Генератор случайных чисел

Сифиют 9(я М 5 А Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ и 798770(51)М. Кл,(22) Заявлено 19. 03.79 (21) 2737424/18-24с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 230181,Бюллетень Мо 3Дата опубликования описания 23. 01, 81 6 06 Г 1/026 07 6 15/00 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В. Н. Солдатов, И. С. Спица и С. В. Шульгинов Центральный научно-исследовательский и прбектнотехнологический институт органиэации и техникиуправления(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАИНЫХ ЧИСЕЛ Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено дляполучения случайных чисел с заданнымзаконом распределения.Известен генератор случайных чиселс заданным законом распределения, содержащий датчик равномерно распредеоленных случайных чисел, многоступенчатый дешифратор, наборное поле, блокэлементов ИЛИОднако генератор имеет сложнуюсхему и запоминающее устройство большой емкости.Известен также генератор случайныхчисел, содержащий блок формированияравномерно распределенных случайныхчисел, блок Формирования дискретныхслучайных величин и кодов сдвига,дешифратор, сдвигатель и выходнойрегистр 1,Однако, этот генератор обеспечивает аппроксимацию Функции плотности вероятности только с шагом, кратным степени два.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для генерирования случайных чисел с заданным законом распределения, содержащее блок формирования равномерно распределенныхслучайных чисел, блрк Формированиязнакового разряда, многоканальныйгенератор, генератор тактовых импульсов, счетчик тактов, дешиФраторкодовых комбинаций, дешифратор вако"нов распределения, триггер запросаи избирательную схему. На дешифраторзаконов распределения поступает кодзакона распределения, в соответствиис которым с помощью избирательнойсхемы осуществляется коммутация случайныхимпульсных последовательностей различной интенсивности, посту пающих от многоканального генератора.Ири поступлении сигнала запроса натриггер запроса осуществляется Формирование старших разрядов, словнаявероятность которых обуславливается 20 отношением скоммутированных потоков.Младшие разряды и знак формируютсяс помощью блока Формирования равномерно распределенных чисел, управляемого генератором тактов Я.:Недостаток генератора - большаясложность настройки многоканальногогенератора, точность настройки которого определяет точность задания усЗр ловных вероятностей.Цель изобретения - упрощение схемы и обеспечение большей функциональной гибкости.Поставленная цель достигается тем,что в известный генератор случайныхчисел., содержащий первичный источникодиночных случайных импульсов, и "блоков памяти, триггер, регистр памяти,введены дешифратор, блок сравнения,П-счетчиков, и -блоков задания чисел,ь-делителей, и -блоков задания коэфФициентов деления и и -сумматоров, выходы которых соединены со входамирегистра памяти, соответственно,выход которого является выходом генератора, выходы блоков задания коэффициентов деления соединены суправляющнми входами соответствующих делителей, информационные входы которыхобъединены с информационными входамие:счетчиков и подключены к выходу первичного источника одиночных случайных импульсов, а выхбды делителейподключены к группе входов блока сравнения, соответственно, выходы которогссоединены со входами дешифратора, соответственно, группа выходов которого 25соединена с первыми входами сумматоров, соответственно, вторые и третьивходы которых соединены соотвествен"но, с выходами блоков памяти и счетчиков, управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих бло-,ков задания чисел, вход блока сравнения соединен с выходом триггера, единичный вход которого является входомгенератора, а нулевой вход триггерасоединен с выходом дешифратора.На чертеже приведена блок-схемагенератора случайных чисел с заданнымзаконом распределения.Генератор содержит первичный источник 1 одиночных случайных импуль"сов, делители 2, блоки 3 заданиякоэффициентов деления, счетчики 4,блоки 5 задания чисел, блоки 6 памяти,сумматоры 7, блоки 8 сравнения, дешифратор 9 триггер 10, регистр 11памяти.Выход первичного источника 1 одиночных и случайных импульсов подклочен к входам счетчиков 4 и к входам делителей 2 к управляющим входам которых подсоединены блоки 5 задания чисел. Выходы счетчиков 4 и блохов б памяти подключены к входам сумматоров 7. Входы блока 8 сравнения соединены с выходами делителей 2, а его выходы подсоединены к входам де" шифратора 9, выходы последнего подключены к отдельным входам сумматоров 7, а один его выход соединен с триг гером 10, выход которого подсоединен к входу блока 8 сравнения, а другой вход соединен с шиной фзапрос. К входам регистра 11 памяти подключены выходы сумматоров 7. 65 Генератор случайных чисел с заданным законом распределения работает следующим образом.Заданная функция плотности распределения вероятностей разбивается с переменным шагом на интервалы с помощью линейно-кусочной аппроксимацииВ зависимости от длины шага аппроксимации и выбранной точности воспроизведения чисел внутри шага аппроксимации с помощью блоков 5 задания чисел устанавливаются коэффициенты пересчета счетчиков 4. Коэффициенты деления делителей 2 с помощью блоков 3 задания коэффициентов деления устанавливаются, пропорционально значениям ординат точек аппроксимации функции плотности распределения вероятностей.В блоки б памяти заносятся с выбранной точностью значения абсцисс точек аппроксимации функции плотности распределения вероятностей старших разрядов.После включения источника 1 одиночных случайных импульсов импульсы с данной интенсивностью поступают на делители 2, которые изменяют интенсивность следования импульсов в соответствии с кривой плотности вероятности, и счетчики 4, которые периодически воспроизводят численныезначения абсциссы внутри шага аппроксимации. С делителей 2 импульсы поступают на входы блока 8 сравнений.При получении сигнала фзапрос триггер 10 дает разрешение блоку 8 сравнения, который с приходом каждого разрешающего сигнала меняет по очереди приоритеты входов от делителей 2, Блок 8 сравнения с получением разрешающего сигнала от триггера 10 анализирует наличие импульсов на входах. Если в данный момент времени возбужден только один из входов блока 8 сравнения, то он выделяет этот импульс на шине соответствующего этому входу приоритета. Если возбуждено одновременно несколько входов, то он выделяет импульс только старшего приоритета на соответствующем этому приоритету выходе. Выделенный импульс поступает на один из входов дешифра-тора 9, который с приходом импульса сбрасывает триггер 10 и в соответствии с номером входа и приоритетом выделе;ного импульса подает сигнал опроса на сумматор 7 канала, импульс которого выделен блоком 8 сравнения. При возбуждении сумматора 7 информация находящаяся в счетчике 4 и в блоке 6 памяти суммируется и считывается в регистр 11 памяти.Таким образом, генератор случайных чисел обеспечивает получение случайных чисел заданных Функцией плот-, ности распределения вероятностей, точность генерирования которых зависит от количества точек аппрськсима798770 формула изобретения. ции, причем число точек аппроксима ции определяется количеством делителей,Применение предлагаемого генератора случайных чисел с заданным законом распределения позволяет упрбстить схему путем замены генератора равно" мерно распределенных случайных чисел и многоканального генератора случайных импульсов генератором случайных импульсов, делителями и счетчиками. Генератор случайных чисел, содержащий первичный источник одиночных 5 случайных импульсов,р -блоков памяти, триггер, регистр памяти, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения Генератора, он содержит дешифратор, блок сравиеиия, 2 О р-счетчиков,р-блоков задания чисел, И-делителей,р -блоков задания коэффициентов деления и р -сумматоров, выходы которых соединены со входами регистра памяти, соответственно, выхоЩ которого является выходом генератора, выходы блоков задания коэффициентов деления соединены с управляющими входами соответствующих делителей,информационные входы которых объединены с информационными входами счетчиков и подключены к выходу первичного источника одиночных случайныхимпульсов, а выходы делителей подключены к группе входов блока сравнения, соответственно, выходы которого соединены со входами дешифрато"ра, соответственно, группа выходовкоторого соединена с первыми входамисумматоров, соответственно, вторыеи третьи входы которых соединены,соответственно, с выходами блоковпамяти и счетчиков,управляющие входыкоторых соединены с выходами соответствующих блоков задания чисел,вход блока сравнения соединен с выходом триггера, единичный вход которого является входом генератора, анулевой вход триггера соедйнен с выходом дешифратора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 478298, кл. 6 06 Р 1/02, 1973,2. Авторское свидетельство СССР Р 430368, кл. С 06 Р 1/02, 1972 (прототип) .НИИПИ Эаказ 10030/63краж 756 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,