Генератор случайных чисел

Союз Советских Соцналнстнческнх Реслублнк(22) Заявлено 06.04,79 (21) 2749373/18-24с присоединением заявки Нов(51)М. Кл.з С 06 Г 1/02 6 от С 15/00 Государственный иоиитет СССР ио делам изобретений я открытий(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАИНЫХ ЧИСЕЛ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании случайныхвеличин,5Известен генератор случайных чиселс равновероятньзе распределением двоичных нулей и единиц, в котором разряды случайного числа формируютсяпоследовательно и который содержитисточник шума, формирователь случайных импульсов, сдвиговый регистри генератор тактовых импульсов 11).Однако этот генератор имеет отклонения вероятностей сигналов от величины 0,5. 15Наиболее близким техническим ре"шением к предлагаемому является генератор случайных чисел, в которомсигналы от источника шума поступаютиа формирователь случайных импульсов, 20состоящий из элементов двоичной логики 1 вентилей,одноразрядных счетчиков, и далее случайные импульсыпоступают в сдвиговый регистр, вкотором формируется случайное число 2.Недостаток известного генератора, построенного на элементах двоичной логики, заклкаается в том,что при отказах элементов. ГСЧ вместо случайного числа начинает насвоем выходе формировать фиксированные числа одного иэ трех видов:0000, 1111, 1010, т.е.на выходе ГСЧ отсутствует случайная энакоперемена.Цель изобретения - повышениеточности генератора,Поставленная цель достигаетсятем, что в генератор случайных чисел, содержащий источник шума,выход которого соединен с первымвходом формирователя случайных импульсов, второй вход которого подключен к первому выходу генератора тактсзых импульсов и объединенс входом "Сдвиг" регистра сдвига,выходы которого являются информационныки выходами генератора, введены элемент, НЕ и элемент И, выходкоторого является выходом "Контроль"генератора, а входы элемента Иподключены соответственно ко второмувыходу генератора тактовых импульсов, к выходу формирователя сдхчайных импульсов и к одному из четныхвыходов регистра сдвига, информационный вход которого через элементНЕподключен к выходу фориирователяслучайных импульсов.На фиг. 1 прив едена схема предлагаемого генератора случайных чисел,на фиг. 2 - временные диаграммы, пояснякщие его работу.Генератор содержит источник 1 шума, выход которого соединен с первымвходом формирователя 2 случайных импульсов, подключенного выходом черезэлемент НЕ 3 ко входу регистра 4сдвига, Другой вход последнего соединен со входами формирователя 2 игенератора 5 тактовых импульсов, выход которого подключен ко входуэлемента И 6. Другие входы элементаИб соединены с выходами формирователя 2 и регистра 4 сдвига соответственно.Генератор работает следующим образом.При исправной работе фиг.2 а шумовое напряжение от источника 1 шумапоступает на формирователь 2 случайных импульсов. В момент поступлениятактового импульса формирователь 2формирует нуль или единицу. в зависимости от того четное или нечетноеколичество выбросов шумового напряжения поступило на его вход в промежуток времени между двумя тактовымиимпульсами. При этом вероятность появления единиц и нулей на выходе формирователя равна 0,5. Случайныеимпульсы с его выхода через элемент 30НЕ 3 подаются в регистр 4 для образования случайного числа.(" выхода одного из четных разрядов регистра 4 и выхода формирователя импульсы подаются на входы элемен- З 5та И 6. Поскольку вероятность появления импульсов на выходе формирователя и на выходах регистра 4 равна0,5, то на выходе элемента И б с вероятностью Р=0,5 0,5=0,25 появляются 40импульсы, которые и являются признаком наличия случайной знакопеременына выходе ГСЧ. Далее эти импульсыиспользуются в целях контроля генератора.45Неисправная работа генератора,когда на выходе формирователя происходит формирование детерминированныхпоследовательностей вида 000,или 1111/ или 10101010 приведена на фиг. 2 б. для последовательности вида 101010 . Поскольку сигналы на выходах четных разрядов регистра 4 представляет собойинверсню сигналов, поступающих свыхода формирователя, совпадения единиц на входах элемента И б непроисходит и на его выходе импульсыотсутствуют, что является признакомнеисправности генератора. Аналогично работает генератор при неисправностях, приводящих к формированию навыходе формирователя детерминированных последовательностей вида 111или 000Фоомула изобоетенияГенератор случайных исел, содержащий источник шума, выход которого соединен с первьм входом формирователя случайных импульсов, второйвход которого подключен к первомувыходу генератора тактовых импульсов и объединен с входом "Сдвиг"регистра сдвига, выходы которого являются информационными выходамигенератора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенияточности, он содержит элемент НЕ иэлемент И, выход которого являетсявыходом "Контроль" генератора, авходы элемента И подключены соответственно ко второму выходу генератора тактовых импульсов, к выходу формирователя случайных импульсов и кодному из четных выходов регистрасдвига, информационный вход которогочерез элемент НЕ подключен к выходуформирователя случайных импульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССР9 417782, кл. 0 06 Г 1/02, 1974.2, Свердлик А.Н. Некоторые вопросы образования случайных величинв цифровых вычислительных машинах,Л., изд. ЛВИКА им. Можайского, 1965,с. 47 (прототип).,пееытоа дым сдуты б джое с,тепы Р йаосУ скреб Составитель А.КарасовТехред А, Бабинец Корректор М, Пож Редактор А.Лежнин Заказ 7548/73 Филиал П "Патент", г. Укгород, ул. Проектная, 4 Юютод,Оегисщ тт Тирак 745 НИИЙИ Государственног но делам изобретен 113035, Москва, 3"35, дьаОАр р.1 г,тучайможчсюта Подписикомитета СССРи открытийаушская наб., д.