Датчик случайных чисел

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИПВЬСТВУ(61)Дополннтельнбв н авт. свнд-ву 9 35120922) Заявлено 12 Л 229 (2) 2850476/18-24 Союз Советских Соцналнстнческнк Республик(51)м клз 6 06 Р 7/58 6 07 .С 15/00 срисоеднненмем заявкнйо Госуяарствеииыи комитет СССР ио лезам . изебретеиий и открытий(088.8) . Дата опубликования описанн 300631(72) Авторы изобретения Т.И.Живетина,. В,И.Кузнецов и Н.Н.Сергеев Казанский ордена Трудового Красного авиационный институт им.А.Н.Туполе 71) Заявите 4) ИК СЛУЧАЙНЫХ ЧИ 2 Изобретение относится к вычислительной технике,По основндму авт.св. )т 351209 известно устройство, содержащее мультивибраторы, генераторов случайных импульсов, элементы И, триггерный регистр памяти, выходй которых являются группой вйходов датчика, нулевые входы объединены и подключены ко ,.входу.фСбросф., единичные входы подключены соответственно к выхо-.дам элементов И, первые входы которых объединены и подключены к выходу генератора. случайных импульсов, а вторые входы подключены к выходам мультивибраторов, которые соеди последовательно (1.Недостаток известного датчика случайных чисел - низкое быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродействия датчика.Для достижения поставленной цели в известный датчик случайных чисел дополнительно введены триггер, формирователь импульсов и элемент импликации, щюкод которого соединен с первым входом первого. ждущего мультивибратора, выход и-го (и-число разрядов датчика) ждущего мультивибратора соединен с единичным входом триггера, выход которого являетсявыходом датчика и соединен со входомформирователя импульсов, выход которо ГО подключен к нулевым входам раррядов регистра памяти, триггера и кпрямому входу элемента импликации,инверсный вход которого. являетсявходом датчика, выходы разрядов регистра памяти соединены соответственно со вторыми входами ждущих мультивибраторов.На чертеже представлена структур"ная схема датчика случайных чисел.Датчик содержит генератор 1 слутз Файных импульсов,ждущие мультивиб-ратоРы 2 ,. 2 (где и-число раз рядов случайного числа элементы И3 1 33, .триггерный регистр 20 элемент 5 импликации, триггер 6,формирователь 7 импульсов, клемму 8запуска устройства, выходную клемму .9 Считыванием.Выход .каждого Жущего мультивибратора 2, (1=1,п) соединен совходом последующего мультивибратора2;+. и входом соответствующего элемента И.З ; Вторые входы 3 ,ЗзПодкпвченй к выходу генератора 1 30 случайных импульсов, всех элементова выходи этих элементов соединены с единичными входами соответствующих триггеров 4.1 42.4 ИНулевые входы этих триггеров подсое. динены к прямому входу элемента 5 импликаций нулевому входу триггера 6 и к выходу формирователя 7, вход которого соединен с клеммой 9 фСчи тываниеф устройства и выходом триг гера 6 сброса, единичный вход которого соединен с выходом последнего ждущего мультивибратора 2 жВыходы всех триггеров 4, 4 4 соединены с входами фСброс" соответствующих мультивибраторов 2 2 2. Клемма 8 запуска устройства соедйненас инверсным входом элемента 5 импликации, а ее выход подключен к входу запуска первого времязадающего блока 2,(.Работа устройства основана на формировании цифр в разрядах много" разрядного двоичного числа с помощью генератора случайных импульсов. Количество импульсов, появившихся на выходе генератора случайных импульсов за интервал времени Т , распределено по закону Пуассонае1 Т гк. 1 = сопят;интенсивность потока.По известным из закона распределения вероятностям появления единиц в разрядах многоразрядного числа Р, Р, Р, где и - число разрядов, в соответствии с формулойР(Кэ 1) =1-е "где Р;с 31) =Р. 1 - 1 п.определяется- временные интервалы настройки соответствующих времяэадающих блоков.датчик работает следующим образомПосле выставления разрешающего потенциального уровня на клемме 8 фЗапуск устройства происходит запуск первого мультивибратора 2, который формирует импульс длительностью. При поступлении от гене,ратора 1 случайных импульсов первого. импульса"трйггер 4 устанавЖйается в единичное состояние и останавливает формирование импульса на выходе мультивибратора 2 до истечения времениХПо заданному Фронту импульса на выходе 2 запускается мулътивибратор 2 еТаКИМ ОбраЗОМ, В ПерВОМ раэрядЕ случайного числа Формируется ф 1. Если за время Г, от генератора случайных импульсовне поступает ни од ного импулъса, то в .разряде Формируется 0 и мультивибратор 2,:, проработав время Г;, , зацускает ыулътивибратьр,2.После окончания работы последнего ьцлътивибратора 2 н иа выходной клемме Считываниеф появляется импульс, разрешающий считывание информации с триггерного регистра4 , 44, . Этот же импульспостуйает на вход формирователя. 7,5 который ФоРМирует на выходе импульсСброса, задержанный относительновходного импульса на время, необхо"димое для считывания информации стриггериого регистра 4 , 4 д 4о В качестве формирователя 7 можетбыть применен, например, ждущиймультивибратор. Импульс, сформированный в блоке 7 Устанавливает вффОф триггеры 4 , 44, итриггер 6 сброса и если на клемме 8фЗапускф,выставлен разоешающий потенциальный уровень, запускает врефмязадающий блок 2,Таким образом, процесс повторяетсядо тех пор, пока на клемме 8 За 3) аускф поддерживается разрешающий .потенциальный уровень.Для однократного запуска подается короткий импульсна клеюу 8.Соединение выходов всех тригге 25 ров со входами Сброс соответствующих времязадающих блоков, а такжевведение дополнительно. триггера сброса, элемента импликации и формирователя импульсов позволяют значительноповысить быстродействие устройстваи автоматизировать его работу.Так, при равных объемах генерируемых восьмиразрядных двоичных случайных чисел, распределенных поэкспоненциальному закону, затратывремени на генерацию снизились, посравнению с известным устройством,в 2.,4-5 раз, а для чисел, распределенних по равномерному закону вЗ,1-8 оаз.40 Формула изобретенияДатчик случайных чисел по авт.св.В 351209, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит. триггер, Фор 4 ямирователь импульсов и элемент импликации, выход которого соединен спервым входом первого ждущего мультивибратора, выход и-го (п-числоразрядов датчика) ждущего мультивибщ ратора соединен с единичным входомтриггера, выход которого являетсяВыходом датчика и соединен со входомФормирователя импульсов, выходкотсрого подключен к нулевым входамрегистра памяти, триггера и к пряфф мому входу элемента импликации,инверсный вход которого являетсявходом датчика, выходы разрядов ре"гистра памяти соединены соответствениссо вторыми входами ждущих мульти 60 вибраторов.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 351209 кл. 6 06 Р 1/02, 1967г (прототип)/5 Ул.Проектная, 4 Филиал ППП ффПа Заказ 5103/61 ТиВНИИПИ ГосУДаРспо делам изо113035, Москва а 745венного комнтетений и открыа, Раушскаюент"г.Уагбро Пота СССРтийнаб;, д