Генератор случайных чисел

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИН 040 06 ф ВСГ КОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТКРЫТИИОСУДАРСТВЕННПО ДЕЛАМ ИЗОБ пользовано дляных чисел с прораспределения,нии электронныхзи. Цель изобре В 3.Редуто: ыстродеиствия игается введе ента И, блока амяти и накап ивающего сумматора енераторе обеспечи е количество шаго читателя ваетс ольш фор нис ировани а. 3 ил тактов д случайно ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение отлительной технике и тельство СССР Г 7/58, 1983.льство СССРР 15/20, 1985. ЧАЙНЫХ ЧИСЕЛосится к вычис может быть исФормирования случаиизвольным законом например при построемоделей системы святения - повышение генератора. Цель досием в генератор элеэлементов И, блока20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для формирования случайных чисел с произвольным законом распределения, например для построения электронных моделей системы связи.Цель изобретения - повышение быстродействия генератора.На фиг. 1 приведена структурно- функциональная схема генератора случайных чисел;на фиг. 2 - функциональная схеМа накапливающего сумматора-вычитателя; на фиг. 3 - .алгоритм формирования случайных чисел,Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, переключатель 2, счетчик 3, блок 4 памяти, накапливающий сумматор-вычитатель 5,. блок 6 памяти, генератрр 7 псевдослучайных чисел, блок 8 сравнения, элементы ИЛИ 9 и 10, элемент И 11 и блок элементов И 12.Накапливающий сумматор-вычитатель 5 содержит вычитатель 13, сумматор 14, элементы 15 и 16 задержки, элементы И 17 - 19, элементы ИЛИ 20 и 21, регистр 22.Генератор работает следующим образом.В исходном состоянии в генераторе 7 псевдослучайных чисел установлен режим однократного формирования равномерно распределенных случайных чисел на заданном интервале М М. В блок 6 памяти записаны коды чисел, соответствующие верхним значениям каждого тп-го отрезка (тп=1,И), на которые разделен интервал кодов тМО, М. При этом длина ш-го отрезка пропорциональна вероятности появления случайного числа О на заданном интервале.В блоке 4 памяти записаны двоичные коды значений функции, определяющей закон сходимости, напримерИ К М = , , где= 2, К; Н = 2 К - число итераций; необходимых для поиска с заданной точностью тп-го отрезка, на который попало значение случайного числа Я. Ка вход В накапливающего сумматора-вычитателя 5 подается двоичный код, соответстк-вующий номеру 2 отрезка интервала М , М,Д.В начале работы импульсом начальной установки 3 обнуляется счетчик 3. Кроме того, импульс 1, через элемент ИЛИ 10 поступает на вход генератора 7, устанавливая на его выходе первое случайное число и на вход начальной установки накапливающего сумматора-вычитателя 5. В сумматоре-вычитателе 5 импульс 3 открывает элемент И 19, разрешая запись кода В, через элемент ИЛИ 21 в регистр 22. Одновременно импульс.через элемент ИЛИ 20 поступает на тактовый вход регистра 22, осуществляя запись кода В, в регистр 22,На выходе регистра 22, являющегося выходом сумматора-вычитателя 5, и, следовательно, на адресном входе блока 6 памяти устанавливается двоичГ 1 ный код числа В равный А ( в )о 1 2 При замыкании переключателя 2 тактовые импульсы 3; с выхода генератора 1 поступают на счетный вход счетчика 3, который формирует коды 9, , являющиеся адресом соответствующих ячеек памяти блока 4.Импульсами 3; , поступающими на синхронизацию блока 6, содержимое 9,-х ячеек блока 6 считывается на второй вход блока 8 сравнения. В последнем осуществляется сравнение кода А =А(т 1;) на выходе блока 6 постоянной памяти и кода Я на выходе генератора псевдослучайных чисел.,Если выполняется условие А(М;)Я, то сигнал логической единицыформируется на выходе "Больше" блока 8 сравнения.При этом импульс , поступает через элемент ИЛИ 9 на вход синхронизации блока 4 памяти , с выхода которого считывается код А(М; ) нового числа М; адрес которого сформирован на выходе счетчика 3.Код А = А(М,) с выхода блока 4 подается на выход блока 5. В этот момент времени импульспоступает на первый вход задания режима сумматора-вычитателя 5, при этом импульс , поступает на тактовый вход вычитателя 13, на первый вход которого с выхода регистра 22 поступает предыдущее .значение кода А(М,), на второй вход - текущее значение кода А(М , ) .По тактовому импульсу осуществляется формирование кода числа М;=М, -к2 кч2"Импульс задержанный элементом 15 задержки на время срабатывания вычитателя 13, открывает элемент И 11 и одновременно через элемент ИЛИ 20 поступает на тактовый вход регистра 22, благодаря чему с выхода вычитателя 13 считывается полученное значение кода А(1;, ) и записывается в регистр 22.При поступлении на вход синхронизации блока 6 памяти следующеготактового импульса 3;+ по сформированному н накапливающем сумматоренычитателе 5 коду А(М) адреса осуществляется считывание содержимого соотнетствующей ячейки памяти блока б памяти на второй вход блока 8 сравнения, н котором выполняется следующая операция сравнения.Если А(М ) с О, то сигнал логической единицы формируется на первом выходе блока 8 сравнения,Формирование в сумматоре-вычитателе 5 следующего отрезка гистограммы осуществляется аналогично первому случаю, но при этом код числа1, формируется в сумматоре 14. 10 15 20 25 30 76тактов К для формирования каждогослучайного числа.Формула изобретения Генератор случайных чисел, содержащий первый блок памяти, генератор псевдослучайных чисел, блок сравнения, первый и второй элементы ИЛИ, генератор тактовых импульсов, выход которого через переключатель соединен с счетным входом счетчика,первый вход первого элемента ИЛИ является входом начальной установки генератора, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом Запуск генератора псевдослучайных чисел, выход которого соединен с первым информационным входом блока сравнения, второй информационный вход которого соединен с выходом первого блока памяти, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия,н него введены элемент И, блок элементов И, второй блок памяти и накапливающий сумматор-вычитатель, при этом выходы "Больше" и Меньше" блока сравнения соединены соответственно с первым и вторым входами задания режима накапливающего сумматора-вычитателявыходы "Больше" и "Меньше блока сравнения соедиМ ИМ = М +дМ = - 1-+Ф2 2" 3 2Дальнейший поиск случайного числа осуществляется аналогично.При появлении на выходе счетчика 3 импульса переполнения заканчивается процесс поиска случайного числа: импульс через открытый по второму входу элемент И 11 поступает на второй вход элемента И 12, разрешая считывание кода А(11; = 6 с ныхода сумматора-вычитателя на выход устройства.Одновременно импульспоступает через элемент ИЛИ 10 на вход генератора 1 псевдослучайных чисел и устанавливает в нем следующее случайное число 1, а сумматор-вычитатель 5 устанавливает в начальное состояние. Таким образом, обеспечивается небольшое количество шагов -35 40 45 50 55 нены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ,выход которого подключен к входусинхронизации второго блока памятии к первому входу первого элементаИ, выход которого подключен к второму входу первого элемента НИ,выходкоторого соединен с входом начальнойустановки накапливающего сумматоранычитателя,ныход которого соединенс адресным входом первого блока памяти, вход синхронизации которогосоединен с входом синхронизации блока сравненйя и подключен к счетному входу счетчика, выход переполнения которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом блока элементовИ, выход которого является выходомгенератора случайных чисел, нторойвход блока элементов И соединен свыходом сумматора-вычитателя, выходсчетчика подключен к адресному входу второго блока памяти.1368876Составитель И. СтоляровРедактор Е.Папп Техред М. Ходанич Корректор Н. Король Заказ 297 51 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4