Генератор случайных двоичных чисел

(54) ГЕ ЧИСЕЛ (57) Из тельной зованоустройсс задан бретение относи технике и может при построении ву датчиков слу ным распределени ся к вычисли- быть испольпростых по айных чисел с м. Целью 4 ъ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЭ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 3726242/24-24(56) Авторское свидетельство СССРУ 213424, кл, 6 06 Г 7/58, 1966,Авторское свидетельство СССРУ 189225, кл. С 06 Г 7/58, 1965.Авторское свидетельство СССРВ 1062697кл. С 06 Г 7/58, 1982.Авторское свидетельство СССРВ 1037250, кл. С 06 Г 7/58, 1962. ЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ДВОИЧ изобретения является расширение функциональных возможностей генератораза счет получения заданного распределения. В результате использованиянеравновероятных состояний счетчика,работающего в режиме пересчета импульсов нестационарного случайного потока, обеспечивается воэможностьуправления процессом прохождения счетчиком своих дискретных состояний приотсутствии последствия, благодарячему генератор при малом объеме электронного оборудования обеспечиваетформирование последовательности независимых случайных двоичных чисел сзаданным распределением. Генераторсодержит датчик 1 пуассоновского потока импульсов, элемент 2 запрета,преобразователь 3 код - интенсивностьслучайного потока импульсов, блок 4памяти, триггер 5, счетчик б, элементИ 7, группу 8 элементов И. 2 ил,12Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении простых поустройству датчиков случайных чиселс заданным распределением.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора за счет получения заданногораспределения.На фиг.1 приведена структурнаясхема генератора; на фиг.2 - графдискретных состояний счетчика,Генератор случайных чисел содержитдатчик 1 пуассоновского потока импульсов, элемент запрета 2, преобразователь 3 код - интенсивность случайного потока импульсов, блок 4 памяти, триггер 5, счетчик 6, элементИ 7, группу 8 элементов И.Линейный преобразователь 3 код -интенсивность может быть выполнен посхеме технического решения (4).Генератор работает следующим образом.Пусть в начальный момент временисчетчик 6 находится в состоянии и.Тогда на управляющем входе преобразователя 3 код - интенсивность установится код Х, хранящийся в блоке 4памяти по адресу и.Преобразователь 3 код - интенсивность выполняет роль управляемоговентиля, который с вероятностью Р ==Х 2 , заданной с помощью двоичногокода ОХ 2 -1, прореживает потокимпульсовдатчика 1 с интенсивностью Я,Поэтому в начальный момент мгновенная плотность (интенсивность) потока импульсов на входе счетчика 6составитЗ=Х 2 Э. (1)В момент появления на выходе преобразователя 3 импульса состояниесчетчика 6 возрастает на единицу (и++1). Это приводит к смене управляющего кода Хи на код Х, хранящийсяв блоке 4 памяти по адресу (и+1).Случайный поток импульсов с интенсивностью(2)будет присутствовать на входе счетчика 6 до момента появления следующегоимпульса на выходе преобразователя 3.Далее процесс работы генератора повторяется. В результате этого обеспечивается последовательное прохождение счетчиком 6 своих дискретных состояний с 75435 2разной относительной скоростью. Графсостояний счетчика 6 приведен нафиг.2.Для настройки генератора на требуемый закон распределения вероятностейР, п=О,Инеобходимо решать известную систему уравнения1Р,в+(относительноСистема (3) уравнений имеет бесчисленное множество решений, так как о(отношение -1 пМмогут бытьп,п(заданы при различных абсолютных зна чениях интенсивностей переходов. Дляобеспечения максимального быстродействия (производительности) генератора при формировании последовательности независимых случайных чисел поступим 25 следующим образом,Найдем минимальное значение мин/ /пСОИ 1 " щ---- Р 3 =Р , Присвоим интенсивности выхода из состояния и =М наибольшее З 0 значение, которое обеспечивает преобразователь.3 код - интенсивность(4)Тогда с учетом (3) и (4) интенсивности других переходов составят 35Р,п=О,И, (5)оВ силу цикличности процесса п(1)(учетом (1) находят набор значений 40управляющих кодов Хи, п=О,И, которые обеспечивают требуемый закон распределения вероятностей Р, в=О,Н мин СР 3Х= -- -д - 2 (6) 45 РЗначения кодов Х заносят в блок 4памяти по адресам п=О,Мсоответственно.Импульсы опроса генератора поступают на.инверсный вход элемента зап 50 рета, отключают датчик 1 и одновременно опрашивают с помощью группы 8элементов И текущее состояние счетчика 6.При формировании случайных чиселс симметричным законом распределениявоспроизводят одну ветвь распределения. Симметрирование чисел осуществляется умножением их на ф 1 с вероят- ез 1275435 ностями Р(+1)=Р(-1)=0,5, т.е. введе- п кием знака числа. Последний задается е равновероятными состояниями триггера р 5, опрашиваемыми импульсами опроса с г помощью элемента И 75 И,В предлагаемом генераторе средние вь продолжительности пребывания счетчика 6 в каждом состоянии соотносятсяв как величины управляющих, кодов Хп.ве По этой причине распределение вероят О ря ностей Р случайных чисел не зависит вх от интенсивности 9 датчика 1, чтоме обеспечивает высокую точность работы в генератора при возможном дрейфе ин- эл тенсивности датчика 1ц У-, Уи Составитель И.СтоляровРедактор В.Иванова Техред В,Кадар Коррект яско Тираж 671 Государственного ком по делам изобретений и 035, Москва, Ж-З 5, РаушскаЗаказ 6562/41ВНИИПИ Подписи оеета СССРкрытийнаб., д, 4/ Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,роектная, 4 Быстродействие предлагаемого генератора как наименьший интервал Т опроса при формировании независимых случайных чисел в незначительной мере 20 зависит от формы воспроизводимого закона и может быть оценено величиной Т =(3-4)-,Мд %При Я=16 точках (узлах) аппроксимации закона распределение случайныхчисел в=10 имп/с интервал опроса составляет 500 мкс. Формула изобретения ЗО Генератор случайных двоичных чисел, содержащий датчик пуассоновскогоотока импульсов, выход которого содинен с прямым входом элемента запета триггер, единичный выход котороо соединен с первым входом элементавыход которого является знаковымходом генератора, счетчик, выходы азрядов которого соединены с первыми ходами элементов И группы соответстнно, выходы которых являются раздными выходами генератора, вторые оды элементов И группы объединены жду собой и подключены к второму ходу элемента И, к инверсному входуемента запрета и является входом Опроса" генератора, о т л и ч .а ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет получения заданного распределения, он содержит линейный преобразователь код - интенсивность случайного потока импульсов и блок памяти, выход элемента запрета соединен со счетным входом триггера и информационным входом преобразователя код - интенсивность случайного потока импульсов, выход которого соединен со счетным входом счеТчика, выходы разрядов счетчика соединены с соответствующими разрядами адресного входа блока памяти, выход которого соединен с управляющим входом преобразователя код - интенсивность случайного потока импульсов.