Генератор псевдослучайных чисел

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик н 962935 Ь(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 08. 04. 81 (21)3270144/18-24с присоединением заявки М -Р 1 М К з С 06 Г 7/58 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторизобретения О.П.Бухало 1ЮЪ М ХНЛММПЮЪ Физико-механический институт АН УкраинсКой ССР. (71) Заявитель 154) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при моделировании импульсных случайных процессов с за данными статистическими характеристиками.Известен генератор равномерно распределенных псевдослучайных чисел, содержащий сдвиговый регистр с полу- сумматорами в цепи обратной связи 1),Е недостаткам этого устройства относится невозможность независимого управления первыми двумя моментами генерируемой последовательности равномерно распределенных двоичных чисел.Известен также управляемый генератор случайных чисел, содержащий последовательно соединенные источник случайных пуассоновских импульсов, блок формирования, двухвходовой элемент И, счетчик, регистр памяти, дешифратор, матричный переключатель и блок управления, соединенный с распределителем импульсов, два выхода которого подключены к входам сброса, счетчика и регистра памяти соответственно, а два других - к элементу памяти, выход которего соединен с вторым входом элемента И 2. Недостатками этого устройства являются сложность и сравнительно не-.высокая точность установки заданных5 статистических характеристик генерируемых случайных чисел как вследствие наличия пуассоновского генератора, обладающего, как правило,нестабильной интенсивностю выходногопотока импульсов, так и вследствиепогрешности, вносимой матричным переключателем законов распределения,аппроксимирующим последние с определенной степенью точности,Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор случайных чисел, содержащийгенератор равномерно распределенныхслучайных чисел, генератор тактов,вентили, цифровую схему сравнения,выход которой соединен с ее входомчерез линии задержки, двоичный счетчик, дешифратор и запоминающее устройство (3.Недостатком этого устройства является его сложность и невозможностьточной установки заданных значениймоментов генерируемой последовательности чисел вследствие аппроксимациифункции распределения конечным чнс 30 лом равномерных интервалов.962935 Тогда Г 21=2А; Формула изобретения Пель изобретения - повышение точ;ности независимой установки первыхдвух моментов генерируемых псевдослучайных чисел и упрощение устройства,Для достижения поставленной цели 5в генератор псевдослучайных чисел,содержащйй генератор М-последовательности, дешифратор, выходы которогосоединены с адресными входами блокапамяти, введены группа ключей, сумматор и два переключателя, выходыкоторых соединены с входами дешифра"тора, выходы генератора М-последовательности соединены с первыми информационными входами ключей группы,вторые информационные входы которыхподключены к выходу источника постоанного напряжения, первая группа выходов блока памяти соединена с управляющими входами ключей группы, выходы которых соединены с первой груп.пой входов сумматора, вторая группавходов которого соединена с второйгруппой выходов блока памяти, выходысумматора являются группоК выходовгенератора.На чертеже представлена схема генератора,Генератор содержит генератор 1 Мпоследовательности, группу ключей2 т-.сумматор 3, источник 4 постоянного напряжения, блок 5 памятидешифратор б, и переключатель 7 и 8.Генератор работает суедукщим образом.В зависимости от положения переключателей 7 и 8 с помощью дешифратора б на управляющие входы ключей2-12-И подаются потенциалы с первой группы выходов блока 5 памяти,подключающие 6 младших разрядов генератора 1 М-последовательности ксоответствующим первым входам сумматора 3. На старшие разряды первыхвходов сумматора 3 при этом подаются потенциалы, соответствующие нулю 45,для данной серии применяемых микросхем, На вторые входы сумматора 3подается постоянное двоичное числосо второй группы выходов блока 5памяти, Величина этого числа зависит от положения переключателей 7 и8. Потенциалы шин первой и второйгрупп выходов блока 5 памяти определяются положениями переключателей7 и 8. Последние через дешифратор буправляют входами блока 5 памятитаким образом, чтобы вызвать на еговыходах такую-комбинацию единиц инулей, которая соответствует задан"ным значениям математического ожидания и дисперсии генерируемыхустройством псевдослучайных равномерно распределенных двоичных чисел.При каждом такте срабатывания ге-,нератора 1 на вход сумматора Э посту"пает случайное число М, равномерно 65 распределенное. в диапазоне (02 ф)где 0 - число младших разрядов, подключенных при помощи управляеьых ключей 2-12-И к первым входам сум-,матора 3. На вторые входы сумматора 3подается постоянное число А со второйгруппы выходов запоминающего устрой"ства 5.Таким образом, случайное число 3,генерируемое в каждом такте срабатывания устройства, может быть представлено в виде,Е -М+А.математическое ожидание (первый момент) числа Ег) - М)+ А,а его дисперсия (второй момент)Ь- ВмДля 6 -разрядного равномерно распределенного числа М математическое ожиание и дисперсия имеют видг.)м= -2.Е-л (2 Е )2. И. Изменяя состояние второй группы выходов блока памяти 5 при помощи,например, переключателя 7, можно изменять значение двоичного числа А и,следовательно, значение первого момента случайного числа Е беэ измене"ния его дисперсии, Осуществляя одновременное (при помощи переключателя8) изменение состояния первой и второй групп выходов блока памяти 5 таким образом, чтобы можно изменять дисперсию Э беэ из-. менения математического ожидания Е),Требуемые значения чисел А и количества разрядовдля заданных величин 2) иЭ хранятся в памяти блока. 5 памяти, откуда они извлекаются при появлении соответствующих сигналов на выходе дешифратора 6 положения переключателей 7 и 8.Таким образом, на выходе устрой" ства будет генерироваться последовательность псевдослучайных двоичных чисел, равномерно распределенных в интервале (А; 28-1 + А), математическое ожидание и дисперсия которых независимо и с высокой степенью точности могут устанавливаться при по" мощи переключателей 7 и 8. Генератор псевдослучайных чисел,содержащий генератор М"последователь962935 Составитель А.Карасоведактор Т.Портная Техред Т.фантаКоррект Бокшан Заказ 7514/69 Тираж 731 ВНИИПИ Росударственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаПодписнокомитета СССРи открытийушская наб., д.4/5 е филиал ППП фПатентф, г.уж л.Проектная,4 ности, дешифратор, выходы которого соединены с адресными входами блока памяти, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит группу ключей, сумматор и два переключателя, выходы которых соединены с входами дешифРатора, выходы генератора М-после, довательности соединены с первыми информационными входами ключей группы, вторые информационные входы ко торых подключены к выходу источни ка постоянного напряжения, первая ,группа выходов блока памяти соединена с управляюшими входами ключей группыр выходы которых соединены спервой группой входов сумматора,вторая группа входов которого". соединена с второй группой выходовблока памяти, выходы сумматора являются группой выходов генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Яковлев В.В., федоров Р.ф.,Стохастические вычислительные маши 30,;ны, Л., Машиностроение, 1974,2. Авторское свидетельство СССР9 556471, кл. 0068 7/58.Э. Авторское свидетельство СССР9 260969, кл. 606 Р 7/58.(прототип).