Генератор псевдослучайных чисел

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 15134 А 1 51)4 с 06 Г 7/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Р" 37ионный институ 1 ансуров тел ьс 3/84 льств к 3/8 во СССР1982.СССР1987. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОТНРитиямПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙКЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти,применение при разработке аппаратурыдля статистического моделирования.Цель изобретения - упрощение генератора. Генератор содержит контролируемый генератор 3, генератор 4 тактовыхимпульсов, сумматор 6 по модулю два,регистр 7 сдвига, триггер 8. Введение второго сумматора 6 по модулюдва и второго регистра 7 сдвига позволяет оперативно, т.е, на каждомтакте, осуществлять контроль генераторов М-последовательности с одновременным уменьшением количества блоковгенератора. 1 ил.3 15134Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение при разработке аппаратуры длястатистического моделирования. 5Цель изобретения - упрощение генератора.На чертеже представлена функциональная схема генератора псевдослучайных чисел. ОГенератор содержит первый сумматор 1 по модулю два, первый регистр 2сдвига, составляющие контролируемыйгенератор 3, генератор 4 тактовых импульсов, элемент И 5, второй сумматор 6 по модулю два, второй регистр 7сдвига, триггер 8.Генератор работаетследующим образом.Вначале приходит сигнал по шинесброса, который устанавливает в нулевое состояние триггер 8 и заносит начальные значения в регистры 2 и 7сдвига (начальное состояние регистра7 сдвига определяется заранее и зависит от начального состояния регистра 2 сдвига). Затем в генератор поступает сигнал по шине пуска, которыйустанавливает в единичное состояние ;,триггер 8, вследствие чего прямой вы- ЗОход триггера 8 разрешает прохождениесинхроимпульсов с выхода генератора4 тактовых импульсов церез элементИ 5 в блоки генератора. Под действи-.ем синхроимпульсов начинает функционировать генератор 3 М-послеровательности, состоящий из первого сумматора 1 по модулю два и регистра 2сдвига. Числа М-последовательности,формируемые в регистре 2 сдвига, поступают на группу выходов генератора.Одновременно под действием синхроимпульсов происходит сдвиг информацииво втором регистре 7 сдвига, имеющего К разрядов. Информация в первый 45разряд регистра сдвига 7 заноситсяс выхода некоторого д-го разрядаи-разрядного регистра 2 сдвига.В каждый тактовый момент временина выходы второго сумматора 6 по модулю два поступают двоичные символыс выхода старшего К-го разряда регистра сдвига 7 и с определенных, специальным образом выбранных, разрядоврегистра 2 сдвига. При исправной работе генератора 3 М-последовательности на выходе второго сумматора 6 помодулю два будет формироваться в каждом такте нуль, т.е, на выходе "Ошиб 464ка" сигнал будет отсутствоватьвследствие четкого количества единичных символов на входах второго сумматора 6 по модулю два, При сбое генератора 3 М-последовательности в некотором такте работы количество единичных символов в этом такте исказится и на выходе сумматора 6 по модулюдва появится единичный сигнал, который поступит на выход "Ошибка". Таким образом, оперативно (в каждомтакте) осуществляется контроль эа работой генератора 3 М-последовательности,Теория указанной работы такова.Пусть матрица А описывает функцио.нирование ГПСЧтогда Ч(с + 1)= А Ч, где 1 - состояние регистра 2 сдвига в момент времени.Очевидно 1(е + К) = А ц(с), где А -матрица перехода регистра сдвигаза К тактов. Пусть, А = В. Находятматрицу В , обратную матрице В ивыделим в ней некоторую -ю строку.Единичные элементы этой строки указывают номера разрядов регистра 2сдвига, которые необходимо объединитьпо модулю два, чтобы вновь получитьзначение -го разряда в момент времени . При исправной работе ГПСЧэто теоретическое значение 1-го разряда в момент должно совпасть с практическим значением, которое было втот же момент времени е. Для осуществления этого сравнения практическоезнацение -го необходимо сохранитьдо момента (с + К), т.е. необходимоиметь блок задержки на К тактов. Этуфункцию выполняет регистр сдвига 7,первый разряд которого подключен к1-му разряду регистра 2 сдвига ГПСЧ,Практическое значение 1-го разрядарегистра 2 сдвига в момент времениформируется на выходе старшего К-горазряда регистра 7 сдвига и подаетсяна дополнительный вход второго сумматора 6 по модулю два. Теоретическоезначение -го разряда регистра,2сдвига в момент времени т формируется на основе разрядов этого же регистра, выбранных в соответствии с единичными элементами встроке матрицы В. Выходы этих выбранных разря"дов объединены во вторую группу выходов регистра 2 сдвига и подключенык группе входов второго сумматора 6по модулю два для реализации операциисуммирования по модулю два, Таким об5 151 разом, совпадение теоретического и практического значений -го разряда в момент времениконтролируется вторым сумматором б по модулю два. Если эти значения совпадают (что говорит об исправности ГПСЧ) то на выходе сумматора 6 по модулю два формируется нуль, в противном случае формируется единичный сигнал, который проходит на выход "Ошибка" генератора. Данное устройство реализует для ГПСЧ контроль, напоминающий контроль на четкость или нечеткость, применяемой в цифровой вычислительной технике.Для получения начального состояния регистра 7 сдвига необходимо взять начальное состояние ц(с,) регистра 2 сдвига и вычислить его К предыдущих состояний, "ый разряд этих состояний определяет начальное состояние регистра 7 сдвига. 3446 6рой регистр сдвига, второй сумматорпо модулю два и триггер, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом элемента И ис тактовым входом триггера прямойвыход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с входами сдвига первого и второ го регистров сдвига, установочныевходы которых соединены с входомСброс" генератора и входом установкив ."0" триггера, вход установки в "1"которого является входом "Пуск" гене ратора первая группа выходов первогорегистра сдвига соединена с входамипервого сумматора по модулю два и является информационным выходом генера"тора, выход первого сумматора по мо дулю два соединен с информационнымвходом первого регистра сдвига, вторая группа выходов которого соединенас группой входов слагаемых второгосумматора по модулю два, выход кото рого является выходом "Ошибка" генератора, дополнительный выход первогорегистра сдвига соединен с информационным входом второго регистра сдвига, выход старшего разряда которого ЗО соединен с входом дополнительногослагаемого второго сумматора по модулю два. формула изобретения Генератор псевдослучайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, первый регистр сдвига, первый сумматор по модулю два и элемент И, о т л и ц а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, в него введены втоСоставитель Д.феликсонТехред л,олийнык Корректор Т,Палий Редактор Л.Зайцева твв ввввв вЗаказ 6080/48 Тираж 668 ПодписноеВНИИПИ .Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113935 Носква ЖРаушская наб., д, 4/5