Управляемый генератор случайных чисел

О П И-С"А НИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ пн 556471 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявле с присоединением за ки 23) Приоритетпубликовано 30.04,77. Бюллетень16 осударственныи комитет овета Министров СССР(53) УДК 681,3(088.8 делам изобретен ытнй икования описания 11.05.7 опуо(71) Заявител 54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИС структурная схема а случайных чисел; таграхтма раооты геИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может оыть использовано при исследовании устройств и систем автоматического управления на физических моделях и аналоговых вычислительных машинах с учетом случайных возмущений.Известны генераторы случайных чисел, основанные па пересчете случайных импульсов за фиксированный интервал времени. Один из известных генераторов случайных чисел содерхкит источник случайного потока импульсов, ключ, счетчик, регистр памяти, источник р е гул яр н ых и мпул ьс он.Основным недостатком этого генератора является то, что он не позволяет носпроизводить задаваемые законы распределения случайных чисел.Наиболее близким техническим решением к изобретенгио является генератор случайных чисел, содержащий первичный источник случайных импульсов, выход которого через блок формирования подключен к первому входу элемента И, распределитель импульсов, вход которого соединен с выходом блока управления, матричный переключатель, выход которого является выходом генератора.Недостаточные стабильность и точность такого генератора объясняются наличием амплитудного селектора, выполняемого на пороговых устроиствах, чувствительных к внешним возмущениям.Цель изобретения - повышение стабильности и точности генератора.5 Для этого предлагаемый генератор дополнительно содержит последователыно включенные между выходом элемента И и входомматричного переключателя счетчик, регистрпамяти и дешифратор, при этом второй вход10 элемента И соединен с выходом элемента памяти, первый вход, которого соединен с четвертым выходом распределителя импульсов,первый, второй и третий выходы которого соответственно соединены с вторыми входами15 элемента памяти, регистра памяти и счетчика,На фиг. 1 изображенапредлагаемого генераторна фиг. 2 - в 1 ременная днератор а.Устройство включает в себя последовательно соединенные первиггный источник 1 случайных импульсов, блок формирования 2, элемент И 3, счетчик 4, регистр памяти 5, дешифратор 6 и матричный переключатель 7. Второй вход элемента И соединен с выходом элемента памяти 8, первый вход которого,присоединен к четвертому выходу распределителя импульсов 9, первый, второй и третий выходы которого соответственно присоединены к вторым входам элемента памяти 8, регистра памяти 5 и счетчика 4. Вход распределителя импульсов соединен с выходом блока управления 10.Принцип действия управляемого генератора случайных чисел оанован на получении случайных чисел с нормированными вероятностями появления путем пересчета случайных по моментам появления импульсов (в данном случае стационарного пуассоновского потока импульсов (на фиксированный интервал времени Ж=тсч.Работа генератора поясняется на временной диаграмме, где: У - случайная последовательность импульсов на выходе блока формирования 2, Уз - регулярная последовательность имлульсов на выходе элемента памяти 8, Сз - регулярная последовательность импульсов на выходе блока управления 10, Уз, Уз, Уз, У 7 - регулярные последовательности импульсов соответственно на первом, втором, третьем и четвертом выходах распределителя импульсов 9.т - длительность импульса счета Уз, Т - период импульсов УзГенератор работает следующим образом.Стационарный пуассоновский поток импульсов, случайных по амплитуде и времени появления, генерируемый первичным источником 1 случайных импульсов, поступает на вход блока формирования 2. На выходе блока формирования получается случайная последовательность У однополярных прямоугольных импульсов фиксированной амплитуды, но случайных по моментам появления с пуассоновским законом распределения. В случае наличия сигнала Уз на втором входе элемента И 3 (поступает с выхода элемента памяти 8) импульсы У, проходя через элемент И, поступают,на первый вход счетчика 4. Счетчик 4 пересчитывает случайное число импульсов, поступающее на его вход за период считывания тсч. Длительность периода считывания является величиной фиксированной и определяется периодом управляющих импульсов Уз блока управления 10, запускающих распределитель импульсов 9, С четвертого выхода распределителя импульсов 9 поступает разрешающий сигнал У 7 на первый вход элемента памяти 8. По заднему фронту У; начинается импульс Уз на выходе элемента памяти 8. Задний фронт Уз определяется передним фронтом запрещающего импульса У,.Полученное на счетчике 4 по окончании тсч случайное число списывается и фиксируется регистром памяти 5. После списывания числа импульс Уе, поступающий на вход (второй) счетчика 4 с третьего выхода распределителя импульсов 9, возвращает счетчик в исходное(нулевое) положение и с приходном очередного импульса Уз счет повторяется.С определенным периодом Т в регистре памяти 5 будут фиксироваться случайные чис ла. Обнуление, регистра памяти 5 осуществляется импульсом Уз, поступающим на второй вход регистра памяти 5 с второго выхода распределителя импульсов 9.Если количество двоичных разрядов реги стра памяти п, то максимальное число, фиксируемое им, У=2".Вероятность появления того или иного числа М за время тсч находится строго по формуле15рМР= е-"(М=Ю,1,2, Л),где а - математическое ожидание числаимпульсов У на интервале тсч, равное20Сча=(У)сй=-Л так как Л= сопят,огде Х - плотность потока импульсов (сред нее число импульсов, приходящееся на единицу времени).Дешифратор 6 преобразует код двоичногочисла, зафиксированного в регистре памяти 5, в выходной сигнал, снимаемый с соответ ствующей выходной шины.Таким образом, получаем У случайных чисел, вероятность появления каждого из кото рых известна.Задаваемые законы распределения случай з 5 ной величины набираются на матричном преключателе 7, выход которого является в ходом устройства. Фор мул а из обр ете ни я 40Управляемый генератор случайных чисел,содержащий первичный источник случайных импульсов, выход которого через блок формирования подключен к первому входу элемен та И, распределитель импульсов, вход которого соединен с выходом блока управления, матричный переключатель, выход которого является выходом генератора, о тл и ч а ющ и й ся тем, что, с целью повышения точности, генератор дополнительно содержит последовательно включенные между выходом элемента И и входом матричного переключателя счетчик, регистр памяти и дешифратор, при этом вгорой вход элемента И соединен с 55 выходом элемента памяти, первый вход которого соединен с четвертым выходом распределителя импульсов, первый, второй и третий выходы которого соответственно соединены с вторыми входами элемента памяти, регистра 60 памяти и счетчика.556471 Составитель А. тарасТехред 3, Тарасова Орло корректс Редактор аик ПодписСР Изд.390 И Государственного по делам изо 113035, Москва, Ж Сапунова,пография Заказ 1051/1ЦНИИП Тиран 735 комитета Совета Министров ретений и открытий 5, Раушская наб., д. 4/5