Генератор случайных чисел

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 006 Е 7/5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Оиюле ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может использоватьсядля формирования случайных чисел, Цельизобретения - генерирование случайных чисел с логарифмическим расп редел ен и ем..,Ж 1829032 А 1 Импульсы от ГТИ 1, подсчитанные счетчиком 3, задают диапазон возможных значений случайных чисел. Случайное число, выработанное датчиком 9 чисел с равномерным распределением, поступает на блок 10 ранжирования, который используется для выделения случайного числа, на другой вход которого поступает совокупность сигналов с выхода первого регистра 6. Сформированное значение случайной величины с логарифмическим распределением заносится во второй регистр 11. 2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для генерации чисел с логарифмическим распределением.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей,На фиг. 1 представлена электрическаяструктурная схема генератора случайных чисел, на фиг. 2 - блок выделения случайного числа.Генератор случайных чисел содержитпоследовательно соединенные ГТИ 1, первый элемент 2, счетчик 3, блок 4 вычисления вероятностей, сумматор 5, первый регистр б, блок 7 сравнения, второй элемент И 8, датчик 9 чисел с равномерным распределением, блок 10 выделения случайного числа и второй регистр 11, последовательно соединенные первый элемент задержки 12, вход которого соединен с выходом пеового элемента И 2, и второй элемент задержки 13, выход которого соединен с управляющим входом первого регистра б, а также последовательно соединенные третий элемент задержки 14, вход которого соединен с выходом второго элемента И 8. и четвертый элемент задержки 15, выход которого соединен с входами установки в ноль счетчика 3 и сумматора 5.Блок 4 выполнен в виде ПЗУ, работающего в режиме считывания, Информация о программировании ПЗУ представлена ниже. Сумматор 5 выполнен в виде сумматора - накопителя, первый регистр б выполнен в виде параллельного регистра сдвига,Блок 10 ранжирования выделения случайного числа (фиг, 2) содержит блоки 16-11 б-п сравнения и блоки 17-1.17-(п) элементов И, где и - число ячеек первого регистра б, определяемое максимально ожидаемым числом значащих отсчетов функции распределения,Работает генератор случайных чиселследующим образом,В исходном состоянии блоки 3,5,6,11обнулены.При подаче импульса запуска на входГТИ 1 от вырабатывает последовательность импульсов, которые через открытый первый элемент И 2 поступают на вход счетчика 3, формирующий числа К=1,2, По каждому числу в блоке 4 вырабагываются частные вероятностир Кгде Р - параметр логарифмического распределения, 35 Ч Рк - У РМ)- К,40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 После задержки в первом элементе задержки 12 на время переходных процессов в блоках 3, 4 импульсом с выхода первого элемента И 2 в сумматор 5 заносится величина Р(1),По мере изменения состояния счетчика 3, сформированные в блоке 4 вероятности складываются в сумматоре 5 и частные суммы, начиная с величины Р(1) заносятся в первый регистр б, являющийся параллельным сдвиговым регистром, Сдвиг информации и запись в первый регистр 6 производится по импульсам с выхода второго элемента задержки 13, где сигнал задерживается на время переходных процессов в сумматоре 5.Поступающие на вход первого регистра б числа А сравниваются в блоке 7 сравнения с числом, близким к единице В=1- е, где еО,я 1,При выполнении соотношения РВ сигналы на выходах блока 7 сравнения меняются на обратные. Поэтому поступление импульсов на вход счетчика 3 прекращается и очередной импульс с выхода ГТИ 1 через открытый второй элемент И 8 поступает на вход опроса датчика 9, сигнал д выхода которого поступает на вход блока 10, на другой вход которого поступает вся совокупность сигналов с выхода первого регистра б,В блоке 10 на основании решения урав- нения определяется возможное значение случайного числа Кь имеющее логариф,;ическое распределение,Значение К записывается импульсом с выхода третьего элемента задержки 14, в котором он задерживается на время переходных процессов в блоках 9, 10, во второй регистр 11. Этот же импульс после задержки в четвертом элементе задержки 15 на время переходных процессов во втором регистре 11, происходит обнуление блоков 3. 5, По каждому очередному импульсу ГТИ 1 на выходе второго регистра 11 будет формироваться случайное число с логарифмическим распределением.Блок 10 работает следующим образом, На вход блока 16-1 и блоков 17-117-(п) поступают возможнье значения д случайного числа с равномерным распределением, К моменту стробирования второго регистра 11 на второй вход блока 16-1 и первые входы блоков 16-21 б-п поступают числа, хранящиеся в ячейках первого регистра 6. При1829032 Составитель В.БашлыковТехред М. Моргентал Корректор Л,Пилипенко Редактор Т.Иванова Заказ 2475 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 этом от блока 16-1 до блока 16-и они подаются по убыванию своей величины, поскольку функция распределения - величина неубывающая. Если д больше максимального значения функции распределения, то сигнал логической единицы появится на первом выходе блока, в противном случае откроется блок 17-1 и сравнение будет проходить в блоке 16-2 и т.д. Поэтому на выходе блока 10 в момент стробирования второго регистра 11 сигнал логической единицы будет наблюдаться на одном из выходов. Поскольку при заданных Р и е заранее известно максимальное значение К, то при появлении уровня логической единицы на первом выходе означает, что именно это значение получилось в результате розыгрыша, Если на втором выходе, то на единицу меньше максимального и т.д, Таким образом на выходе блока 10 вырабатывается приведенный позиционный код возможных значений чисел с логарифмическим распределением.Таким образом, благодаря введению дополнительных блоков и связей существенно расширяются функциональные возможности устройства, поскольку оно позволяет формировать числа с логарифмическим распределением.Формула изобретения Генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, датчик чисел с равномерным распределением и первый регистр, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования чисел с логарифмическим расп ределением, в него введены блок реагирования элемента и блок сравнения с константой, счетчик, блок памя ти вероятности, элементы задержки и второй регистр, выход которого соединен с первым входом блока реагирования и входом блока сравнения с константой, выход "Больше или равно" которого соединен с 10 первым входом первого элемента И, второйвход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, соединенному с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу "Меньше 15 блока сравнения", а выход соединен сосчетным входом счетчика, через первый элемент задержки - с тактовым входом сумматора и через второй элемент задержки - с тактовым входом второго регистра, инфор мационный вход которого подключен к выходу сумматора, выход первого элемента И соединен со входом запуска датчика чисел с равномерным распределением, через третий элемент задержки - с тактовым входом 25 первого регистра и через четвертый элементзадержки - с входами обнуления сумматора и счетчика, выход которого подключен к адресному входу блока памяти вероятностей, выход которого соединен с информацион ным входом сумматора, выход датчика чисел с равномерным распределением подключен к второму входу блока распределения, выход которого соединен с информационным входом первого регистра, выход 35 которого является выходом генератора.