Генератор псевдослучайныхчисел

Сфез Сфветских Сфцмапнстнчесмих Республик, с присоединением заявки Йо(23) Приоритет 1,51)М. Кл зС Об Г 1/02 0 07 С 15/00.Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 25. 04. 81(72) Автор изобретения О.П.Бухало 54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАИНЫХ ЧИС тветменту н со ние точИзобретение относится к вычисли-. тельной технике и может быть испольо зовано при статистическом моделировании случайных величин, использовании измерительных преобразователей случайных процессов и систем автоматическрго управления процессами и объектами по случайному сигналу.Известен генератор равномерно распределенных случайных чисел, содержащий сдвиговый регистр, полу" суЬх 4 атор в цепи обратной связи и генератор периодических импульсов 11.Однако этот генератор характеризу 1 ется невозможностью управления сфтистическими характеристиками генерируемых случайных чисел.Наиболее близким к изобретениюявляется генератор случайных чисел,содержащий последовательно соединенные источник случайных пуас".соновских импульсов; блок Формирования,.двухвходовой элемент И, счет.чик, регистр памяти, дешиФратор,. .матричный переключатель, а такжеблок управления, соединенный с распределителем импульсов, два выходакоторого подключены к входам сброса счетчика и регистра памяти сооственно, а два других - к элепамяти, выход которого соединевторым входом элемента И 2.Недостатком этого устройства является сравнительно невысокая точность установки заданных статистических характеристик генерируемых случайных чисел как вследствие наличияпуассоновского генератора, обладающего, как правило, нестабильной интенсивностью выходного потока импульсов, так и вследствие погрешности,.,вносимой матричным переключателем 15 законов распределения, аппроксимирующим последние с определенной степенью точности.Цель изобретения - повышености генератора.20 Поставленная цель достигаетсятем, что в генератор псевдослучайныхчисел, содержащий первичный источникпсевдоеслучаййого сигнала, выход которого соединен со счетным входом 25 счетчика, выход которого соединен синформационным входом регистра памя;ти, управляющий вход которого подключен к выходу генератора тактовых,импульсов .и ко входу элемента задерж,ки, выход которого соединен со вхоО Р(1 Р) 40 45 50 55 60 Формула изобретения дом фсброс" счетчика, введены делитель, переключатель и управляемый генератор импульсов, выход которого соединен со входом первичного источника псевдослучайного сигнала, а вход управляемого генератора импульсов соединен с первым выходом переключателя, второй выход которого соединен с первым входом делителя, вгорой вход которого соединен с выхо, дом регистра памяти, выход элемента задержки соединен с третьим входом делителя, выход которогоявляется выходом генератора.На чертеже изображена блок-схема генератора.Генератор содержит управляемый генератор 1 (периодических) импульсов, переключатель 2, первичный источник. 3 псевдослучайного сигнала, счетчик 4, регистр 5 памяти, делитель б, элемент 7 задержки, генератор 8 тактовых импульсов.Первый выход переключателя 2 через управляемый генератор 1(периодических) импульсов соединен со входом сдвига первичного источника 3 псевдослучайного сигнала, выход которого через счетщк 4 и регистр 5 памяти подключен ко входу делителя б, вход управления которого соединен со вторым выходом переключателя 2, а -вход запуска - со входом сброса счетчика 4 и выходом элемента 7 задержки, вход которого подключен к выходу генератора 8 и входу перезаписи регистРа 5 памяти.Принцип действия генератора заключается в пересчете импульсов псевдослучайной двоичной последова" . тельности в течениефзаданного интервала времени Т, а независимое суправление моментами осуществляется одновременным переключением частоты управляемого генератора периодических импульсов и коэффициента деления делителя.Генератор работает следующнм образом.При каждом срабатывании генератора 1 импульсов на выходе первичного источника псевдослучайного сигнала появляется очередной символпоследовательности (единица илинУль). Источник 3 может быть выполнен на основе регистра сдвига спФлусумматором в цепи обратной связй." В течение интервала времени Тсчетчик 4 заполняется случайным количеством импульсов с выхода источника 3. Длительность интервала Тявляется Фиксированной и определяется периодом работы генератора 8.Счетчик 4 сбрасывается в нуль каждым импульсом генератора 8. Непосредственно перед сбросом счетчика 4 его содержимое переписывается в регистр 5, после чего осуществляется арийметическая операция деления на заданное число в делителе 6. Элемент 7 задержки служит для согласования режимов работы блоков 4-6 таким образом, чтобы сначала осуществлялась перезапись содержимого счетчика 4 в регистр 5 (импульсов генератора 8), а затем сброс счетчика 4 и запуск делителя 6 (задержанным импульсом генератора 8); При помощи переключателя 2 осуществляется одновременное изменение частоты генератора 1 и делителя М в делителе б.Известно что генератор псевдослучайной двоичной последовательности на основе сдвига дает последовательность бернуллиевого типа, т.е. число появления единичных символов в последовательности длиной вподчиняется закону Бернулли Р (М) С Р (1-Р)где Р - вероятность появления единицы.Если за время Т осуществляетсятактов срабатывания генератора 1, то первые два момента (математическое ожидание ГМ 1 и дисперсия Рй) случайного числа М, записанного в регистре 5, имеют вид Делитель 6 осуществляет деление случайного числа М, записанного в регистре 5, на постоянный коэффициент М. При этом математическое. ожидание и дисперсия случайного числа М+ на выходе делителя 6 определяется как Одновременным переключением (при помощи переключателя 2) частоты генератора 1 и делителя М в делителе б таким образом, чтобы - =сопят.е осуществляется изменение дисперсии выходного числа М+ при его неизменном математическом ожидании, Переключение - =сопвс позволяет измеМ 2нять математическое ожидание ГМ+ при неизменной дисперсии Ой+,Таким образом, через каждый период срабатывания генератора 8 на выходе устройства появляются случайные числа, с заданными математическим ожиданием и дисперсией, значения которых могут независимо устанавливаться при помощи переключателя 2. Точность установки моментов обеспечивается цифровым представлением величин М и 1 и Фиксированным значением вероятности Р. Генератор псевдослучайных чисел,содержащий первичный источник псе822162 10 Составитель А,КарасовТехред М.Коштура КорректорВ,Бутя Петро Редакт Эака Подпитета СССРкрытийая наб., д. 4 Тираж 7НИИПИ Государственного кпо делам изобретений и13035, Москва, Ж, Рауш илиал ППП Патент роектн г. Ужгород вдослучайного сигнала, выход которо-.го соединен со счетным входом счетчика, выход которого соединен с инФормационным входом регистра памя-ти, управляющий вход которого под-ключен к выходу генератора тактовыхимпульсов и ко входу элемента задержки, выход которого соединен совходом фсброс" счетчика, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности генератора, онсодержит делитель, переключатель иупоавляемый генератор импульсов,выход которого соединен со входомпервичного источника псевдослучайного сигнала, а вход управляемого генератора импульсов соединен с первым выходом переключателя, второй выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен свыходом регистра памяти, выход элемента задержки соединен с третьим входом делителя, выход которого является выходом генератора.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Яковлев В.В., Федоров Р.Ф.Стохастические вычислительные машины. Л., "Машиностроение", 1974, с, 118.2. Авторское свидетельство СССР Р 556471, кл. О 07 С 15/00, 1976 (прототип),