Генератор случайных сочетаний

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5 ц 4 С 06 Р ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ кии о СССР1973,СССР1982,СССР1984. СУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ СОЧЕТАНИЙ (57) Изобретение относится к вычисл тельной технике и позволяет повысит точность формирования случайных соч таний, Цель изобретения - повышение точности за счет исключения случаев одновременного срабатыванияпервичн генераторов случайных чисел, Он содержит генератор 1 тактовых импульсов (ГТИ), группу 2 элементов И, эл мент задержки 3, группу 4 генератор случайных равномерно распределенных импульсов, группу 5 триггеров, две131 группы 6,7 элементов И, группу 8 элементов ИЛИ, группу элементов задержки 9, группу 110 элементов ИЛИ, группу 11 формирователей импульсов, группу 12 элементов И, элемент ИЛИ 13, регистр сдвига 14, регистр 15 памяти, дешифратор 16, группу 17 элементов И, элемент ИЛИ 18 и триггер 19. При этом генератор 1 соединен с первым входами элементов И группы 2, а через элемент задержки 3 - с входами генераторов 4 и нулевыми входами триггеров 5, выход каждого из которых соединен с вторым входом соответствующего элемента И группы 2. Выход каждого из генераторов 4 соединен с первыми входами соответствующих элементов И группы 6 и 7, второй вход к-го элемента И группы 7 и инверсный вход к-го элемента И группы 6 соединены с выходом к-го элемента ИЛИ группы 8, Выход элемента И грулпы 6 соединен с первым входом к-го элемента ИЛИ группы 10, второй вход которого через соответству 1 ощий элемент задержки группы 9 соеди 9027нен с выходом к-го элемента И группы 7, Выход к-го элемента ИЛИ группы 10 соединен с соответствующими входами элементов ИЛИ группы 8, кроме к-го элемента этой группы, а через к-й формирователь группы 11 - с первым входом к-го элемента И группы 12 и к-м входом элемента 13 ИЛИ, выходом соединенного с информационным входом регистра 14 сдвига, установочный вход которого соединен с выходом элемента 3 задержки, Выходы регистра 15 соединены с входами дешифратора 16, выходами соединенного с первыми входами элемента И группы 17, вторые входы которых соединены с выходами регистра 14, а выходы - с входами элемента 18 ИЛИ, выходом соединенного с нулевым входом триггера 19, единичный вход которого соединен с выходом элемента 3 задержки, а:выход - с вторыми входами всех элементов И группы 12, каждый из которых выходом соединен с единичным входом соответствующего триггера 5, 1 ил, Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения специализированных вычислительных устройств, предназначенных для автоматизированного решения задач конструирования радиоэлектронной и вычислительной аппаратуры.Цель изобретения - повышение точности, 10На чертеже приведена структурная схема устройства.Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, группу 2 элементов И, элемент 3 задержки, группу генераторов 4 случайных равномерно распределенных импульсов, группу триггеров 5, группу 6 элементов "ЗАПРЕТ", группу элементов И 7, группу 8 элементов ИЛИ, группу 9 элементов задержки, группу 10 элементов ИЛИ, группу 11 формирователей импульсов, в простейшем случае представляющих дифференцирующие цепочки, группу 1225 элементов И, элемент ИЛИ 13, регистр 14 сдвига, регистр 15 памяти, дешиф 2ратор 16, группу элементов И 17,элемент ИЛИ 18, триггер 19,Принцип работы устройства состоитв следующем.Случайные по моментам появленияимпульсы, формируемые на выходах генераторов 4, имеют определенную длительность ь , Поэтому они во времени могут перекрываться, и в тех случаях, когда после появления ш-К импульсов (ш - заданное число единиц всочетании) затем в течение интервалавремени, равного задержке появлениясигнала блокировки случайных импульсов, появляется больше чем К импульсов, на выход устройства проходитбольше заданного числа ш единиц. Чтобы этого избежать все импульсы, появлящиеся с перекрытием во времени,смещаются и выстраиваются как бы вочередь, Это означает, что если несколько импульсов появляется с перекрытием, то тот импульс, который Появляется первым, на время своей длительности блокирует прохождение навыход устройства всех остальных им 1319027пульсов. Второй импульс появляется. только после окончания первого, независимо от того, какие части этих импульсов перекрываютсяВторой смещенный импульс блокирует на время своей длительности прохождение на выход устройства всех последующих и т,д, Таким образом, перекрывающаяся последовательность импульсов вытягивается в последовательность примыкающих друг 10 к другу импульсов, т.е. эти импульсы сливаются в один, Для того, чтобы все слившиеся импульсы можно быпо различить и зафиксировать, они дифференцируются, а при необходимости усили ваются и формируются по длительности, а затем подаются на регистр сдвига.Смещение перекрывающихся импульсов и выстраивание их в очередь осуществляется с помощью цепочки элементов 20 ЗАПРЕТ 6, И 7, ИЛИ 8, элемента 9 задержки и элемента ИЛИ 10. Причем необходимо выполнение двух условий, Время задержки элемента 9 должно быть равно длительности импульсов, формируемых на выходе генератора 4, и эта длительность должна быть не меньше= времени срабатывания регистра 14 плюс время прохождения сигнала через элементы И группы 17, элемент ИЛИ 18 и 30 время срабатывания триггера 19, Кроме того, тактовый интервал должен иметь запас по, длительности ш, т.еслучайные импульсы должны появляться равновероятно на временном интервале, 35 уменьшенном на величину ш 3. Запас интервала по длительности необходим для того, чтобы не произошло выхода очереди из ш импульсов за пределы тактового интервала и,. как следствие, по тери некоторого их числа. Вероятность такого события мала, поэтому практически запас по длительности должен иметь величину меньше.Пусть необходимо формировать слу чайные сочетания из "7" по "4". При этом в регистр 15 необходимо записть число 4. Предположим, что первым случайный импульс появится на выходе второго генератора 4, второй (не пе рекрываясь с первым) - на выходе первого генератора 4, третий (не перекрываясь со вторым) - на выходе четвертого генератора 4. Эти импульсы, проходя формирователи 11, дифферен цируются и перебрасываются в единич ное состояние первый, второй и четвертый триггеры 5. Пусть четвертый и пятый случайные импульсы, перекрываясь, появляются соответственно на выходах шестого и пятого генераторов4, ак как импульс на выходе шестого генератора 4 появпяется раньше, то он проходит через шестой открытый элемент И 6 на выход шестого элемента ИЛИ 10 и на время своей длительности через элементы ИЛИ группы 8 блокирует все элементы И группы 6, кроме шестого элемента этой группы, но открывает элементы И группы 7.Поэтому пятый случайный импульс с выхода пятого генератора 4 в течение всего времени перекрытия импульсов навыходах пятого и шестого генераторов4 проходит через пятый элемент И группы 7 на пятый элемент 9 задержки.Здесь он задерживается ровно на время длительности импульса. Та частьпятого случайного импульса, которая не перекрывается с шестым импульсом, проходит через пятый элемент И группы 6 на выход пятого элемента ИЛИ группы 10 беэ задержки.К этой частиимпульса на выходе элемента ИЛИ группы 10 достраивается недостающая до целого, задержанная часть импульса Таким образом, на выходе пятого элемента ИЛИ группы 10 появляется целыйпятый импульс длительности 3 , ноон смещается относительно четвертогоимпульса на величину их перекрытия, Поэтому четвертый случайный импульс вслед за первым, вторым и третьим перебрасывает 4-й триггер 5 в едияичное состояние и одновременно передвигает "1" на следующий выход в регистре 14. При этом появляется единичный сигнал на выходе четвертого элемента И группы 17, который через элемент ИЛИ 18 перебрасывает триггер 19, а тот в свою очередь блокирует элементы И группы 12. Так как поусловию время от момента поступленияш-го случайного импульса на информационный вход регистра 14 и до срабатывания триггера 19 должно быть небольше длительности ь , то к тому моменту, когда формируется пятый случайный импульс в соответствии с описанным, элементы И группы 12 уже закрыты, и ни один случайный импульс не проходит на триггеры 5, Поэтому к моменту прихода очередного тактового импульса только первый, второй, четвертый и шестой триггеры оказываются в единичном состоянии, т,е, формируГираж 672 Подписное ВШ 111111 Заказ 2513/43 11 рлдв. "и;яигр. пр-тие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 13190ется сочетание из "7" по "4". Затемзадержанный элементом 3 тактовый импульс устанавливает все триггеры 5 внулевое состояние и производит перезапуск генераторов 4, После этого начинается формирование очередного случайного сочетания из "7" по "4".Технико-экономический эффект предлагаемого устройства по сравнению сизвестным заключается в устранении 10сбоев при формировании случайных сочетаний, что эквивалентно повышениюинструментальной точности устройстваи сведению методической погрешностик нулю. Так, например, если при соотношении длительностейслучайногоимпульса и длительности Т тактовогоинтервала 1;10 частота сбоев у известного устройства в соответствии сприведенными формулами составляет 20710то предлагаемое устройствоимеет нулевую частоту сбоев.Кроме того, при увеличении числаразрядов предлагаемое устройство обладает более высоким быстродействиемза счет того, что применяемый в известном устройстве узел сжатия имеетлинейно убывающую зависимость быстродействия от числа его входов. В предлагаемом же устройстве вместо узла 30сжатия используется регистр сдвига,быстродействие которого не зависйтот числа разрядов,Формула изобретения Генератор случайных сочетаний, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами элементов И первой группы 40 и с входом элемента задержки, выход которого соединен с входами "Опрос" генераторов случайных равномерно распределенных импульсов группы и с нулевыми входами триггеров группы, еди ничные входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И второй группы, а единичные выходы триггеров группы соединены с вторыми входами элементов И первой группы, 50 выходы которых являются группой выходов генератора, группой входов задания. числа единиц в сочетаниях которого являются разрядные входы регистра памяти, .разрядные выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами элементов И третьей группы, выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом триггера, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повыения точности, он содержит две групы элементов ИЛИ, группу элементов задержки, группу элементов ЗАПРЕТ, чет" вертую группу элементов И, группуформирователей импульсов и регистр сдвига, разрядные выходы которого соединены с вторыми входами элементов Итретьей группы, выход элемента задержки соединен с входом "Сброс" регистра сдвига и с единичным входомтриггера, выход которого соединен спервыми входами элементов И второйгруппы, вторые входы которых объединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ и подключены к выходам соответствующих формирователейимпульсов группы, выход второго элемента ИЛИ соединен с информационным входом регистра сдвига, выходы генераторов случайных равномерно распределенных импульсов группы соединеныс первыми входами соответствующихэлементов И четвертой группы и с прямыми входами соответствующих элементов "ЗАПРЕТ группы, выходы которыхлсоединены с первыми входами соответствующих элементов ИЛИ первой группы, выходы которых соединены с входами соответствующих формирователей импульсов группы, выходы элементов ИЛИ второй группы соединены с инверсными входами соответствующих элементов ЗАПРЕТ и с вторыми входами соответствующих элементов И четвертой группы, выходы которых через соответствующие элементы задержки группы соединены с вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ первой группы, выход каждого -го (х=1,п, и - число выходов генератора) элемента ИЛИ первой группы соединен с -ми входами. всех, кроме -го, элементов ИЛИ второй группы