Генератор случайных чисел

50 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве автономного датчи"ка случайных чисел с возможностью из 5менения закона распределения при решении задач моделирования, а такжепри проведении исследований кли испытаний радиоэлектронных и вычислительных устройств.1 ОЦель изобретения - расширение функциональных возможностей генератораза счет обеспечения Аормирования случайных чисел с треугольным, усеченным и нормальным распределением.На Аиг. 1 представлена электрическая схема генератора случайных чисел; на Аиг.2 - временные диаграммыработы устройства.Генератор случайных чисел содержит генератор 1 случайных импульсов,два элемента ИЛИ 2, 3 КБ-триггер 4,три элемента И 5-7, одновибратор 8,формирователь 9 импульсов, два счетчика 10 и 11 импульсов. накапливающий сумматор 12, два элемента 13 и 14 задержки, блок 15 элементог И,блок 16 сравнения.Генератор случайных чисел работает следующим образом.Перед началом работы сигнал, поданный на шину остановки генератора, через второй элемент ИЛИ 3 (фиг,2 к) производит установку КБ-триггера 4 в единичное состояние (Аиг.2 б) и обнуление накапливающего сумматора 12 и35 второго счетчика 11 импульсов. Задание требуемого закона распределения . случайных чисел осуществляется подачей на вход задания вида распределе 4 О ния управляющего кода К = 1, 2,. , определяющего количество последовательных суммирований независимых равновероятных чисел в накапливающем сумматоре 12. Так, при К = 1 закон распределения формируемых устройством чисел И равномерный, при К = 2- треугольный, при К = 3 - усеченный нормальный, при К ) 3 - квазкнормальный (приближающийся к нормальному с .увеличением К).Запускающий сигнал, поданный на вход запуска генератора (фкг.2 а), устанавливает КБ-триггер 4 в нулевое состояние (фиг,2 б), а также, пройдя через первый элемент ИЛИ 2 и третии элемент И 7, запускает одновибратор 8, сигнал с выхода которого (фиг.2 в) поступает на вход первого элемента И 5, разрешая поступление сигналов, вырабатываемых генератором 1 случайных импульсов (фиг,2 г), на счетный вход первого счетчика 10 импульсов (Акг,2 д), Длительность сигнала, вырабатываемого одновибратором 8, выбирается из условия многократного пе - реполнения первого счетчика 10 импульсов в процессе подсчета пачки сигналов, вырезанной из случайного потока е Прк этОм В первом счетчике 10 импульсов после прекращения счета образуется случайный остаток, значения которого равновероятны. По срезу импульса, вырабатываемого одновкбратором 8, формирователь 9 импульсов Аормирует короткий импульс (Аиг.2 е), который поступает на вход синхронизации накаклквающего сумма =. тора 12, птрк этом содержимое накапливающего сумматора 12 суммируется с содержимым первого счетчика 10 им- ПУЛЬСОВ.Одновременно содержимое второго счетчика 11 импульсов увеличивается на единицу - производится подсчет числа суммирований И, которое сравнивается с величиной К с помощью блока 16 сравнения до тех пср, пока МК разрешающий сигнал на выходе блока 16 сравнения отсутствует (фкг.2 к), поэтому сигнал с выхода формирователя 9 импульсов, задержанный на время ь, первым элементом 13 задержки, не проходит через второй элемент И 6. Сигнал с выхода формирователя 9 импульсов, задержанный вторым элементом 14 задержки на время ь (Аиг.2 з), осуществляет повторный запуск одновибратора 8 (Акг.2 в).Далее устройство функционирует аналогичным Образом до выполнения условия И = К. При этом на выходе блока 16 сравнения гоявляется разрешающий сигнал (Акг.2 и), сигнал с выхода первого элемента 13 задержки поступает через второй элемент И б на управляющий вход блока 15 элементов И, осуществляя выдачу на выход случайного числа Ив, сформированного в накапливающем сумматоре 12. Время существования;. числа Ие на выходах определяется длительностью сигнала, поступающего с выхода ьторого элемента И 6 на управляющий вход блока 15 элементов И. Одновременно сигнал с выхода второго элемента И 6, поступая через второй элемент ИЛИ 3 (фиг. 2 к),1 б 0338 переводит устройство в исходное состояние - осуществляет установку КЯтриггера 4 в единичное состояние иобнуление содержимого второго счетчика 11 импульсов и накапливающегосумматора 12. Диапазон изменения случайных чиселопределяется выбором необходимойразряцности первого счетчика 10 импульсов, при этом емкость накапливающсго сумматора 12 должна быть вК 1 раз больше. Величина задержки ьвыбирается из условия обеспечения завершения переходных процессов в обоих счетчиках 10 и 11 импульсов, накапливающем сумматоре 12 и блоке 1 бсравнения, а величина задержкииз условия превышения времени вос"становления одновибратора 8, при этомлдолжно выполняться условие) с,для предотвращения повторного запуска одновибратора 8 после срабатыва-.ния блока 16 сравнения,Формула изобретения Генератор случайных чисел, содержащий КБ-триггер, вход К которого является входом запуска генератора, первый и второй элементы задержки, первый элемент ИЛИ, генератор случайных импульсов и блок элементов И, выходы которого являются информационными выходами генератора, счетчик импульсов, накапливающий сумматор, разрядные входы которого соединены с соответствующими разрядными выходами счетчика, а разрядные выходы соединены с соответствующими информационными входами блока элементов И элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора случайных импульсов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с цепью расширения 1 бфункциональных возможностей генератора за счет обеспечения формирования случайных чисел с треугольным,усеченным и нормальным распределением, в него дополнительно ввеценывторой счетчик импульсов, блок срав.нения,второй элемент ИЛИ, второй итретий элементы И, одновибратор иформирователь импульсов, выход кото"рого соединен с входом синхронизациинакапливающего сумматора, с входами первого и второго элементов за 1;держки и со счетно входом второгосчетчика импульсов, разрядные выходыкоторого соединены с первой группойсоответствующих входов блока сравнения, вторая группа входов которогоявляешься входом задания вида распределения генератора, а выхоц соединенс перзым входом второго элемента И,второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, выходвторого элемента задержки соединенс первым входом первого элемента ИЛИ,выход которого соединен с. первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу одновибратора, выход которого поцключен к входуформирователя импульсов и второмувходу первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, выход второго элемента И подключен к управляющему входу блока элементов И, к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу "Сброс"второго счетчика импульсов, к входуначальной установки накапливающегосумматора. и к Б-входу КБ-триггера,инверсный выход которого подключенк второму входу третьего элемента И,второй вход первого элемента ИЛИ соединен с К-входом КБ-триггера, авторой вход второго элемента ИЛИ является входом останова генератора.1603381 1 Составитель ЮАндреевктор Т,Лазоренко Техред Л,Сердюкова Гир няк; екто 6 ираж 5 дписное ак В Госуд Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 твенного комитет 113035 у Москвау изобретениям и открьггиям при ГКНТ ССР Раушская наб., д, 4/5