выходов 10 в течение одного такта и обновляется с приходом следующего тактового импульса,При работе устройства в случайном режиме на вход 11 подается "Лог.1", а на вход 12 - "Лог.О". При этом на синхровход каждого регистра сдвига 3 поступает последовательность импульсов с выхода генератора 1 импульсов. Каждый регистр 3 сдвига с сумматором 4 по модулю два формирует асинхронную м -последовательность, т.е. последовательность, у которой длительности импульса и паузы определяются периодом последовательности генератора 1 импульсов, моменты появления импульса или паузы определяются фазой последовательности генератора импульсовПериоды последовательностей, формируемые генераторами 1, 11 импульсов, взаимно флуктуируют, Поэтому асинхронные М -последовательности, генерируемые регистрами 3, 32Зм сдвига с сумматорами по модулю два 4, 44,в цепях.: обратных связей, также взаимно флуктуируют, Результатом суммирования по модулю .два блоком 5 независимыхасинхронных и взаимно флуктуирующих м-последовательностей является асинхронный широкополосный процесс с о-образной автокорреляционной функцией. Так как на входы сумматоров 5, 5., 5 по модулю два поступают м "последовательности с разныхразрядов регистров 3, 3 , .Зм сдвига, то на выходах сумматоров 5 5 , , 5 по модулю два формиру" ются вэаимйо некоррелированные асинхронные случайные процессы. С приходом очередного тактового импульса с выхода генератора 7 тактовых импульсов в каждом разряде регистра 6 фор- мируется и запоминается на такт случайная цифра. Случайное число поступает с выходов регистра 6 на группу выходов 10 генератора.Работа каждого регистра 3 сдвига группы защищена от возможности воз-никновения статически устойчивых состояний (обнуления) как в случайном, так и в псевдослучайном режимах. Так, если в силу каких-либо причин регистр 3 группы установитсяСоставител Техред Л.М А. Кар ас яошва К а ктор М.Максимишинец. 4 В едак 7564/47 Тираж 709 Подписное НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5.Проект з 11968в состояние "0000", то на выходемноговходового элемента ИЛИ-НЕ 9группы появится уровень "Лог,1", аследовательно, и на выходе элементаИЛИ 8 группы появится уровень "Лог. 1".Поэтому в следующий такт регистр 3сдвига группы установится в состояал ППП "Патент", г.Ужгор 62 4ние "10000" и сохранит нормальное функционирование,При подаче на входы 11 и 12 ком" бинации логических сигналов "00" и " 11" устройство позволяет осуществлять контрольно-диагностические операции. Этирежимы являютсянерабочими.