Генератор случайных исходов

: 1:-тт.-.(Р "1 :,о,ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетсникСоциалистичесиикРеслублии(51)М. Кл. 6 07 С 15/00 6-06 Р. 1/02 с присоерииеиие(и заявки 1(Р тооударстаанный комитет СССР оо делам изобретений н открытий(53) УДК 681. ,325(088.8) Дата опубликования описания 08,07,80(72) Автор изобретения Л, Б, Овсянникова Московский ордена Трудового Красного Знамени институтнефтехимической и газовой промышленности им, И, М, Губкина(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ИСХОДОВ Устройство относится к вычислительной технике, может быть использовано вкачестве приставки к универсальнымЭВМ при решении задач методом статисческих испытаний,5Известен генератор случайных колебаний, содержащий регистры, триггеры,элементы, И, ИЛИ, датчики случайныхчисел, генератор импульсов, блоки сравнения, преобразователь Код-напряжение" (11Однако этот генератор не позволяетформировать случайные исходы, заданныедискретным распределением,Наиболее близок к предлагаемому гене.1 5ратор случайных исходов, содержащийблок памяти, первый вход которого является входом генератора, датчик равномерно распределенных случайных чисел, схемыпараллельного сравнения чисел и выход- щные регистры, выходы каждой иэ схемсравнения соединены с единичными входами триггеров, единичные выходы которых подключены к первым входам соот 2ветствующих схем совпадения, второй вход каждой иэ которых соединен с нулевым выходом триггера последующей схемы сравнения, а выходы схем совпадения соедЪнрны с выходными устройствами 23.Это генератор является специализированным устройством, которое может быть использовано в качестве генератора случайных исходов, Он предназначен для специализированных машин, на которых решаются задачи методом статистических испытаний, При работе с универсальным ЭВМ он требует специальной организации считывания информации из оперативной памяти ЭВМ - . для его работы необходимо считывание массивов чисел (размерность массива определяется числом узлов дискретного распределения ) в параллельном коде без разрешения, Для его работы необходимо иметь в памяти машины интегральное распределение, на создание которого необходимо т 1 операций сложения (11- число узлов заданного дискретного распределения) и дополнительная память,3 7466Кроме того, при реализации случайныхисходов, заданных дискретным распределенйем с большим числом узлов (гЪ 200)он очень сложен и громоздок,Белью настоящего изобретения являет 5ся упрошение генератора,Поставленная цель достигается тем,что генератор содержит генератор тактовых импульсов, генератор адреса, регистрадреса, два регистра числа, блок вычитания, блок контроля знака числа, триггер,три элемента И и элемент задержки, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с цервым входом первогоэлемента И, выход которого соединен с 15первым входом генератора, адреса, выходкоторого соединен со входом регистра адреса, выход которого подключен ко вторым входам памяти, выход блока памятисоединен со входом первого регистра чис- ола, выход которого соединен с первымвходом блока вычитания, выход которогоподключен ко входу блока контроля знака числа и к первому входу второго регистра числа, второй вход которого соединен с выходом датчика равномерно распределенных чисел, вход которого соединен с единичным входом триггера, совторым входом генератора адреса и является входом Запуск" генератора, Нулевой вход триггера подключен к выходублока контроля знака числа, нулевой выход триггера соединен с первым входомвторого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора адре са и выход второго элемента И является выходом генератора, единичный выход триггера соединен со вторым входом первого элемента, выход которогоподключен через элемент задержки с первым входом третьего, второй вход которого соединен с выходом второго регистра числа, а выход третьего элемента И соединен со вторым входом блока, вычитания.45Структурная электрическая схема генератора приведена на чертеже,Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента.И 2, второй элемент И 3, выход которого является выходом генератора, апервый вход соединен с выходом гене- ратора 4 адреса и со входом регистра8 адреса, выход которого соединен совходом блока 6 памяти, выход которогочерез первый регистр 7 числа и блок8 вычитания соединен со входом блока 48 ф9 контроля знака числа, третий элементИ 10, выход которого соединен со входом блока 8 вычитания, первый входс выходом второго регистра 11 числа(первый вход которого соединен с выходом блока 8 вычитания), а второй вход третьего элемента 10 через элемент 12задержки соединен с выходом первого элемента И 2 и со входом генератора 4 адреса, второй вход второго регистра 11. числа соединен с выходом датчика 13 равномерно распределенных чисел, вход которого является входом запуск" генератора и соединен со вторым. входом генератора 4 адреса и с единичным входом триггера 14, нулевой выход которого соединен со вторым входом второго элемента И 3, единичный выход - со вторымвходом первого элемента И, а нулевойвход - с выходом блока 9 контроля знака числа. Работа генератора состоит в следующем, По входу "а" в блок памяти 6 записывается значение дискретного распределения с числом узловых точек, По входу "г производится запуск устройства, При этом открывается элемент И 2, устанавливается на нуль генератор адр са 4 и возбуждается датчик случайных равномерно распределенных чисел 13, Выработанное датчиком 13 случайное число поступает на приемный регистр числа 11, Первый сигнал с генератора тактовых импульсов 1 через открытый элемент 2. поступает на генератор адреса 4 и регистр адреса 5, которые формируют адрес первого числа дискретной функции распределения, считываемого из блока памяти 6 в регистр числа 7, Из числа, находящегося в регистре 7, в блоке вычитания 8 вычитается значение случайного числа, записанного в регистре 11, Полученная разность контролируется на знак в блоке контроля знака числа 9 и записывается в регистр числа 11, Если разность между значениями функции распределения и случайным равномерно распределенным числом получилась отрицательной, сигнал со схемы 9 опрокидывает триггер 14 в нулевое состояние, При этом открывается элемент И 3, и на выходе устройства "в" появляется. сигнал=1. Если разность не оь рицательна, следующий сигнал с генератора тактовых импульсов 1 организует считывание второго значения дискретного распределения из блока памяти 6 в регистр числа 7.7466Из числа, находящегося в регистре 7вычитается разность между значениемдискретного распределения в первой точке и случайным равномерно распределенным числом, Новая разность в блоке 8проверяется на знак в блоке 9 и записывается в регистр числа 11, Генератор. работает так, как было описано,до тех пор, пока разность, полученнаяв блоке 8, не станет отрицательной, Приэтом на выходе "в генератора появляется сигнал=к, характеризующий номер состояния выхода генератора, Генератор может работать для генерирования случайных исходов, заданных дискретным распределением с любым числом узловых точек.При о =2 генератор работает как вероятностный двоичный элемент и можетиспользоваться для операции вероятностного округления.Генератор выгодно отличается от прототипа простотой своей схемы, Его конфигурация и число элементов, входящихв схему, не зависят от числа узловыхточек дискретного распределения, по которому реализуется исход случайного события. Например для реализации случайного события, заданного дискретным распределением с числом узлов г =500, с по мощью прототипа потребовалось бы500 схем сравнения чисел, 500 триггеров, 500 схем совпадения, 500 выход-ных устройств, а для реализации. случайного исхода, заданного дискретным распределением с числом узлов и =1024, необходимо - 1024 схем сравнения чисел,1024 триггеров, 1024 схемы совпадения, 1024 выходных устройств.Представленные задачи можно решить40с помощью предлагаемого генератора,схема которого и число элементов схемыпри этом остаются неизменными, Крометого, предлагаемый генератор позволяетрешить эту задачу на универсальных ЭВМ,45не предъявляя к ним никаких дополнительных требований в отношении диспиплинысчитывания информации из оперативной памяти ЭВМ. Кроме того, для работы предлагаемого генератора не нужно значения50интегрального распределения, на создание которого необходимы операции слсжения (т,е, дополнительное машинноевремя) и дополнительная оперативная память ЭВМ для его хранения,45 6 формула изобретения,Генератор случайных исходов, содержащии блок памяти, первый вход которогоявляется входом генератора, датчик раномерно распределенных случайных чисел,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения генератора, он содержит генератор тактовых импульсов, генератор адреса, регистр адреса, два регистра числа, блок вычитания, блок конароля, знака числа, триггер, три элемента И и элемент задержки, причем выходгенератора тактовых импульсов соединенс первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входомгенератора адреса, выход которого соединен со вхопом регистра адреса, выходкоторого подключен ко второму входублока памяти, а выход блока памяти соединен со входом первого регистра числа,выход которого соединен с первым входом блока вычитания, выход которого подключен ко входу блока контроля знакачисла и к первому входу второго регистра числа, второй вход которого соединенс выходом датчика равномерно распределенных чисел, вход которого соединен сединичным входом триггера, со вторымвходом генератора адреса и является входом "Запуск" генератора, нулевой входтриггера подключен к выходу блока контроля знака числа, нулевой выход триггерасоединен с первым входом второго элемента И, второй вход .которого подключен к выходу генератора адреса, а выход второго элемента И является выходом генератора, единичный выход триггера соединен со вторым входом первогоэлемента И, выход которого подключенчерез элемент задержки с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго регистра числа, а выход третьего элемента соединен со вторым входом блокавычитания,Источники информации, принятые яо внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРИо 227402, кл, Н 03 К 3/82, 1966.2. Авторское свидетельство СССРМо 213424, кл, 6 06 Р 1/02, 1966емчн 41 Поднисноеударственного комитета СССРизобретений и открытийосква, Ж, Раушская набд, 4/5 Тираж 6 НИИПИ Гос по делам 113038,Мфилиал ЙПП Патент, г, Ужгород, ул, Проек Составитель А, Карасов Редактор Б, Федотов Текред Ж. Кастелевич Корректс Заказ 3954/42