Патент ссср 260969

260969

Союз Советских

Социелистических

Рвсптблии

СПИ САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42m>, 15/36

Заявлено 24.V1.1968 (№ 1251832/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 06Л.1970. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 5Л,1970

МПК G 06f

УДК 681 333:519.2 (088.8) Комитет по делов изо0ретвиий и открытий ори Совете Министров

СССР

ЗЖС.. 11у„, Б. М. Бойченко, А. Е. Леуеенко н Л. T. Татаев 1Р нйвййуййАвторы изобретения

TEXHETEE>;Ай

Таганрогский радиотехнический институт ! ч

Е1у .Дато ру, а

Заявитель

ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

Предлагаемое устройство относится к области вычислительной техники и предназначено для генерирования случайных числовых кодов с заданным законом распределения.

Известны аналогичные устройства, содержащие генераторы равномерно распределенных чисел, счетчики, дешифраторы, цифровые схемы сравнения, цифровые функциональные преобразователи, запоминающее устройство, вентили и линии задержки.

Предлагаемый генератор отличается тем, что с целью его упрощения в нем выход цифровой схемы сравнения связaí с ее входом через линии задержки, двоичный счетчик, дешифратор и запоминающее устройство.

Генератор работает следующим образом.

Область возможных значений случайных чисел разбивается на заданное число равномерных интервалов. При этом алгоритм получения случайных чисел состоит в том, что исходная совокупность равномерно распределенных чисел сравнивается со значениями функции распределения в узлах разбиения, отыскиваются соседние значения функции распределения, в интервал аргумента которого попало случайное число, Выходным числом является значение одного из аргументов функции распределения.

5лок-схема устройства показана на чертеже, Генератор 1 предназначен для выработки исходного многоразрядного двоичного, равномерно распределенного случайного числа. Генератор выполнен по последовательной схеме

5 и состоит из генератора равновероятных случайных чисел О и 1 и регистра сдвига.

Цифровая схема сравнения 2 служит для сравнения двух чисел, представленных в параллельном двоичном коде, и состоит из одно10 разрядных схем сравнения, соединенных последовательно. Результат сравнения выдается в виде импульса на выходе схемы, когда исходное случайное число не больше срдпнат функции распределения. Импульс не возникает в

15 остальных случаях.

Запоминающее чстройство 8 используется для хранечия в двоичном коче значений заданной функции распределения. Оно выполнено на диодных логических элементах и позво20 ляет осуществлять выборку ординат функции распределения Р(х,) в параллельном коде за доли м икр осекунды.

Дешифратор 4 предназначен для выбора значения ординат функции распределения из

25 запоминающего устройства 3.

Двопчньш счетчик 5 формирует и ьчядает случайные числа с:.ÿ àííûì законом распределения и управляет работой дешифратора 4.

Генератор тактов б служпт для управления

30 генераторами 1 и 7 равномерно распределен5

15

45

60 ных случайных чисел. Запуск внешний по ком анде с ЦВМ.

Второй генератор 7 применен для выработки мно оразрядных равномерно распределенных случайных чисел, используемых для кусочнолинейной аппроксимации, выполнен по последовательной схеме и состоит из генератора равновероятных случайных чисел О и 1 и регистра сдвига. . 1ьнии задержки 8 осуществляют задержку импульсных сигналов, необходимую для правильного функционирования всего устройства.

Вентили 9 предназначены для съема случайного числа по команде с ЦВМ.

Генератор случайных чисел с произвольным законом распределения работает следующим образом.

По команде с ЦВМ с двоичного счетчика 5 и генератора 7 через вентили 9 практически мгновенно вводится в ЦВМ случайное число с заданным законом распределения, выработанное в предыдущий такт.

Одновременно по команде с ЦВМ с генератора 1 случайных чисел через вентили 9 на схему сравнения 2 заносится в паралельном коде исходное случайное число, выработанное в предыдущий такт, и сохраняется неизменным там до следующей команды с ЦВМ.

Далее команда с ЦБМ, задержанная элементами задержки 8, производит запуск генератора тактов б и сброс двоичного счетчика 5 в «0».

Запуск генератора тактов 6 вызывает появление на его выходе серии управляющих импульсов, достаточной для выработки новых равномерно распределенных случайных чисел в генераторах l и 7, которые будут использованы в следующий такт.

Сброс двоичного счетчика 5 вызывает по сигналу с дешифратора 4 выбор и подключение кода наименьшего значения функции распределения из запоминающе:о устройства 8 к схеме сравнения 2. Происходит сравнение этого значения с ранее поданным в схему сравнения 2 значением исходно|о случайного числа.

Если это число меньше значения ординаты функции распределения, то на выходе схемы сравнения 2 появляется сигнал в виде импульса, который, пройдя через элемент задержки 8, фиксируется в двоичном счетчике 5.

Так как двоичный счетчик 5 изменил свое состояние на одну единицу, то по новому сигналу с дешифратора 4 к схеме сравнения 2 подключается следующее значение функции распределения и снова происходит сравнение того же исходного случайного числа, но уже с очередным значением ординаты функции распределения.

Таким образом, последовательное сравнение возрастающих значений функции распределения с одним и тем же значением исходного равномерно распределенного случайного числа происходит автоматически при помощи обратной связи, где выход схемы сравнения 2 через элемент задсржки 8, двоичный счетчик 5, дешифратор 4 и запоминающее устройство 8 соединен с ее входом.

Последовательное сравнение возрастающих значений функции распределения происходит до тех пор, пока не окажется, что исходное случайное число не больше некоторой ординаты функции распределения.

Как только выполнение этого неравенства нарушится, подача импульсов от результатов сравнения прекращается, в связи с чем прекращается и дальнейшая выборка значений очередных ординат. Это значит, что исходное случайное число попало в цифровой интервал между некоторыми соседними ординатами функции распределения.

Этому интервалу соответствует значение аргумента функции распределения, которое в точности равно числу импульсов результатов сравнений, зафиксированных в двоичном счетчике 5. Это достигается, благодаря тому, что дискретность значений аргумента (любого закона распределения) и двоичного счетчика 5 выбраны одинаковыми.

Для этого значения интервалов аргумента (любого закона распределения) представлены в виде правильной двоичной дроби в интервале (О, 1). Их перевод в любую область значений осуществляется с помощью простых арифметических операций в ЦВМ.

Таким образом, к моменту прихода новой команды с ЦВМ все процессы выработки случайного числа с заданным законом распределения и двух равномерно распределенных случайных чисел, которые происходят параллельно, закончены, Новая команда с ЦВМ производит съем выходного случайного числа с заданным законом распределения и его аппроксимирующей части, и процессы выработки нового случайного числа повторяются.

В случае необходимости выработки случайных чисел по другому закону распределения необходимо ввести вручную или автоматически соответству ющий двоичный код значений ординат новой фиксации распределения в запоминающее устройство 8.

Предмет изобретения

Генератор случайных чисел с произвольным законом распределения, содержащий генераторы равномерно распределенных случайных чисел, генератор тактов, цифровую схему сравнения, запоминающее устройство, вентили, линии задержки, двоичный счетчик и дешиф= ратор, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, выход цифровой схемы сравнения соединен с ее входом через линии задержки, двоичный счетчик, дешифратор и запоминающее устройство.

260969

Составитель В. Н. новинский

Техрел Л. В. Куклина Корректор P. И. Крн>чкоаа

Редактор Л. А. Утехина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1033/17 Тираж 499 Подписное

ЦНИИПИ Комитета ло делам изобретений и открытий IipH Сове с Министров СССР

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4, 5