Генератор случайных чисел

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 9) (11 1)4006 Г 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ыьдф,:,(21) 3836681/24-24,(71) Иркутский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт и Иркутский институт народного хозяйства(56) Авторское свидетельство СССР В 516042, кл. С 06 Р 7/58, 1974.Авторское свидетельство СССР В 1179325 у кле С 06 Р 7/58 1984 (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и к системам статистического моделирования и анализа. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей эа счет управления корреляционными свойствами последовательностей случайных чисел в процессе генерирования. В гене раторе осуществляется перестановка значений исходной ограниченной совокупности случайных некоррелированныхчисел с требуемым одномерным закономраспределения вероятностей. Перестановка проводится с использованиемправила подбора наиболее близкого помодулю значения из ограниченной совокупности исходных чисел к последнемупрогенерированному числу с выхода ге-.нератора. При этом на каждом тактегенерирования объем исходной ограниченной совокупности изменяется позадаваемому аналитическому законуфункции времени. Генератор может использоваться при построении имитационных моделей различных объектов вкачестве устройства, задающего стохастические входные процессы с требуемыми статистическими свойствами. Ге.нератор содержит три счетчика, блокпамяти, две схемы сравнения, три ключа, блок элементов ИЛИ, два элементазадержки, датчик случайных некоррелированных чисел, генератор тактовыхимпульсов, шесть элементов И, функциональный генератор, два триггера.1 ил, 1275436Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь" зовано в качестве приставки или внутреннего блока электронной вычислительной машины. 5Целью изобретения является расширение Функциональных возможпостей генератора за счет изменения автокорреляционной Функции в процессе работы,На чертеже приведена блок-схема предлагаемого генератора.Генератор содержит счетчик 1, блок, 2 памяти, схему 3 сравнения ключ 4, счетчики 5 и 6, ключи 7 и 8, блок 9 элементов ИЛИ, элемент 10 задержки, 15 датчик 11 случайных чисел, элемент 12 задержки, блок 13 динамической памяти, схему 14 сравнения, элемент ИЛИ 15, блок 16 управления, который содержит генератор 17 тактовых им пульсов, элементы И 18 - 3, триггеры 24 и 25.Генератор случайных чисел работает следующим образом.В исходном положении счетчик установлен в нулевое состояние. Блок 2 памяти и счетчики 5 и 6 содержат независимые реализации случайной величины, распределенной по требуемому закону, генерируемому датчиком 11 30 случайных чисел. При этом в блоке 2 памяти находится п чисел, а в счетчиках 5 и 6 - одно и то же число. На выходе схемы 3 сравнения отсутствует, следовательно, ключ 4 заперт и на выход устройства число не подается. Блок 13 динамической памяти содержит последовательность целых чисел, больших единицы и небольших и, задающих на каждом такте работы генератора щ максимальный адрес блока 2 памяти, который ограничивает количество просматриваемых чисел из блока 2 памяти, На выходе блока 13 динамической памяти установлено первое число. Триггер 24 открывает элемент И 10 и закрывает элемент И 19. Триггер 25 открывает элементы И 20 и 22 и закрывает Элементы И 21 и 25, На всех шинах сигнал отсутствует. 50Импульс от генератора 17 тактовых импульсов через элемент И 18 поступает на шину Ш 1 и через элементы И 18 и 20 - на вину Ш 2. По шине Ш 1 сигнал передается на счетный вхоц счет чика 1. По шине Ш 2 сигнал поступает на разрешающий вход ключа 7, В счетчике 1 устанавливается очередное значение адреса блока 2 памяти, которое поступает на адресный вход блока 2 памяти и на первый информационный вход схемы 14 сравнения. На выходе блока 2 памяти появляется число, записанное по установленному в счетчике 1,адресу. Это число передается на первый информационный вход схемы 3 сравнения и на информационный вход ключа 4. На второй информационный вход схемы 3 сравнения через ключ 7 и блок 9 элементов ИЛИ поступает число, записанное ранее в счетчике 5.На выходе схемы 3 сравнения появится сигнал, если произойдет сравнение, в протйвном случае сигнал не вырабатывается. Если сигнал не появится, то то ключ 4 останется закрытым и число из блока 2 памяти на выход генерато" ра не поступит, Устройство будет работать аналогичным образом до тех пор, пока не появится сигнал сравнения на выходе схемы 3 сравнения, либс не произойдет сравнение адреса, поступившего из счетчика 1 на первый инФормационный вход схемы 14 сравнения, с числом, поступившим на второй ин,Формационный вход схемы 14 сравнения с выхода блока 13 динамической памяти, В последнем случае на выходе схемы 14 сравнения появится сигнал. Пусть на выходе схемы 14 сравнения сигнал появится, Это означает, что последовательное сравнение содержимого счетчика 5 с числами из блока 2 памяти, последнее из которых задается адресом из счетчика 1, закончено, Сигнал по шине Ш 6 передается на счетные входы триггеров 24 и 25 и через элемент ИЛИ 15 поступает на вход "Сброс" счетчика 1, При этом счетчик 1 сбрасывается в исходное состояние, триггеры 24 и 25 меняют свои состояния на противоположные. Элементы И 18, 20 и 22 закрываются, элементы И 19, 2 1 и 23 открываются, Очередной импульс от генератора 17 тактовых импульсов через элементы И 19 и 23 поступает на шину Ш 3, через элемент И 19 - на единичный установочный вход триггера 24, устанавливая его в исходное состояние, что приводит к открыванию элемента И 18 и закрыванию элемента И 19. Сигнал по шине Ш 3 передается на счетный вход счетчика 6, уменьшая его содержимое на единицу.Следующий импульс от генератора 17 тактовых импульсов поступает через элемент И 18 на шину Ш 1 и через эле 127543610 менты И 18 и 21 - на шину Ш 4, С шины Ш 1 сигнал передается на счетный вход счетчика 1. По шине Ш 4 сигнал поступает на разрешающий вход ключа 8. В счетчике 1 устанавливается оче редкое значение адреса, которое попадает на адресный вход блока 2 памяти и на первый информационный вход схемы 14 сравнения. При этом число, записанное в блоке 2 памяти по адресу, установленному в счетчике 1, поступает на первый информационный вход схемы 3 сравнения и на информационный вход ключа 4, На второй информационный вход схемы 3 сравнения через ключ 15 8 и блок 9 элементов ИЛИ поступает содержимое счетчика 6. В случае совпадения чисел, поступивших на входы схемы 3 сравнения, на ее выходе появится сигнал. В противном случае .устройство будет работать в зависимости от результатов сравнения содержимого счетчика 1 и очередного числа из блока 13 динамической памяти, установленных соответственно на пер вом и втором информационных входах схемы 14 сравнения. Если совпадение в схеме 14 сравнения не произойдет, то устройство повторит сравнение очередкого числа из блока 2 памяти с со-ЗО держимым счетчика 6. Если же совпаде" ние произойдет, т,езакончится последовательное сравнение содержимого счетчика 6 с числами из блока 2 памяти, адреспоследнего изкоторых определяется числом на выходе блока 13 динамичес 35 кой памяти, то на выходе схемы 14 сравнения появится сигнал. Этот сигнал поступит на шину Ш 6 и через элемент ИЛИ 15 - на вход "Сброс" счетчика, С шины Ш 6 сигнал передается40 на счетные входы триггеров 24 и 25, изменяя их состояния на протовоположные. При этом откроются элементы И 19, 20 и 22 и закроются элементы И 18, 21 и 23. Очередной импульс от45 генератора 17 тактовых импульсов через элементы И 19 и 22 поступит на шину Ш 5., через элемент И 19 - на единичный установочный вход триггера 24, устанавливая его в исходное сос О тояние, что приведет к открыванию элемента И 18 и закрыванию элемента И 19. Сигнал по шине Ш 5 передается на счетный вход счетчика 5, увеличивая его содержимое на единицу. Далее 55 работа устройства продолжается по описанной схема до тех пор, пока не йроизойдет сравнение числа иэ блока 2 памяти с содержимым одного из счетчиков 5 или 6. При этом на выходе схемы 3 сравнения появится сигнал сравнения, который откроет ключ 4, поступит на вход элемента 10 задержки и на шину Ш 7, Число из блока 2 па. - мяти, адрес которого установлен в счетчике 1, через ключ 4 поступит на выход устройства и на установочные входы счетчиков 5 и 6, записываясь в них. По шине Ш 7 сигнал передается на единичный установочный вход триггера 25 и установит его в исходное состояниеС выхода элемента 10 задержки сигнал поступит на вход "Опрос" датчика 11 случайных чисел, на вход элемента 12 задержки и на считывающий вход блока 13 динамической памяти, На выходе блока 13 динамической памяти установится очередное число, которое поступит на вход .схемы 14 сравнения. Датчик 11 случайных чисел выработает очередное число, ,которое запишется на место числа, поступившего на выход устройства, так как значение адреса в счетчике не изменится, С выхода элемента 12 задерж ки сигнал передается через элементИЛИ 15 на вход "Сброс" счетчика 1, устанавливая его в исходное состояние. Таким образом, устройство переводится в исходное положение. Такт работы генератора случайных чисел закончитсяФормула из обретениГенератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входамипервого ивторого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с единичными нулевым выходами первого триггера, элемент ИЛИ, выход1 которого подключен к входу "Сброс" первого счетчика, второй триггер, единичный вход которого соединен с выходом первой схемы сравнения, с управляющим входом первого ключа и с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом "Опрос" датчика случайных некоррелированнык чисел и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, информационный выход первого счетчика соединен с адресным входом блока памяти, информационный вход которогоыкод Составитель А.КарасовТехред В.Кадар Корректор В.Бут Редактор В.Ивано Заказ 6562/41писноеВНИИПИ Госуда гпо делам н313035; Москва, а 4/5 671 Подо комитета СССРий и открытийушская наб д. Тираж рственно изобрете Ж, Р водственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 П 5 1275 подключен к выходу датчика случайных некоррелированных чисел, а выход блока памяти соединен с первым входом первой схемы сравнения и с информационным входом первого ключа, выход которого является выходом генератора и соединен с установочными входами второго и третьего счетчиков, информационные выходы которых соединены соответственно с информационными вхо" 10 дами второго и третьего ключей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первой схемы сравне- .15 ния, выход первого элемента И соединен со счетным входом первого счетчика и с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы которых соединены соответственно с управ ляющими входамй второго и третьего ключей, выход второго элемента И соединен с единичным входом первого триггера и с первыми входами пятого 3 436 Ьи шестого элементов И, выходы которыхсоединены соответственно со счетнькивходами второго и третьего счетчиков,единичный выход второго триггера соединен с вторыми входами третьего ипятого элементов И, нулевой выходвторого триггера соединен с вторымивходами четвертого и шестого элементов И, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счетизменения автокорреляционной функциив процессе работы, он содержит вторую схему сравнения и блок динамичес"кой памяти, считывающий вход которогоподключен к выходу первого элементазадержки, а выходблока динамическойпамяти соединен с первым входом второй схемы сравнения, второй вход которой подключен к информационномувыходу первого счетчика, выход второйсхемы сравнений соединен с третьимвходом элемента ИЛИ и со счетнымивходами первого и второго триггеров