Генератор случайной последовательности

/58 1)5 С 1 сс;,АНИ ЕТЕНИ ЛЬСТ моно тво СССР 8, 1985. ПОСЛЕДОВАвычис быть истохастичесГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТПО. ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМ,Ф СВИ(57) Изобретение относитлительной технике и можепользовано для создания, ЯО 164068 ких вычислительных машин и моделейа также для построения генераторовпсевдослучайных последовательностейс заданными характеристиками. Цельизобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности генерирования символов с заданной условной вероятностью. Генератор,содержит генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2 сдвига, блок 3 сумматоров по модулю два, регистр 4 кода,мультиплексор 5, счетчик 6, элементИ 7, триггеры 8, 9. 1 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для создания стохастических вычислительных машин и их моделей, а также для построения генераторов 5 псевдослучайных последовательностей с заданными характеристиками.Целью изобретения является раснирение Функциональных возможностей генератора за счет воэможности генерации символов с заданной условной вероятностью.На чертеже представлена функциональная схема генератора.Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2 сдвига, блок 3 сумматоров по модулю два, регистр 4 кода, мультиплексор 5, счетчик 6, элемент И 7, триггеры 8 и 9, первую группу входов 10 мультиплексора 5, вторую группу входов 11 мультиплексора 5, группу входов счетчика 12, первую группу входов 13, вторую группу входов 14 блока суммато 25 ров по модулю два, переключатель 15 входы 16 регистра кода, вход 17 задания начального состояния, вход 18 задания режима.Генератор работает следующим образомПеред началом работы генератора в регистр 2 сдвига заносится через вход 17 и сумматор 3 по модулю два ненулевой код, управляющий сигналом "Запись" по входу 1, а в регистр 4 через группу входов 16 заносится код, определяющий величину условной вероятности. Случайный режим реализуется переводом переключателя 15 в положе ние 15 аналогично известному генератору. При этом случайная последовательность снимается с выхода 1. Псевдослучайный режим реализуются переводом переключателя 15 в положение 15- 45 При этом устройство осуществляет генерацию логических символов лог."1" (лог "0") с заданной условной вероятностью, Величина вероятности р (1/0) генерации (реализации) лог."1" при10 условии, что предыдущим бып сгенерирован (реализован) лог."0" и вероятности р(1/1) генерации лог."1" при условии, что предыдущей была сгенерирована лог."1", определяется числом сдвигов содержимого регистра 2, с блоком55 сумматоров 3 по модулю два в цепи обратной связи. Поскольку вероятности реализации символов лог."1" и лог."0" 1640687 4на выходе блока 3 сумматоров по модулю два одинаковы и равны 0,5, то возможна реализация дискретной шкалы вероятностей вида 0,5"= р = (1-0,5) фгде и - число сдвигов содержимого ре-,гистра 2 сдвига. Причем и генерируемых символов должны последовательнологически перемножаться. Роль последовательного логического умножителявыполняет триггер 9, устанавливаемыйпредварительно в состояние лог."1"на первом выходе, Если на его второйвход будет подано и логических единиц, то он сохранит состояние лог."1",если в последовательности иэ п символов будет хотя бы один логическийноль, триггер 9 установится в состояи зв,ние лог. 0 . Таким образом, вероятность события, заключающегося в томчто по окончании и сдвигов регистра2 сдвига на первом выходе триггера 911 ибудет лог. 1 , будет определяться выражением р=0,5. Вероятность, что притех же условиях на втором выходе триггера 9 будет лог."1" соответственноравна р = 1-0,5. С первого выходатриггера 9 сгенерированный символ поступает на управляющий вход мультиплексора 5, причем если в триггере 9хранится "лог.1", то к входам счетчи-.ка 6 через мультиплексор 5 подключается первая группа 10 из ш/2 разрядоврегистра 4.Наличие триггера 9, регистра 4,мультиплексора 5 и счетчика 6 позволя"ет управлять числом сдвигов регистра2 сдвига, последовательно перемножатьи выходных значений блока сумматоров3 по модулю два на триггере 9, управлять переключением мультиплексора 5 взависимости от сгенерированного символа, что обеспечивает генерацию логических символов на первом и второмвыходах триггера 9 с заданным значением условной вероятности.Перед генерацией символов с заданной условной вероятностью в регистр4 через группу входов 16 записывается ш-разрядный код, первая группаразрядов которого определяет величину условной вероятности р (1/0), авторая группа разрядов - величину условной вероятности р (1/1). По линииПуск" подается импульс, переднимФронтом которого в счетчик 6 записывается содержимое первой группы разрядов регистра 4, если в триггере 9хранится лог 1или второй группы1640687 формула изобретения Составитель В.ОрловТехред С,Мигунова Корректор Н.Ревская Редактор В.Бугренкова Заказ 1017 Тираж 401ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 разрядов, если в триггере 9 хранится лог.О. Задним Фронтом импульса "Пуск" триггеры 8 н 9 устанавливаются в состояние лог."1", при этом разрешается прохождение через элемент И 7 импульсов тактовой частоты от генератора 1, которые поступают параллельно на счетчик 6 и регистр. 2 сдвига, осуществляя сдвиги содержимого регистра, После заданного числа импульсов, определяемого записанным в счетчик 6 кодом, счетчик 6 вырабатывает сигнал переполнения Готов", который подается на вход и на вход триг 5 гера 8, устанавливая его в состояние лог."О. При этом элемент И 7 запрещает прохождение импульсов тактовой частоты на входы счетчика 6 и регистра 2 сдвига. Сдвиги содержимого ре гистра сдвига 2 прекращаются. Сгенерированный символ может быть считан с прямого или инверсного выходов триггера 9 при наличии сигнала "Готов" на выходе 2, После появления 25 сигнала "Готов" может быть подан следующий сигнал "Пуск". После подачи следующего импульса по линии "Пуск" процесс повторяется, причем сгенерированный в предыдущем процессе логи ческий символ будет определять, какой именно код из регистра 4 будет записан в счетчик 6, и, следовательно, с какой вероятностью будет генерироваться следующий логический сим 35 вол. Генератор случайной последователь ности, содержащий генератор тактовых импульсов, переключатель, блок сумматоров по модулю два, регистр кода регистр сдвига, вход разрешения записи которого является входом зада ния начального состояния генератора, разрядные выходы регистра сдвига соединены с первой группой входов блока сумматоров по модулю два, вход которого соединен с первым входом переключателя и является входом задания режима генератора, а выход соединен с вторым входом переключателя иинформационным входом регистра сдвига и является выходом случайной последовательности генератора, о т л ич а ю щ и й с я тем, чта, с цельюрасширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности генерации символов с заданной условнойвероятностью, в него дополнительновведены мультиплексор, счетчик, элемент И, первый и второй триггеры,причем входы установки в 1" первого ивторого триггеров и вход разрешениязаписи начапьного состояния счетчика подключены к входу запуска генератора, выход переполнения счетчикасоединен с входом установки в 0 первого триггера и является выходом признака окончания формирования очередного символа генератора, прямой выход первого триггера соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генераторатактовых импульсов, а выход - с синхронизирующим входом регистра сдвигаи счетным входом счетчика, вход задания начального состояния которогосоединен с выходом мультиплексора,первая и вторая группы информационных входов которого соединены соответственно с группами выходов младших разрядов и старших разрядов регистра кода, вход которого являетсявходом задания условной вероятностигенератора, выход блока суммированияпо модулю два соединен с входом установки в "0" второго триггера, пря-.мой выход которого соединен с управляющим входам мультиплексора и является выходом символов с заданнойусловной вероятностью генератора, инверсный выход второго триггера является выходом инвертированных символов сзаданной условной вероятностью генератора.