Генератор случайных чисел

(51)5 С 06 Р 7/58 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское свидетельство СССРИ 1057945, кл, С Об Р 7/58, 1982.Авторское свидетельство СССРУ 1322276, кл. С 06 Р 7/58, 1986.(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ(57) Изобретение относится к вычисли 2тельной технике и может быть использовано для получения случайных чисел. Цель изобретения - повышение быстродействия, которое обеспечивается тем, что случайные точки определяются в пределах треугольника, а не прямоугольника. Генератор содержит датчики 2,6 случайных чисел с равномерным распределением, генератор 1 тактовых импульсов, блок 4 сравнения, ключ 5, блок 7 вычисления плотности распределения, элемент 8 задержки и блок 9 задания параметров распределения.3 ил.1640688 10 15 20 которое сравнивается в блоке 4 с величиной у. При Е(х) ) у ключ 5 открывается и на его выход поступает сфор мированное случайное число х,Блок 9 предназначен для определения параметров преобразования а,Ьпо параметрам Гамма-распределенияК,9. Блок 9 выполнен в виде ПЗУ.Его 30 программирование производится по результатам вычислений, иллюстрация .которых приводится на фиг.З.В качестве значения параметра авыбирается а-квантиль Гамма-распределени с параметраи К Р(х (а)Доверительная вероятностьвкаждом конкретном случае задается,исходя из требований к точности генерации случайной величины, имеющейГамма-распределение с плотностьювероятности (1).Значение параметра Ь определяетсяследующим образом.45 Записывается уравнение касательной в точке 0(х, у ) к плотности ве+, роятности Гамма-распределения, задаваемойй формулой (1 ):И (х) 01. Г +-2 -о(Х 50-(Я) хеЙх (Я),+%-( -с(Хф 1 Ь- х О.еа Ьу=Ь -- -х,а Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для получения случайных чисел.Цель изобретения - повышение быстродействия генератора.На фиг.1 представлена структурная схема генератора случайных чисел; на фиг.2 - пример выполнения блока вычисления плотности распределения; на фиг.З - диаграмма, поясняющая программирование формирователя параметров преобразования.Генератор случайных чисел (фиг.1) содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, датчик 2 случайных чисел с равномерным распределением, блок 3 преобразования случайных координат, блок 4 сравнения, ключ 5, датчик 6 случайных чисел с равномерным распределением, вход которого соединен с выходом ГТИ 1, а выход - с вторым входом блока 3, блок 7 вычисления плотности распределения, вход которого соединен с вторым выходом блока 3, а выход - с вторым входом блока 4, элемент 8 задержки, вход которого соединен с входом блока 7, а выход - с информационным входом ключа 5, блок 9 задания параметров распределения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока 3. Блок 3 выполнен в виде последователь-, но соединенных вычитателя 1 О, умножителей 11, 12 и блока 13 деления, последбвательно соединенных умножителя 14 и вычитателя 15, последовательно соединенных вычитателя 16,умножителей 17,18 и блока 19 деления, другой вход которого объединен с входом блока 13 деления и соединен с выходом вычитателя 15.Блок 7 вычисления плотности распределения (фиг.2) в частном случае может быть выполнен в виде последовательно соединенных узла 20 возведения в степень, умножителей 21,22 и узла 23 деления, последовательно соединенных инвертирующего умножителя 24 и экспоненциального преобразователя 25, узла 26 вычисления факто- риала, узла 27 вычитания и узла 28 возведения в степень.Работает генератор случайных чисел следующим образом.При срабатывании ГТИ 1 датчики 2,6 вырабатывают случайные числаГ,исоответственно н интервале 0,1.В блоке 3 случайные числа , ипреобразуются в случайные числа х =аЧ(1 - Чг) Ъ (1-7 ) 2 ев 1-д 9 где а, Ь - параметры преобразования.Сигнал у поступает на вход блока 4, а сигнал х - в блок 7, на выходе которого формируется значение плотности распределения случайной величины. В качестве примера блок 7 может быть выполнен в качестве блока вычисления плотности Гамма-распределения. Для случая заданных целочисленного параметра Я и параметра 06 на выходе блока 7 формируется значение плотности-Юх еЕ (х) (1)1640688иэ которого следует, чтоачЬа-хИз решения системы уравненийЫ(9-1), + 15 находятся координаты точки П(х ,у ), равные х+, у ; По известным координатам точки В(х , у ) определяется значение параметра%. 20аХа - х+Таким образом, задавая параметры Гамма-распределения и квантиль, можно определить соответствующие им параметры преобразования координат 25 и запрограммировать блок 9.Случайные точки определяются в пределах треугольника (см.фиг.З). формула изобретенияГенератор случайных чисел,содер жащий два датчика случайных чисел с равномерным распределением, два вычитателя, четыре умножителя, блок срав-. нения, первый блок деления, ключ, элемент задержки, блок задания параметров распределения и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом запуска первого датчика случайных чисел с равномерным распределением, выход которого подключен к входу вычитаемого первого вычитателя, выход "больше или равно" блока сравнения подключен к управляющему входу ключа, выход которого является выходом генератора, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия, в него введены пятый умножитель, третий вычитатель, второй блок деления и блоквычисления плотности распределения,выход которого соединен с первымвходом блока сравнения, выход первого датчика случайных чисел с равномерным распределением соедине. с первыми входами первого и второго .множителей, выход которого подключен кпервому входу третьего умножителя,выход которого соединен с входом делителя первого блока деления, выходкоторого подключен к входу блока вычисления плотности распределения ичерез элемент задержки к информационному входу ключа, выход второго датчикаслучайных чисел с равномерным распределением соединен с первымвходом четвертого умножителя, с вторым входом первого умножителя и свходом вычитаемого второго вычитателя, выход которого подключен к второму входу второго умножителя, выходпервого умножителя соединен с входомвычитаемого третьего вычитателя,выход которого подключен к входам делимого первого и второго блоков деления, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, выходыуменьшаемого вычитателей подключенык входу задания "единицы" генератора,выход первого вычитателя соединенс вторым входом четвертого умножителя, выход которого соединен с первым входом :.:. го умножителя, выходкоторого подключе. к входу делителявторого блока деления, выходы блоказадания параметров распределения соединены с вторыми входами третьего ипятого умножителей..Мигуноваизобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР