Генератор случайных чисел

Союз Советскик социалистические

Рве у

ОП ИСАКИИ

ИЗОБРЕТИ Н Иэе

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 9О3871 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 21. 03. 80 (21) 2915612/18- 24 с присоединением заявки М (23) П риоритет

Опубликовано 07. 02. 82. Бюллетень М 5 (53)М. Кд.

GO6 r 7/58 фкударстмнкыМ кеивтет

СССР ае делам изобретений и открытий (53) ДК 681. 325

jo88.8) Дата опубликования описания 09.02.82 (72) Авторы изобретения

С.И. Репин, В.П. Якушин и С.С. Панферов

Ж.т= лП@.д,,". р

I б e""rL г 1.

4, Т-Хи1юяЧал. л lf (71) Заявитель

K85JI3t©Тг, (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании случайных процессов.

Известен генератор случайных чисел, принцип действия которого осно-.

3 ван на пересчете по модулю двух случайных по длительностям импульсов за фиксированный интервал времени (1 ).

Недостатком этого генератора являtO ется низкое качество выходной после" довательности случайных чисел и ограниченноее 6ыст роде и ст ви е.

Наиболее близким по технический сущности к изобретению является гене35 ратор случайных чисел, содержащий последовательно соединенные генератор шума, пороговый элемент и два триггера 2 j.

Однако этот генератор обладает низким быстродействием и низким качеством формируемых случайных чисел.

Цель изобретения - увеличение быст родействия и повышение качества гене. рируемой последоват ельности случайных чисел.

Поставленная цель достигается тем, что генератор случайных чисел, содержащий последовательно - соединенные генератор шума, пороговый элемент, счетный Т-триггер и синхронизируемый

R6-триггер, введены анализатор числа импульсов, ключ, линия задержки и блок управления, первый и второй входы которого подключены к прямому и инверсному выходам синхронизируемого

Ю-триггера, третий и четвертый входы блока управления подключены к прямому и инверсному выходам Q - т ри г гера ключа соответственно, а выход блока управления является выходом генератора и через линию задержки соеди" нен с входом D-триггера, синхронизирующий вход которого подключен к выходу элемента И ключа, входы которого подключены соответственно к прямому и инверсному выходам анализатора числа импульсов, первый вход кото903871 рого подключен к выходу порогового элемента, а второй вход анализатора числа импульсов объединен со вторым входом ключа, с синхронизирующим вхо. дом синхронизируемого RS-триггера и является входом "Опрос" генератора.

Кроме того, анализатор числа импульсов содержит последовательно соединенные тактируемые QS-триггер и 33-триггер, инверсныи выход которо- 10 го является инверсным выходом анализатора, первым входом которого является S †вх RS-триггера, Р -вход которого объединен с синхронизирующим входом j3 триггера и является BTopblM вхо 15

Дом и прямым выходом анализатора.

Причем блоку управления содержит сумматор по модулю два и два элемента И, входы которых являются входами блока, а выходы соединены со входами 26 сумматора по модулю два,выход которого является выходом блока.

Блок-схема генератора приведена на чертеже.

Генератор содержит последовательно соединенные генератор 1 шума, пороговый элемент 2, счетный Т-триггер 3, синхронизируемый RS-триггер 4 и блок управления 5. К выходу порогового элемента 2 последовательно под- 39 ключены анализатор 6 числа импульсов и ключ 7, вход которого через линию задержки 8 покдлючен к выходу блока 5 управления, содеращего два элемента 9 И, выходы которых соединены со входами сумматора 10 по модулю два. Анализатор 6 числа импульсов содержит последовательно соединенные тактируемые RS-триггер 11 и О-триггер 12. Ключ содержит последователь-,фв но соединенные элеменТ 13 и 0-триггер 14.

Генератор случайных чисел работает следующим образом.

Непрерывный случайный сигнал с выл хода генератора шума с помощью порогового элемента 2 преобразуется в импульсы стандартной амплитуды, по случайной длительности определяемой вре-, менем, в течение которого напряжение шума превышает величину порога срабатывания порогового элемента 2. Эти прямоугольные импульсы поступают на счетный вход Т-триггера, вызывая всякий раз смену его состояния на противоположное. Выходы счетного тригге" ра соединены со входами синхронизируемого RS-триггера, служащего для периодического считывания информации, получаемой от Т-триггера.

В итоге на выходе синхронизируемого RS-триггера получаем последовательность случайных одноразрядных чисел, вероятность появления "0" и "1" в которой отличается от 0,5 на величину

Погрешность с соответствует наличию корреляционных связей между числами. Природа этих связей определяется конечным значением вероятности события, состоящего в непоявлении ни одного случайного импульса на входе счетного триггера 3. Для выявления этого события в устройстве введен анализатор 6 числа импульсов, который после каждого такта в случае неприхода ни одного случайного импульса выдает сигнал, открывакиций клапан 7. Клапан пропускает случайные числа с линии задержки 8 на блок управления 5, работающее по алгоритму: в случае прихода на блок управления "1" выхода линии задержки 8 выход подключен к прямому выходу синхронизируемого триггера, а в случае прихода на "0" - к инверсному выходу синхронизируемого триггера. Если в течение тактового интервала будут поступать импульсы на счетчик 3 то анализатор б выдает сигнал, закрывающий ключ 7, и блок управления 5 пропускает на выход случайные числа, например, с прямого выхода синхронизируемого триггера 4 В результате последовательность случайных чисел на выходе практически равновероятна и приближается и ней по мере увеличения количества тактов в линии 8 задержки.

Введение новых блоков и связей между ними позволяет повысить быстродействие и качество генерируемой последовательности случайных чисел.

Формула и зоб ре т ени я

Генератор случайных чисел, содержащий последовательно соединенные генератор шума, пороговый элемент, счетный Т-триггер, и синхронизируемый P 9-триггер, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения его быстродействия и повышения качества генерируемой последовательности случайных чисел, он содержит анализатор числа импульсов, ключ, линию задержки и блок управления, первый и

9038 второй входы которого подключены к .прямому и инверсному выходам синхронизируемого RQ-триггера, третий и четвертый входы - к прямому и инверсному выходам D-триггера ключа соответственно, а выход блока управления является выходом генератора и через линию задержки соединен с Ю входом Ц-триггера, синхронизируюпий вход которого подключен к выходу элементе та И ключа, входы которого подключены соответственно к прямому и инверсному выходам анализатора числа импульсов, первый вход которого подключен к выходу порогового элемента, 15 а второй вход - объединен со вторым в, входом ключа, с синхронизирующим входом синхронизируемого Р6-триггера и . является входом "Опрос" генератора.

2. Генератор по и. 1, о т л и — 20 ч а ю шийся тем, что анализатор числа импульсов содержит последовательно соединенные тактируемые Й . 71 6 триггер и D-триггер, инверсный выход которого является инверсным выходом анализатора, первым входом которого является 9 вход R5 -триггера, R вход которого объединен с синхронизирующим входом 0-триггера и является вторым входом и прямым выходом анализатора.

3. Генератор по и. I, о т л и ч а" ю шийся тем, что блок управле" ния содержит сумматор по модулю два и два элемента И, входы которых являются входами. блока, а выходы соединены со входами сумматора по мо" дулю два, выход которого является выходом блока, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

Н 514424, кл. 6 06 F 7/58, 1975

2. федоров Р.ф. Стохастические преобразователи информации. Л., 1978, с. 29 (прототип).

Составитель А. Карасов ,Л.Тепее, Коппектоо Г. Orlop

Ре актоо tl. Лазаренко Техред Л е Р „ ОО о

Заказ 121/30 Тираж 7

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113032 Москва Ж-Я Раушская наб. g. 4/g

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,