Генератор последовательности случайных чисел

(5 Й)ГЕНЕРАТОР ЛОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ Иэоб тельной;мируемого любым первичным физическим источником шума.Известно устройство, состоящее из последовательно соединенных генератора случайных напряжений, по циального клапана, блока аналог памяти, ограничителя и схемы фо мирования2 .Известен также генератор случайных сигналов, содержащий генератор случайного напряжения, элемент И, два блока сравнения, блок суммирова" ния и интегратор для устранения за" висимости вероятности появления им пульсов на выходе устройства от нестабильности статистических характеристик процесса, вырабатываемого ге" нератором случайного напряжения, он имеет стабилизирующую обратную связьС 33 тение относи ехнике и мож и моделирова роцессов. я к вычисл быть испо и случайны эовано сел и теновойр" 20 На являе ности послеолее близким к предлагаемомуя генератор последовательлучайных чисел, содержащийвательно соединенные источник Известны способы генерирования последовательности случайных чисел, основанные на преобразовании сигнала первичного физического источника шума в случайную последовательность импульсов с последующим пересчетом их числа за фиксированный интервал времени или же основанные на преобразовании сигнала источника шума за случайный интервал времени с последующим пересчетом импульсов детермированной последовательности эа этот случайный интервал времени 0 3.Главный недостаток известных способов - изменение вероятностей появления символов в генерируемой последовательности случайных чисел из-за нестационарности статистических характеристик случайного процесса форКоротков,3940156 Сигнал с источникашума поступает на Формирователь 2, на выходе которого Формируется случайная последовательность импульсов. Эти импульсы поступают на элемент И 3, навторой вход которого поступают импульсц тактового генератора 4.При совпадении во времени импульсов на входах элемента И 3 на его в выходе вырабатывается сигнал, которыйпоступает на вход счетчика 6. Послепоступления на вход счетчика М-гопо счету сигнала счетчик вырабатывает импульс разрешения выбора, который поступает на синхрониэирующийвход О"триггера 7, на О-вход Р-триггера 7 поступает детерминированнаядвоичная последовательность сигналов с выхода триггера 5 со счетнымвходом, на вход которого поступаюттактовые импульсы с выхода генератора 4 тактовых импульсов,Продолжение таблицы 0,55 4 0,60 4 0,65 3 0,7 о 3 Рналиэ результатов, представленных в таблице, показывает, что дляобеспечения достаточно высокой равномерности распределения вероятностей случайных двоичных символов ввыходной последовательности40,0003) при значительной нестационарности статистических характеристик исходного Физического процесса 0,3Р с о,7) достаточноиметь И=35.Предлагаемый способ позволяет получить сколь угодно высокую равномерность распределения вероятностейдвоичной последовательности дажепри предельных значениях флуктуацийисточника шума.Генератор содержит источникшума, Формирователь 2 импульсов, элемент И 3, генератор 4 тактовых импульсов, триггер 5, счетчик 6, О-тригИгер 7,Выход источника 3 шума соединенс входом формирователя 2, выполненного, например, в виде последовательно соединенных ограничителяпо уровню и ждущего мультивибратора,Выход Формирователя 2 соединен с одним из входов элемента И 3. Выходгенератора 4 тактовых имупльсов соединен со счетным входом триггера 545и с вторым входом элемента И 3. Вцход элемента И 3 соединен с входомсчетчика 6, который переводится доначала работы в исходное состояние(обнуляется и устанавливается коэффициент счета Й, определяющий качество формируемой последовательности).Выход счетчика 6 соединен с синхронизирующим входом О-триггера 7, О-входкоторого соединен с выходом счетного Ятриггера 5.Устройство работает следующимобразом. Е о,о 1 о,оо 1 о,ооо 1При поступлении на синхронизирующий вход О-триггера сигнала разрешения выбора О-триггер 7 принимает состояние, соответствуацее со" стоянию триггера 5. На выходе О-триг. гера 7 формируется равновероятная двоичная последовательность.Предлагаемый генератор последовательности случайных чисел обла- дает существеннцми преимуществами по сравнению с известными ранее способами и устройствами, а именно неравномерность распределения вероятностей появления двоичных символов вырабатываемой случайной последовательности можно получить сколь угодно малой, принцип генерирования случайной двоичной последовательности предопределяет .независимость ее статистических характеристик от изменения параметров физического источника случайного сигнала, всвязи с чем исключается необходимость постоянного анализа качества генерируемой последовательности, не требуется коррекция Физического источника случайного сигнала или применение других известных способов повышения качества генерируемой случайной последовательности.Использование изобретения в вычислительной технике позволяет добиться высокого качества статистических характеристик стабильности их во времени, а также упрощение генератора случайной последовательности9 940156 из-за устранения необходимости применения стабилизирующих элементов.Кроме того, существенно ловцшается точность и достоверность моделирования и полученных на его 3 основе результатов решений вцчислительнцх задач. Формула изобретения Составитель Я. Карасовхред Е,ХаритончикКорректор В. Бутя Крупени едакто 668/70 Тираж 731 НИИРИ Государственного комитет по делам изобретений и открыт 13035, Москва, Ж, Раушская ПодписноеСР ка илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проект Генератор последовательности случайнцх чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, триггер, источник шума, вцход которого через фоо% мирователь импульсов соединен с первым входом элемента И, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности генератора, он содер жит О-триггер и счетчик, счетнцй вход в которого подключен к выходу элемен 10та И, второй вход которого подклю"чен к вцходу генератора тактовых импульсов и счетному входу триггера,выход которого соединен с О-входомО-триггера, синхронизирующий входкоторого подключен к вцходу счетчика, а вцход О-триггера являетсявыходом генератора,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Свердлин А. Некоторце вопросц образования случайных чисел вЦВИ, ЛВИКА им. А, ф. можайского, Л.,1965, с. 46.2. Авторское свидетельство СССРИ 351210, кл, а 06 Г 1/02, 1971.3, Авторское свидетельство СССРИ 510706, кл. б 06 Г 1/02, 19734. Авторское свидетельство СССРИ 348991, кл.б 06 Г 15/36 19701 прототип),